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1、(10)申请公布号 CN 102820078 A(43)申请公布日 2012.12.12CN102820078A*CN102820078A*(21)申请号 201110151730.8(22)申请日 2011.06.08H01B 7/02(2006.01)H01B 7/17(2006.01)H01B 7/20(2006.01)H01B 7/29(2006.01)H01B 13/00(2006.01)H01B 13/22(2006.01)C08L 23/16(2006.01)C08L 7/00(2006.01)C08L 23/22(2006.01)C08L 9/06(2006.01)C08L 9。
2、/00(2006.01)C08K 3/36(2006.01)C08K 3/22(2006.01)C08K 3/34(2006.01)(71)申请人戴永国地址 200092 上海市杨浦区江浦路1100弄8号1402室(72)发 明人戴永国(54) 发明名称橡、塑绝缘陶瓷化耐火电缆(57) 摘要本发明涉及橡、塑绝缘陶瓷化耐火电缆，其关键技术是利用陶瓷产品的高温烧结原理，恰当地应用于耐火电缆的技术领域中；同时采用不锈钢皱纹钢管护套替代传统的铜管护套。不锈钢的熔点约为1500，而铜的熔点为1083，两者相差达400左右。在现行的国家标准GB/T 12666.6规定：电缆应经受火焰温度950-1000，。
3、灼烧90分钟而不损坏。这样的规定可能是受铜管护套耐火电缆中铜的熔点温度所限。据实验测定，木屋发生火灾时的最高温度约为1100-1200，有时最高温度可达到1340，都已远超过铜的熔点温度，而不锈钢皱纹钢管护套则完全可以经受这个火焰温度。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页1/1页2橡、塑绝缘陶瓷化耐火电缆1.在三元乙丙橡胶(含天然橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶)内，添加大剂量含有二氧化硅及三氧化二铝的材料，包括：陶土粉、高岭土粉、瓷土粉、二氧化硅粉；同时再添加适量的。
4、低熔点烧结陶瓷粉。2.在橡胶(含三元乙丙橡胶、天然橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶)与低密度聚乙烯塑料相共混的胶料内，添加大剂量含有二氧化硅及三氧化二铝的材料，包括：陶土粉、高岭土粉、瓷土粉、二氧化硅粉；同时再添加适量的低熔点烧结陶瓷粉。3.采用不锈钢薄钢带，沿着电缆纵向与电缆牵引速度同步通过专用成型模具，使钢带形成与电缆尺寸相匹配的园形钢管，再用氩弧焊接工艺将钢管焊接成为封闭的钢管，然后通过轧纹机，将园形钢管轧成皱纹而成为电缆的不锈钢皱纹钢管护套。权 利 要 求 书CN 102820078 A1/3页3橡、 塑绝缘陶瓷化耐火电缆1 技术领域 ：0001 本专利涉及在电缆技术领域中的耐火电缆。
5、，对其耐火原理、电缆结构作出重大改进。目前耐火电缆因受铜管护套的熔点温度所限，其最高耐火温度为1000。本专利的耐火电缆最高耐火温度约为1400，而且电缆受到高温火焰灼烧时，不会着火燃烧、不会释放出任何烟雾及有害气体。0002 耐火电缆是指：当电缆遭受高温火焰灼烧条件下，电缆仍能保持一定时间的正常运行。因此耐火电缆主要适用于：高层建筑、宾馆、地铁、隧道、剧院等等场所的重要供电、控制及信号线路，诸如：火灾自动报警系统；消防栓泵、喷淋泵系统；烟气排放系统；防火卷帘门配电线路；消防电梯配电线路；火灾应急照明线路；消防广播、通信以及其他在火灾中必须确保的供电、控制及信号等配电线路。2. 背景技术 ：0。
6、003 在19世纪末，瑞士工程师Arnold Francis Borel提出“铜芯氧化镁绝缘铜管护套耐火电缆”，又称“矿物绝缘电缆”。直至1934-1936年间，在法、英等国才陆续投入生产，其间相隔约达40年之久，究其原因主要为：产品结构特殊，非电缆厂采用原有设备所能生产；产品生产工艺复杂；不能生产单根较长电缆，造成线路连结头较多，不仅费时而且增加电缆故障隐患；氧化镁绝缘很易吸湿导致电缆绝缘性能降低；电缆采用铜管护套，不仅产品成本高而且不易弯曲使敷设安装困难；铜是化学性质较活泼的金属，在和敷设环境中的湿气和二氧化碳作用下，会产生腐蚀物铜绿(碱式碳酸铜)。更值得关切的是：铜的熔点为1083，而据。
7、“消防安全技术”一书称：经实验测定，木屋发生火灾时的最高温度一般约为1100-1200，有时最高温度可达1340已远超过铜管护套的熔点。因此可以认为这种耐火电缆是存在诸多问题的，但迄今尚未见有更好的耐火电缆问世，所以国内仍在生产销售中。3. 发明内容 ：0004 3.1早在数千年前古代先人已掌握陶瓷器皿的生产技术。将陶土、高岭土、瓷土、二氧化硅与水拌和成泥状，将其做成各种器皿，然后放置在炉窑内，燃烧木材加热使窑内温度逐步升高至烧结温度，再经保温、降温，直到冷却后取出质地坚硬的陶瓷产品。0005 以上陶土、高岭土、瓷土的主要化学成份均是二氧化硅和三氧化二铝，其熔点均在1700以上。为了降低陶瓷的。
8、烧结温度，可添加适量的低熔点烧结陶瓷粉，其软化温度约520，烧结温度约600，熔化温度约650。本专利系将上述的陶瓷烧结原理应用到耐火电缆的绝缘材料中去，要求耐火电缆遭受高温火焰灼烧时，其绝缘层内所含有的陶土等材料受高温而产生陶瓷烧结反应，使绝缘层形成质地坚硬陶瓷化绝缘体，从而使耐火电缆仍保持正常运行。0006 另一方面，电缆绝缘材料中的橡胶和低密度聚乙烯塑料受到高温而分解出多种可燃气体，诸如：乙烯、丙烯、异戊二烯、异丁烯、丁二烯、苯乙烯，这些气体大多可被分子筛所说 明 书CN 102820078 A2/3页4吸收，且在填充十分结实的玻璃纤维环境中，又在缺氧、无明火的条件下也是难以燃烧的。00。
9、07 3.2电缆的不锈钢皱纹钢管护套：0008 不锈钢的熔点常在1500以上，比铜的熔点高约400左右，因此采用不锈钢皱纹钢管护套的耐火电缆，其最高耐火温度可达到1400左右，这是对耐火电缆十分重要技术指标的一个重大突破。0009 目前不锈钢的使用日益广泛，其主要原因之一是与低碳钢的价格差异逐步缩小。以本专利所采用的型号410、420、440不锈钢簿钢带为例，其价格仅比低碳钢薄钢带高出约一倍左右，何况不锈钢具有其独特的技术优势，非低碳钢所能替代。0010 4.具体实施方式 在火灾中电缆受到高温火焰灼烧时，使绝缘层能产生陶瓷化反应，为此特设计下列专用配方：0011 4.1橡胶绝缘陶瓷化配方： 重。
10、量份0012 三元乙丙橡胶(含天然橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶)-1000013 氧化锌-150014 陶土粉(含高岭土粉、瓷土粉、二氧化硅粉)-150-3200015 低熔点烧结陶瓷粉-11-380016 硅酸盐或硅酸铝盐分子筛-3-100017 硬脂酸-60018 防老剂MB-3.50019 交联剂DCP-4.50020 胶料混炼工艺(在4001000mm开炼机上混炼，每车30Kg)：(1)将辊温调至60-70，辊距5-6mm，把已素炼的橡胶投入开炼机，待包辊后投入氧化锌、硬脂酸、分子筛、防老剂MB、交联剂DCP。(2)当添加剂已全部混入橡胶内后，调整辊距至2-3mm，将胶料打卷薄通。
11、10次，然后再打三角包10次。(3)调整辊距至5-6MM，待胶料包辊后，将陶土粉、低熔点烧结陶瓷粉投入胶料内。(4)待所有添加剂已全部混入胶料内后，辊距调整至2-3mm，将胶料打卷薄通10次，然后再打三角包10次。最后胶料出片冷却至室温，供下工序使用。0021 4.2橡胶与塑料共混胶绝缘陶瓷化配方： 重量份0022 三元乙丙橡胶(含天然橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶)-600023 低密度聚乙烯塑料-400024 陶土粉(含高岭土粉、瓷土粉、二氧化硅粉)-160-3300025 低熔点烧结陶瓷粉-15-500026 硅酸盐或硅酸铝分子筛-3-100027 氧化锌-90028 硬脂酸-3.5。
12、0029 防老剂MB-20030 抗氧剂1010-0.30031 交联剂DCP-4.50032 胶料混练工艺(在4001000mm开炼机上混炼，每车30Kg)：(1)将辊温调至120-130，辊距2-3mm，将低密度聚乙烯塑料投入开炼机，待塑料熔化包辊后，把已素炼说 明 书CN 102820078 A3/3页5的橡胶投入开炼机，当塑料和橡胶混炼成一体后，将胶料打卷薄通10次，然后再打三角包10次。(2)调整辊距至5-6mm，辊温调至60-70。然后将已冷却至50以下的共混胶料投入开炼机，待胶料包辊后将氧化锌、硬脂酸、分子筛、防老剂MB、抗氧剂1010、交联剂DCP、陶土粉、低熔点烧结陶瓷粉投入。
13、开炼机，将所有添加剂全部混入胶料内。(3)将辊距调至2-3mm，将胶料打卷薄通12次，然后再打三角包12次。(4)最后胶料出片厚度约5-6mm，放置在室内自然冷却后供下工序使用。0033 4.3绝缘线芯的加工：0034 以上两个配方的混炼料均可采用冷喂料，在螺杆长径比为16-20倍的橡胶连续硫化挤出机上挤包电缆的绝缘层。用饱和高压蒸汽加热硫化，温度控制在190-205。0035 为了增强绝缘线芯的耐电强度及机械性能，在每根绝缘线芯上采用无碱玻璃纤维带重叠式绕包两层。0036 4.4电缆绝缘线芯的成缆：0037 电缆的绝缘线芯制成后，多芯电缆均需经成缆工序将绝缘线芯按规定的工艺要求绞合在一起，然。
14、后在其表面重叠式绕包无碱玻璃纤维带6层，作为电缆的耐火加强层，也是不锈钢皱纹钢管护套所必需的耐火垫衬层。同时，在绝缘线芯之间的所有空隙应用无碱玻璃纤维尽量结实地加以填满，将残留空气减少至最少程度。0038 4.5不锈钢皱纹钢管护套：0039 不锈钢的品种很多，其价格相差较大。根据本发明产品的技术要求，应选用焊接性能好、钢带延伸率大、体积电阻率比低碳钢带小、并且其价格在不锈钢中较低的品种。例如：型号为410、420、440不锈钢，这些都是具有铁磁性的不锈钢，适合用作耐火电缆的皱纹钢管护套。0040 4.6电缆的生产范围：0041 4.6.1 5芯及以下电力电缆，其额定工频交流电压Uo/U为600。
15、/1000V，铜导电线芯标称截面为4-300mm2。0042 4.6.2 37芯及以下控制和信号电缆，其额定工频交流电压Uo/U为450/750V，铜导电线芯标称截面为2.5-6mm2。0043 电缆结构请详见说明书附图：0044 图1：橡、塑绝缘陶瓷化耐火电缆0045 1-铜导电线芯 2-绝缘层0046 3-无碱玻璃纤维包带 4-无碱玻璃纤维填充物0047 5-无碱玻璃纤维包带 6-不锈钢皱纹钢管护套0048 图2：铜芯氧化镁绝缘铜管护套耐火电缆：0049 1-铜导电线芯 2-氧化镁绝缘0050 3-铜管护套0051 注：图2用作两种不同耐火电缆结构的比较，仅供参考。说 明 书CN 102820078 A1/1页6图1图2说 明 书 附 图CN 102820078 A。