专利名称：防火阻燃矿物化合填充料和含有该矿物化合填充料的电缆的制作方法随着工业化城市化进程加快，各类火灾事故也频繁发生，造成生命财产的巨大损失。并且，随着消防意识的提高，发达国家在一部分电气的配电线路必须根据不同用途选用防火电缆。国内电力部门也在城市的高层建筑和娱乐场所推广使用防火电缆。含有云母带、陶瓷化复合带的绝缘层是电缆的主要防火阻燃结构，通过在高温下的陶瓷化的化学反应来达到电缆的防火，防止电缆的短路。耐火电线电缆在遭遇火灾时，除了高达1200摄氏度火焰的燃烧破坏了它的绝缘材料外，还有外来机械上的撞击(如掉下来的石块、模板、钢板等)以及消防水的喷射，在这种恶劣的火灾环境下,耐火电线电缆也必须维持电路的完整性。所以高要求的耐火电线电缆必须能够承受高温火焰、撞击、水淋喷射三种破坏性的考验。在IEC60331-32、英国标准BS3687和美国DC2196标准中均以详细的测试标准体现了上述的三种高要求的、破坏性的环境。传统的单独使用耐火云母带无法满足上述的要求。为了达到能够承受高温火焰、撞击、水淋喷射三种破坏性考验的要求，目前防火电缆采用填充材料来改善，普通的防火电缆一般采用聚氯乙烯或交联聚乙烯。这种电缆由于其结构特点，耐火温度低，耐火的可靠性不强。也有采用玻璃丝制成填充料，但是该填充料在高温燃烧时会灰化、起烟。在火灾发生时，普通防火控制电缆无法保证线路继续工作，难以为逃生和救援争取更长的时间。
本发明的目的是提供一种防火阻燃矿物化合填充料，本发明的另一个目的是提供一种防火电缆，防火电缆含有上述的防火阻燃矿物化合填充料，该电缆能够承受高温火焰、撞击、水淋喷射三种破坏性的考验。为达到上述目的: 一种用于电缆的防火阻燃矿物化合填充料，包括以下物质: a:含硅粘合物 b:无机阻燃化合物 c:矿物化合物 a:含娃粘合物所述的含硅粘合物为硅酸盐粘合物或硅溶胶粘合物，也可以是其他可以形成高分子或中高分子的含硅粘合物(聚硅 酸)。优选含水硅酸钠、含水硅酸钾、含水硅酸镁铝、含水硅酸锂、含水硅酸镁锂，含水硅酸镁。优选硅溶胶或含水硅酸镁锂与硅溶胶的混合物。含硅粘合物可以是含有结晶水，也可以是含有游离水，这并不会影响含硅粘合物在本发明中所起的粘合作用。优选地，含水硅酸镁锂与硅溶胶的质量比为10:1-1:10。硅酸盐粘合物，在粘合时，并不是完美的，为了得到具有一定强度和粘合持久性的粘合剂，需要对硅酸盐粘合物进行改性，如通过物理改性:磁场、超声波、热压釜加热、回流加热等处理，可以消除硅酸盐的老化现象，得到具有一定要求的硅酸盐粘合物。此外，也可以进行化学改性:使用多聚磷酸盐、聚硅磷酸盐、硼酸盐、聚硼酸盐、铝酸盐、聚硅铝酸盐、云母粉、硼砂等无机化学改性剂改性，聚丙烯酰胺、山梨醇等有机化学改性剂改性。通过上述改性可以增强硅酸盐粘合物的粘结能力。更进一步 地，多聚憐Ife盐可以是多聚憐Ife纳，多聚憐Ife钟，多聚憐Ife续，多聚憐Ife钙，多聚磷酸铵。更进一步地，聚硅磷酸盐可以是聚硅磷酸钠，聚硅磷酸钾，聚硅磷酸镁，聚硅磷酸钙，聚硅磷酸铵。更进一步地，硼酸盐可以硼酸钠，硼酸钾，本领域的技术人员都知道，也可以是氧化硼和金属氧化物的混合物，上述二者物质在一定温度下可以形成硼酸盐。上述的金属氧化物，可以是氧化铝，氧化钠，氧化钾，氧化镁，氧化钙等。更进一步地，聚硼酸盐可以是聚硼酸钠，聚硼酸钾，聚硼酸铝，聚硼酸镁，聚硼酸钙，聚硼酸铵。更进一步地，铝酸盐可以铝酸钠，铝酸钾，本领域的技术人员都知道，也可以是铝酸和金属氧化物的混合物，上述二者物质在一定温度下可以形成铝酸。上述的金属氧化物，可以是氧化铝，氧化钠，氧化钾，氧化镁，氧化钙等。更进一步地，聚硅铝酸盐可以是聚硅铝酸钠，聚硅铝酸钾，聚硅铝酸镁，聚硅铝酸钙，聚硅铝酸铵。更进一步地，上述的硅酸盐粘合物化学改性剂，为粉末状或颗粒状或细片状。粉末或颗粒状的硅酸盐粘合物化学改性剂，其粒径优选0.1至150微米，优选0.1-20微米。颗粒粒径大则会影响分散性，难以起到改性的作用。细片状的硅酸盐粘合物化学改性剂，优选0.1-10微米，更优选地为0.1-5微米。再进一步地，上述的硅酸盐粘合物化学改性剂可以是上述化学改性剂的一种或多种混合，他们之间的混合不会影响各自作为硅酸盐粘合物的化学改性剂的作用。优选地，选用有机的化学改性剂和无机的化学改性剂混合使用，更优选地，选用山梨醇与铝酸盐混合使用，作为硅酸盐粘合物的化学改性剂。优选地，山梨醇与铝酸盐质量比为1:10-10:1。优选地，硅酸盐粘合物的改性剂使用量为硅酸盐粘合物质量的0.5%_10%。更优选地为1%-5%。更优选地，2%-4%。本发明的防火阻燃矿物化合填充料，可以列举的例子，还可以包括作为硅酸盐粘合物的固化剂的化合物，包括有机酯，硅铁粉、β -硅酸二钙、氟硅酸钠等。进一步地，有机酯，可以列举的例子，包括甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯、十二苯磺酸甲酯、十二苯磺酸乙酯、十二苯磺酸异丁酯。优选地，作为硅酸盐粘合物的固化剂，可以是上述固化剂单独作为硅酸盐粘合物的固化剂，也可以是上述固化剂的混合物作为硅酸盐粘合物的固化剂。优选地，硅酸盐粘合物的固化剂剂使用量为硅酸盐粘合物质量的0.5%_40%。更优选地为5%-30%。更优选地，10%-20%。
b:无机阻燃化合物
作为用于本发明防火阻燃矿物化合填充料的无机阻燃化合物，该无机阻燃化合物在高温下具有很好的吸热能力，同时不可燃，起到防火的作用，具体地，为氢氧化物型无机阻燃齐 、氧化物型无机阻燃剂、硼酸盐型阻燃剂、锡酸盐型阻燃剂、锑型阻燃剂，它们可单独使用或者以二或更多种的组合形式使用。

进一步地，作为氢氧化物型阻燃剂，可以列举的例子包括氢氧化铝、氢氧化镁、碱式碳酸镁、碱式碳酸铜、水滑石型复合金属氢氧化物，水滑石型复合金属氢氧化物干燥的产物。进一步地,作为氧化物型阻燃剂,可以列举的例子,包括氧化招、氧化镁、氧化铜、氧化亚铜、氧化铁、氧化锌、氧化锡、水滑石型复合金属氢氧化物煅烧的产物、稀土氧化物。进一步地，作为硼酸盐型阻燃，可以列举的例子包括硼酸锌、硼酸钡、硼酸钙、偏硼酸锌、偏硼酸钡。进一步地，作为锡酸型阻燃剂，可以列举的例子包括锡酸锌、锡酸钡、碱式锡酸锌、碱式锡酸钡。进一步地，作为锑型阻燃剂，可以列举的例子，包括:三氧化锑，五氧化锑、锑酸钠、锑酸钾。作为阻燃无机化合物，优选地，本发明氢氧化物型阻燃剂，或氢氧化物型阻燃剂搭配少量的氧化物型阻燃剂。优选地，本发明的防火阻燃矿物化合填充料的无机阻燃剂选择氢氧化镁或氢氧化铝或氢氧化铝与氧化铈的混合物。为了更好的与本发明的a含硅粘合物相容，也为了无机阻燃剂能够很好的分散，有力地节约在制备是的能源，本发明的无机阻燃剂的平均颗粒直径介于0.05-20 μ m，优选
0.1-20 μ m。进一步地，基于上述的同样的原因，为了获得更好的分散性，也可以使用硅油或硅烷偶联剂处理无机阻燃剂。更优选地，本发明的防火阻燃矿物化合填充料的无机阻燃剂的用量为a含硅粘合物的30%-200%。更优选地，为50%-150%。
c:矿物化合物
作为用于本发明防火阻燃矿物化合填充料的增加柔性的矿物化合物，滑石粉、碳粉、石墨、二氧化钛、二氧化硅、硅、云母、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、碳酸镁、硫酸镁、氧化钛、氧化铝、氧化钾、碳化硅、金属粉末硅酸钙、高岭土、大理石粉末。优选碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、碳化硅、氧化钛。纤维状的矿物化合物优选短纤维。片状的矿物化合物优选圆片状或椭圆形状的材料。
碳酸钙、氧化铝、碳化硅、氧化钛优选0.01至20微米，特别优选纳米级碳酸钙、纳米级氧化招、纳米级碳化娃、纳米级氧化钛。优选地，作为用于本发明防火阻燃矿物化合填充料的矿物化合物，可以使用表面活性剂或硅烷偶联剂或甲基硅油改性等表面改性剂。或者使用上述多种表面改性剂进行改性，以增强分散性。更优选地，本发明的用于本发明防火阻燃矿物化合填充料的矿物化合物的用量为a含硅粘合物的30%-200%。更优选地，为50%-150%。
此外，本发明的填充料除了含有上述物质之外，还可以含有颜料，优选无机颜料。公知的无机颜料如碳黑、钛白粉、氧化铁红、铅铬黄(铬酸铅)、锌铬黄(铬酸锌)、镉黄(硫化镉)和铁黄(水合氧化铁)、氧化铬绿和铅铬绿、铁蓝、钴蓝、群青。优选碳黑、钛白粉、氧化铁红、铁
黄、群青。更优选地，本发明的用于本发明防火阻燃矿物化合填充料的颜料的用量为a含硅粘合物的0.1%-50%。更优选地，为1%_10%。本发明的填充料的制备方法为:按照配方依次将含硅粘合物，无机阻燃化合物、矿物化合物、颜料加入分散机中分散10分钟，分散均匀后得到本发明的填充料。本发明的有益效果:
1.本发明的用于本发明防火阻燃矿物化合填充料是无毒产品，填充料废弃后不会对自然产生危害。2.本发明的用于本发明防火阻燃矿物化合填充料不含任何可燃烧物质，具有优异的防火效果。3.本发明的用于本发明防火阻燃矿物化合填充料在遇到火灾时，矿物化合填充料会失去水分而吸收大量的热，以达到阻燃的效果。4.本发明的用于本发明防火阻燃矿物化合填充料，在用于电缆时，填充料具有很好的柔韧性。


图1为电缆的截面结构图，填充料设置在导线之间。

如图1所示，I为铜绞线，2为云母带+陶瓷化防火耐火复合带+高分子绝缘层，3为填充料，4为玻璃布带，5为无卤 低烟级护套。铜绞线外依次包覆云母带，陶瓷化防火耐火复合带和高分子绝缘层。至少一支铜绞线设置在玻璃布带内，玻璃布带外再设置一层无齒低烟级护套。
电线电缆的制备方法都是公知常识，本发明的发明点不在这里，所以本发明中不对此无必要的详述。填充料的制备方法如前所述，下列实施例中不再重复叙述。
实施例1-5
实施例1-5的电线电缆，包括铜绞线、云母带、陶瓷化防火耐火复合带、高分子绝缘层、玻璃布带、无卤低烟级护套。电线电缆的材料及结构如图1所示。此外，填充料的配方如下表所示:


本发明涉及一种用于电缆的防火阻燃矿物化合填充料。该填充料包括含硅粘合物；无机阻燃化合物；矿物化合物。还可以包括硅酸盐改性剂、硅酸盐固化剂、颜料。本发明的防火阻燃矿物化合填充料不含任何可燃烧物质，具有优异的防火效果、会失去水分而吸收大量的热，以达到阻燃的效果、具有很好的柔韧性、废弃后不会对自然产生危害。