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低烟无卤阻燃环保电缆研究及产品设计摘要:本文对近年来广泛应用的无卤低烟阻燃环保电缆特征极其标准制定和生产质量问题进行了详细讨论.无卤阻燃低烟环保电缆的应力开裂影响因素主要与材料选用,工艺挤出,也与使用环境和和存储条件有关.关键词:无卤低烟阻燃环保电缆;电缆材料;挤出工艺;应力开裂;影响因素Exploring LSZH EM-cable and its stress cracking mechanismAbstract:The widely used LSZH EM-cable and the affecting factors for its stress cracking in detail. The main factor for cable cracking are related to selection of cable compound and extrusion process.The cable cracking may be also caused by inappropriate and strorage of materials.Key words: LSZH EM-cable;sclection of cablecompound;extrusion process;production;stress cracking;affecting factor目录前言 (3)第一章聚烯烃无卤阻燃技术的研究 (5)第一节无卤阻燃剂及作用原理 (5)第二节金属氢氧化物（水合金属氧化物）阻燃剂 (5)第三节磷系阻燃剂 (6)第四节阻燃剂的协同作用 (6)第五节辐照交联工艺在低烟无卤电线电缆中应用 (7)第六节最新纳米技术 (7)第二章低烟无卤阻燃线缆料的市场的技术现状与发展趋势 (9)第一节关于有卤无卤的火灾安全的两种概念 (9)第二节线缆产业的进展 (9)第三章环保型电力电缆标准的制定 (14)第四章关于EM-ZA-YJLY23型电力电缆的设计任务 (19)第一节确定电缆各部分的尺寸 (19)第二节电缆电气参数的计算 (21)第三节电缆允许连续载流量的计算 (24)第四节无卤低烟阻燃电缆挤出工艺与质量问题处理 (30)第五节有关低烟无卤电缆料挤出及试验有关问题解决方法 (31)第六节关于交联聚乙烯绝缘交联方式的讨论 (33)结束语： (32)参考文献： (33)前言火灾给人类带来的灾害是惨重的，损失是巨大的，并随着经济发展和城市建设的发展，火灾损失呈上升趋势，因此国内外均对火灾的预防极为重视。
煤矿井下梭车用金属屏蔽橡套软电缆的研制钟苏;张先枚【摘要】煤矿井下梭车用电缆的工作环境比较恶劣,在实际应用中寿命较短,通常会影响采煤和掘进作业的正常进行.梭车电缆的断芯故障在许多煤矿是比较棘手的问题,严重地影响了"房柱式"采煤方式的推广.新型金属屏蔽橡套软电缆通过改变传统电缆缆芯结构,着重提高电缆导体的抗张能力,采用特种合成纤维束作为加强芯,结合添加纤维束对导体绞合结构进行优化设计,较好地解决了由于断芯造成梭车电缆使用寿命短的问题.【期刊名称】《电线电缆》【年(卷),期】2010(000)002【总页数】3页(P27-29)【关键词】煤矿井下梭车用软电缆;金属屏蔽;纤维束;使用寿命【作者】钟苏;张先枚【作者单位】郑州电缆有限公司,河南,郑州,450016;郑州电缆有限公司,河南,郑州,450016【正文语种】中文【中图分类】TM246.90 引言煤炭是我国的主要能源，与经济建设和人民日常生活密切相关。
为保证能源供给，维持经济建设的高速发展，我国煤炭的开采量每年以8%以上的速度快速增长。
矿用橡套电缆是煤炭工业不可缺少的配套产品，被喻为煤炭产业的“血管”与“神经”。
随着采矿技术的不断进步，具有特殊用途和高性能指标的煤矿用电缆需求迅速增加，煤矿井下梭车用金属屏蔽橡套软电缆(以下简称梭车电缆)就是其中之一。
梭车电缆最早是随“房柱式”采煤方式的采煤设备一起从国外引进的，作为电力和信号传输的连接线。
1 梭车电缆使用环境梭车是指由采煤工作面向传输带运送煤炭的运输车，由于它是在采煤工作面和传输带之间往复移动，像纺织机上的梭子，故称为梭车。
煤矿井下梭车用电缆是为梭车传输动力和信号的连接线，它一端连接梭车设备，一端连接电源。
在使用中随着梭车的运动，始终处于被卷绕——拉直——再卷绕——再拉直的周期性运动状态下。
井下巷道十分狭窄，电缆随时有被井壁或支护物挂伤的可能;另外受电缆绞盘容量和梭车运行距离的制约，电缆的外形尺寸也必须有严格限制。
无卤低烟阻燃电缆料的研究首先，无卤低烟阻燃电缆料的研究主要围绕着两个方面展开，即无卤化和低烟阻燃性能的改进。
传统的电缆料中常含有卤素元素，当电缆在着火时会产生大量的有毒气体和烟雾，严重威胁人们的生命安全。
因此，无卤化成为了无卤低烟阻燃电缆料研究的重点之一、通过改变电缆料中的成分，替代原来的卤素元素，可以降低电缆的危险性。
其次，低烟阻燃性能是无卤低烟阻燃电缆料研究的另一个重要方面。
低烟是指在电缆着火时产生的烟雾量较小，从而减少潜在的危害。
而阻燃性能则是指电缆料在着火时具有抑制火势蔓延的能力。
通过添加阻燃剂和改变电缆料的结构，可以提高电缆料的阻燃性能。
无卤低烟阻燃电缆料的研究的关键技术包括阻燃剂的选择和添加方式的优化。
阻燃剂是无卤低烟阻燃电缆料中的主要添加剂，对电缆的阻燃性能起着关键作用。
选择合适的阻燃剂可以提高电缆料的阻燃性能。
同时，优化阻燃剂的添加方式也是提高电缆料性能的重要手段。
目前，常用的阻燃剂有氮磷阻燃剂和硅酸盐阻燃剂等。
此外，研究无卤低烟阻燃电缆料还需要考虑材料的可加工性和耐久性。
材料的可加工性是指材料在制作电缆时的加工性能，包括熔融流动性和机械加工性等。
耐久性是指电缆料在长期使用中的性能稳定性，包括耐热性、耐候性和耐化学性等。
通过优化材料的配方和加工工艺，可以提高材料的可加工性和耐久性。
总之，无卤低烟阻燃电缆料的研究具有重要的意义和挑战。
通过无卤化和改进阻燃性能，可以提高电缆的安全性能。
然而，无卤低烟阻燃电缆料的研究仍然处于起步阶段，需要继续进行深入的研究和开发。
只有不断地探索新的材料和技术，才能实现无卤低烟阻燃电缆料的应用和推广。
低烟无卤阻燃电缆料及电缆加工研究电线电缆被广泛使用，与人们的工作、生活息息相关。
而电线电缆大量使用的绝缘材料和护套材料大多是易燃的高分子材料，在传电能中常因自身发热或外部火灾而引起燃烧，存在火灾安全隐患，因此应用在电线电缆中的高分子材料应具有阻燃特性。
最初是通过向这些高分子材料中添加卤系阻燃剂或采用含卤素的高分子材料来实现这个目标，但当发生水灾时，这些材料将释放出大量的烟雾和卤化氢气体，容易使人或动物窒息而死，造成二次灾难。
因此，开发和使用高阻燃、高安全、低毒、低烟、无腐蚀必气体产生的无卤阻燃电缆已成为今后的发展方向。
对于无卤阻燃电缆料的开发，已有文献报道，通常选用无机矿物粒子作为阻燃剂，比如Mg（OH)2、Al（OH)3等，基体树脂则是选用乙烯基树脂，包括交联聚乙烯、线性低密度聚乙烯（LL-DPE）／低密度聚乙烯（LDPE）／（乙烯／乙酸乙烯醋）共聚物（E/V AC）、E/V AC、LDPE/（E/V AC）等体系。
在这些研究中存在的问题均是选用单一的阻燃体系，为了达到阻燃效果，需要很高的添加量，阻燃剂在基体树脂中不能均匀分散，导致了材料的力学性能损失很大，因此其应用仍存在问题，同时这些研究大多忽视了由于高填充带来的加工问题。
按一定比例称取Al（OH）3、聚硅氧烷加人高速搅拌机中，搅拌机温度保持在120℃，搅拌20～30mm出料，得到复配阻燃体系[Al（OH）3经聚硅氧烷表面处理]。
按一定、比例称取前述复配阻燃体系、聚乙烯蜡、南京塑泰ST-6马来酸酐接枝相容剂LDPE，在双螺杆挤出机中挤出造粒，得到高浓度的阻燃母粒。
按一定比例称取LDPE、E/V AC、E/EAK、阻燃母粒及其它助剂，在双螺杆挤出机中挤出造粒，得到无卤阻燃LDPE电缆料。
将电缆料在压机上成型并在制样机上制成标准试样。
1.4 性能测试拉伸性能按GB/T 1040-1992测试；氧指数按GB/T 2406一庄993钡J试；MFR按GB/T3682-200测试；SEM观察：将试样在液氮中脆断，断面喷金处理，然后观察断口的形貌特征并拍照2 结果与讨论2.1多组分协效阻燃体系的阻燃机理作为无卤阻燃电缆料的阻燃剂，通常选用Mg（OH）2、Al(OH)3，其阻燃机理是这些含水化合物在高温下发生分解。
低烟无卤阻燃电缆料的研究摘要高分子阻燃电缆料在燃烧时会产生有毒气体和烟雾，在火灾发生后会形成二次灾害，对人民生命财产安全造成很大危害。
添加适当的阻燃剂使电缆具有难燃性、自熄性和消烟性是目前阻燃技术中较普遍的方法。
阻燃剂可分为含卤阻燃剂和无卤阻燃剂，为了减少有毒气体的排放，阻燃剂逐渐趋于无卤化。
低烟、无卤阻燃电缆在各个行业、各个方面应用十分广泛，现在世界各国对无卤阻燃电缆的需求也逐年增加，并且要求也越来越高。
国内对此也逐渐与世界领域接轨。
本文主要介绍了阻燃电线电缆国内外的应用与发展，重点介绍了高分子材料的阻燃机理与各种常用阻燃剂，对未来阻燃剂的发展动向做了阐述。
最后对聚烯烃低烟无卤阻燃材料进行了配方实验，测试了力学性能与氧指数，并对其结果进行了分析。
关键词低烟无卤；阻燃剂；阻燃电缆；力学性能；氧指数THE STUDY OF LOW-SMOKING NON-HALOGEN FLAME-RETARDANT FORCABLE MATERIALSAbstractSome polymer materials give off an amount of poisonous gases and smokes when they are combusted which has become the secondary disaster after the fire happened. This harms the safety of people's lives and properties seriously. There are some common methods of flame retardant technology such as adding proper flame retardant that can make polymer materials have incombustible ability, self extinction ability and stroke suppression. Flame retardant contains in-dude halogenated flame retardant and halogen-free flame retardant. In order to reduce toxic gas emissions, flame retardants are gradually made to become non-halogenated. So far, flame-retardant cable is widely used in various industries. And the demands for halogen-free flame retardant cable increase year by year and its requirements also are getting higher and higher. At the same time china also gradually bring it in line with international level.The paper will introduce the development and application of the flame-retardant wire and cable at home and abroad, and focus on the flame-retardant mechanism of polymer materials and several common used flame retardants , and describe the development of the flame retardants. Finally, low smoking non-halogen flame retardant polyolefin formulations experiments are carried out to test the mechanical properties and oxygen index, and its results are analyzed. Keywords low-smoking non-halogen；flame retardant；flame-retardant cable；Mechanical Properties；Oxygen Index目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 国内外阻燃电缆的发展状况 (5)1.2.1 国外阻燃电缆的发展 (5)1.2.2 国内阻燃电缆的发展 (6)第2章阻燃电缆的阻燃机理 (7)2.1 高聚物的燃烧过程与机理 (7)2.2 聚合物的阻燃机理 (9)2.2.1 冷却机理 (9)2.2.2 稀释机理 (9)2.2.3 隔离层机理 (9)2.2.4 终止链反应机理 (10)2.3 阻燃剂的分类 (10)2.3.1 卤系阻燃剂 (11)2.3.2 无机氢氧化物 (12)2.3.3 含硅阻燃体系 (12)2.3.4 膨胀型阻燃剂（IFR） (13)2.3.5 可膨胀石墨体系 (14)2.3.6 磷系阻燃剂 (14)2.3.7 氮系阻燃剂 (16)2.3.8 硼系阻燃剂 (16)2.3.9 纳米级阻燃剂 (17)2.4 阻燃剂的发展动向 (17)2.4.1 超细化 (17)2.4.2 微胶囊化 (18)2.4.3 复配协同 (19)2.4.4 表面改性 (19)2.4.5 消烟 (19)2.4.6 交联 (19)2.4.7 大分子技术 (20)第3章实验部分 (21)3.1 主要原料及配比 (21)3.1.2 无机阻燃剂 (22)3.1.3 原料配比 (22)3.2 实验仪器与设备 (23)3.3 实验流程 (23)3.4 试样制备与测试 (24)3.4.1 原料预处理 (24)3.4.2 混炼机塑炼 (24)3.4.3 平板硫化机压片及制样 (24)3.4.4 氧指数测试 (24)3.4.5 力学性能测试 (25)3.5 实验结果与分析 (25)3.5.1 阻燃性能 (25)3.5.2 力学性能 (25)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (32)第1章绪论1.1引言阻燃技术的最早历史记载是，公元前83年古希腊人采用矾溶液处理木质碉堡，用以提高木质碉堡的阻燃性能。
专利名称：煤矿用低烟无卤低毒环保橡套软电缆专利类型：发明专利
发明人：廉果,钱子明,王昆,张新
申请号：CN201310628124.X
申请日：20131129
公开号：CN104681191A
公开日：
20150603
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种煤矿用低烟无卤低毒环保橡套软电缆，包括3个动力线芯导体，动力线芯导体外表面包覆有乙丙橡胶绝缘层；一内护套层包覆3个动力线芯导体外表面，此内护套层外表面包覆有一外护套层；内护套层和外护套层均由以下重量份组分组成：乙烯醋酸乙烯酯共聚物80~100份，三元乙丙胶5~20份，氢氧化铝130~170份，硬脂酸0.5~1.5份，脱模剂1.5~2份，高耐磨炭黑2~3份，偶联剂1~2份，过氧化二异丙苯3~4份，促进剂2.5~3.5份，己二酸二辛酯7~9份，三聚氰酸三烯丙酯0.3~1.4份，复合阻燃剂5~10份。
本发明在恶劣环境条件下使用性能仍能保持稳定，提高了使用寿命和可靠性，且提高了阻燃性能同时，并具有优异的耐酸、低烟、无卤、低毒、耐油等耐介质腐蚀性。
申请人：江苏亨通电力电缆有限公司
地址：215234 江苏省苏州市吴江市七都镇工业区亨通大道88号
国籍：CN
代理机构：苏州创元专利商标事务所有限公司
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矿用新型无烟无卤橡套软电缆的研究摘要随着我国采煤业的发展，逐步带动了大批的机械加工制造业及相关产业链。
相关资料显示，矿用电缆是采煤业机械不可缺少的重要配套产品，是传递信息、输送电能和制造各种电机、电器、仪表不可缺少的基础器材。
几乎从超高压输电线路到各种微电机的各个环节都离不开矿用电缆。
随着我国经济发展和消费市场的逐步扩大，国内煤炭企业对矿用电缆的需求也不断增长必将强劲拉动矿用电缆行业的市场增长，给矿用电缆行业带来难得的市场机遇，预计今后这种趋势仍将继续。
本文分析了电线电缆火灾的成因和危害；简要介绍了无烟无卤阻燃橡套电缆料的发展现状和方向；重点介绍了无烟无卤阻燃橡胶电缆料的配方研究；对无烟无卤电缆料进行大量实验以获得更好的阻燃性能，例如ATH，LDHs，TCP对EVM的燃烧性的影响；根据实验得出的数据对无烟无卤橡套电缆进行设计，设计型号为MYWPTJ—8.7/10KV 3×185+3×70/3+3×2.5，并分析了该产品的试制情况。
提出了阻燃剂的无卤化、抑烟和低毒是当前和今后电线电缆阻燃研究领域的前沿课题，但在阻燃电缆的应用上还需进一步深入研究。
关键词无卤;阻燃;燃烧性Mining new smokeless halogen-free,rubberset soft cable researchAbstractStep by step with the development of coal industry in our country， a large number of machinery manufacturing industry and related industrial chain.Relevant data shows， the mine cable is the indispensable important coal mining machinery products， is passing information，transmission power and manufacturing all kinds of motor，electrical equipment，instrument of the indispensable foundation. Almost from all aspects of ultra-high voltage transmission lines to all kinds of micro-motor is inseparable from the mine cable. Along with our country economy development and widening consumer market，the domestic coal enterprises is also growing demand for mine cable will be a strong pull the mine cable industry market growth， bring a rare opportunity to mine cable industry， is expected this trend will continue in the future.This paper analyzes the causes and harm of wire and cable fire; This paper briefly introduces the smoke-free halogen-free flame retardant rubber cable materials development present situation and direction; Introduced a smoke-free halogen-free flame retardant rubber cable compound recipe; Smokeless halogen-free cable materials for a large number of experiments in order to obtain better flame retardant performance，such as ATH，LDHs，TCP's influence on the combustibility of EVM entry;According to the experiment data of smokeless halogen-free，rubber sets of cables to carry on the design， the design model for MYWPTJ - 8.7/10 kv 3 x 185 + 3 * 70/3 + 3 * 2.5， and the manufacture of the product were analyzed. Proposed no halogenated flame retardant and smoke suppression and low toxicity is the current and future research frontier in the field of electric wire electric cable fire retardant， but also on the application of flame retardant cable need to be further in-depth study.Keywords Halogen free;Flame retardant;Combustibility;目录摘要 (I)Abstract ...................................................... I I第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 无烟无卤电缆国内外发展概况和趋势 (2)1.2.1 无烟无卤电缆国外发展现状 (2)1.2.2 无烟无卤电缆在中国的发展 (3)1.2.3 无烟无卤电缆国内外竞争情况及产业化前景 (7)1.3 本文研究内容 (7)第2章无烟无卤电缆料配方研究 (8)2.1 引言 (8)2.2 EVM简介 (9)2.3 实验部分 (9)2.3.1 主要原料与试剂 (9)2.3.2 主要仪器和设备 (9)2.3.3 LDHs、ATH表面处理 (10)2.3.4 EVM/TCP/LDHs/ATH复合材料的制备 (10)2.3.5 测试与表征 (10)2.4 结果与讨论 (10)2.4.1 ATH 对EVM燃烧性的影响 (10)2.4.2 LDHs 对EVM燃烧性的影响 (11)2.4.3 TCP对EVM燃烧性的影响 (12)2.4.4 LDHS/ATH/TCP对EVM阻燃性能和力学性能的影响 (12)2.5 本章小结 (13)第3章无烟无卤电缆设计及试制 (15)3.1 无烟无卤橡套软电缆的设计 (15)3.1.1 产品采用的关键技术及主要工艺路线 (16)3.1.2 产品主要工艺流程图 (17)3.2 无烟无卤电缆试制 (18)3.2.1 产品试制依据及计划 (18)3.2.2 试制情况 (19)3.2.3 新产品的应用 (20)3.2.4 产品的质量控制 (22)3.2.6 成品性能试验结果 (23)3.2.7 本章小结 (23)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (26)第1章绪论1.1课题背景橡胶与塑料聚合物是制造电线电缆的绝缘和护套的主要材料，它们多数是容易燃烧和延燃的。
随着电线电缆甩量不断增大，电气火灾事故的频繁发生，电线电缆的阻燃问题逐渐引起世界各国的重视。
早在70年代，国内外相继开发了阻燃电缆，但是这些阻燃电缆几乎都是有卤的，虽然有一定的阻燃效果，但在火灾发生时，燃烧的电线电缆仍要产生有毒气体和烟雾，这不仅影响救灾工作的顺利进行，而且对生命财产造成“第二次灾害”。
鉴于不少工业部门和地铁、高层建筑等市政民用设施对安全性和可靠性的要求越来越高，迫切要求开发新一代的无烟无卤阻燃电缆。
近年来,人们发现火灾事故中的人员致死原因80 %以上与材料产生的浓烟和有毒气体有关[1] .为避免或降低火灾事故的“二次灾害”，国际电工委员会(IEC)于1982年和1989年相继制定并修订了IEC一和IEC6O754一2，以此来限制电缆燃烧时释放出的毒气含量(规定HCI含量<5mg/g，燃烧释放出的腐蚀性气体的水溶液的ph>4.3、电导率<1Ops/mnI)。
1991年又制定了EIC61034，以此来限制电缆燃烧时释放出的烟雾量(规定烟雾透光率>60%)。
英国制定7海军工程标准NES一718和NES一713。
美国海军标准MILS24643直接采用NES一713标准来检测电缆燃烧时释放出的毒性气体含量(规定毒性指数<5)。
我国也相继制定了GB12666.7一1991，并于1998年对其进行了修订并制定了标准GB/T17650一1998和GB/T17651一1998，来限制电缆燃烧时释放的烟雾量和毒性气体含量。
1995年颁布的“建筑内部装修设计防火规范”规定烟密度等级SRD成75，毒气毒性(Lc50))2m5g/L。
2001年，国家经贸委和公安部(消防部)颁布了“公共场所阻燃制品的应用与标准”规定了“材料产烟毒性分级”，“塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求”规定了所有电缆等阻燃材料的烟气毒性指标(规定燃烧释放出的烟气毒性(浓度)在(6.15一12.4)mg/L范围内)。
所有这些标准都为限制电缆等阻燃或非阻燃材料燃烧释放的烟雾和毒气提供了有效和可靠的依据，但是在煤矿这种高危行业内，我国的煤矿用电缆在无烟无卤的控制上几乎还是空白，可见研制和在煤矿应用煤矿用无烟无毒(卤)阻燃电缆是十分必要和重要的。
1.2.1无烟无卤电缆国外发展现状在第二次世界大战期间开发的卤素一锑阻燃体系，被誉为是阻燃技术发展史上的一个里程碑，经过半个多世纪的研究和应用已走向成熟，并在近20年的阻燃剂领域中一直处于重要地位。
但其燃烧时引发的有毒烟雾使人窒息比高温灼烧更容易使人死亡。
国际上，特别是欧盟和日本，对阻燃电线电缆料较早地提出了高性能、无卤化阻燃的要求，并已经在诸多的行业用线缆中加以规范化使用。
日本索尼公司新近推出了索尼绿色环保认证，其中就明确强调了停止使用PVC电缆料，用无卤阻燃电缆料代替之。
