專(zhuān)利名稱(chēng)：用于防火特性的電纜和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電纜和具有至少一個(gè)絕緣或保護(hù)金屬基片的陶瓷形成層的產(chǎn)品，并且尤其是，涉及電纜和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造以及它們的用途。
背景技術(shù)：
在許多情況下希望設(shè)計(jì)一種包含金屬基片并且防火的產(chǎn)品。例如，當(dāng)遇到火時(shí)，需要防火特性電纜繼續(xù)操作和提供電路完整性。為了滿足一些標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)以規(guī)定的方式在指定的時(shí)間中(例如，15分鐘、30分鐘、60分鐘、2小時(shí))加熱到指定溫度(例如，650、750、950、1050℃)時(shí)，電纜通常必須保持電路完整性。在某些情況下，在加熱階段之前、期間和之后，對(duì)電纜進(jìn)行常規(guī)的機(jī)械沖擊。在加熱循環(huán)的后期或者在加熱階段之后，為了精確計(jì)量它們對(duì)抗在火中可能經(jīng)歷的其他因素的性能，它們還經(jīng)常遭受水注或噴霧。
以前通過(guò)用玻璃纖維制成的并用云母處理的帶子纏繞該電纜的導(dǎo)體能滿足對(duì)于防火特性電纜的這些要求。在生產(chǎn)期間用帶子纏繞該導(dǎo)體，并且隨后施加至少一個(gè)絕緣層。在暴露于升高的溫度下，外部絕緣層退化并分離，但是該玻璃纖維將云母保持在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。已?jīng)發(fā)現(xiàn)這些帶子在火中可有效的保持電路完整性，但是因?yàn)轭~外的制造步驟，生產(chǎn)它們相當(dāng)昂貴。而且將帶子纏繞在電纜上的過(guò)程比起其他電纜生產(chǎn)步驟相對(duì)較慢，因此纏繞該帶子減緩了電纜的整體生產(chǎn)，進(jìn)一步增加了成本。已經(jīng)嘗試通過(guò)避免使用帶子并擠壓出由柔軟的聚合成份組成的電纜涂層來(lái)降低成本，該柔軟的聚合成份形成絕緣陶瓷，當(dāng)暴露于火中時(shí)提供連續(xù)的電路完成性。
該陶瓷形成合成物在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。例如，US4269753和US4269757描述了直接將陶瓷形成合成物的涂層應(yīng)用于較短長(zhǎng)度的銅線。當(dāng)被覆線暴露在850℃的空氣下30分鐘時(shí)，該涂層形成堅(jiān)固的和堅(jiān)硬的陶瓷基片而沒(méi)有任何裂縫并且不會(huì)與銅線分離。US6387512顯示了當(dāng)通過(guò)施加500伏電壓在903℃加熱2個(gè)小時(shí)，將陶瓷形成涂層應(yīng)用于電導(dǎo)體并且保持電路完整性。以Pollymers Australia Pty Ltd名義的國(guó)際申請(qǐng)No.PCT/AU2003/00968公開(kāi)了適用于電纜和其它應(yīng)用的基于陶瓷形成合成物的硅聚合物，當(dāng)加熱到高溫時(shí)，其形成自支撐陶瓷材料。還是以Pollymers Australia Pty Ltd名義的國(guó)際申請(qǐng)No.PCT/AU2003/01383公開(kāi)了適用于電纜和其他應(yīng)用的自支撐陶瓷形成合成物，當(dāng)暴露于和火有關(guān)的高溫時(shí)，其稍微呈現(xiàn)收縮或沒(méi)有收縮。
盡管理論上現(xiàn)有技術(shù)的陶瓷形成合成物能提供所需的電和/或熱絕緣，但陶瓷形成合成物的其他物理特性在暴露于高溫之前和之后，對(duì)于這些材料的實(shí)際應(yīng)用，尤其是電纜應(yīng)用中，很難實(shí)現(xiàn)兼顧適應(yīng)較少的理想物理特性的需要。理想的，該陶瓷形成層應(yīng)當(dāng)能適應(yīng)在火中經(jīng)歷溫度升高和火后降低溫度期間，金屬基片和陶瓷形成合成物的延展的熱系數(shù)之間的失配，在暴露于高溫之前、期間和之后具有足夠的機(jī)械特性，保持它的結(jié)構(gòu)完整性，并且尤其是在暴露于高溫期間和之后時(shí)有必要提供足夠的防水層。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)金屬基片上的陶瓷形成材料提供防火特性電纜或防火特性產(chǎn)品，其克服了與使用陶瓷形成材料有關(guān)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)際的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種電纜，包括至少一個(gè)導(dǎo)體、當(dāng)暴露于高溫時(shí)形成陶瓷的絕緣層和至少一個(gè)熱變化層，當(dāng)暴露于高溫時(shí)該層增強(qiáng)該絕緣陶瓷形成層的物理特性。
本申請(qǐng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)另外提供至少一個(gè)熱變化層，通過(guò)附加的熱變化層可以適應(yīng)在暴露于高溫期間和之后時(shí)該陶瓷形成層的特性中的不足。當(dāng)電纜暴露于通常在火中經(jīng)歷的高溫時(shí)，提供至少一個(gè)附加層增強(qiáng)了電纜的整體特性。
在本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，將至少一個(gè)熱變化層復(fù)合在具有該絕緣層的導(dǎo)體上。當(dāng)用在電纜設(shè)計(jì)中時(shí)，該至少一個(gè)熱變化層能改善、補(bǔ)償、或克服與該陶瓷形成材料有關(guān)的問(wèn)題。
該絕緣層可由各種成份形成。優(yōu)選的，通過(guò)暴露于高溫，即火情中遭遇的溫度時(shí)形成陶瓷的成份來(lái)形成該絕緣層。該陶瓷形成合成物可以基于無(wú)硅聚合物，基于硅聚合物，或者包括具有硅和無(wú)硅聚合物的混合物的堿基成份。該合成物可包括能夠通過(guò)高溫反應(yīng)生產(chǎn)陶瓷的各種無(wú)機(jī)成份。該合成物也可以包括附加功能添加劑，如阻燃劑等。
優(yōu)選的，該絕緣層是陶瓷形成合成物，該陶瓷形成合成物在暴露于通常在火中經(jīng)歷的溫度上形成自支撐陶瓷層。國(guó)際申請(qǐng)No.PCT/AU2003/00968，其全部?jī)?nèi)容在此結(jié)合作為參考，描述了防火合成物，其包括硅聚合物，基于該合成物總重量的5-30wt.％云母和0.3-8wt.％玻璃添加劑。優(yōu)選的，該陶瓷形成層在暴露于高溫期間和之后時(shí)，稍微顯露或沒(méi)有尺寸變化。在上述國(guó)際申請(qǐng)No.PCT/AU2003/01383中公開(kāi)了合適的陶瓷形成材料，其全部?jī)?nèi)容在此結(jié)合作為參考。該專(zhuān)利申請(qǐng)描述了一種合成物，其包含有機(jī)聚合物、硅酸鹽礦物填充物和助熔劑或前體，該前體導(dǎo)致助熔劑的量占結(jié)果殘留物的1-1.5wt.％。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種產(chǎn)生電纜的方法，包括以下步驟擠壓出導(dǎo)體上的絕緣層，當(dāng)暴露于高溫時(shí)該絕緣層形成自支撐陶瓷，和擠壓出至少一個(gè)輔助層，該輔助層在暴露于和火有關(guān)的溫度期間是可變的，以增強(qiáng)該陶瓷形成層的物理特性。優(yōu)選的，該至少一個(gè)輔助層與絕緣層復(fù)合。
優(yōu)選的，通過(guò)該輔助層增強(qiáng)的特性是以下至少之一i)暴露于火之后該組合層的機(jī)械強(qiáng)度；ii)暴露于火之后該陶瓷形成層的結(jié)構(gòu)完整性；iii)暴露于火之后該組合層對(duì)進(jìn)水的阻力；iv)在暴露于火期間和之后該組合層的電阻和熱阻。
在本發(fā)明的其他方面中，提供一種設(shè)計(jì)電纜的方法，包括以下步驟選擇絕緣層用來(lái)擠壓在導(dǎo)體上，當(dāng)暴露于在火中經(jīng)歷的高溫時(shí)該絕緣層形成自支撐陶瓷層，在暴露于火之前、期間和之后時(shí)確定該陶瓷形成層的特性，并且選擇用于第二層的材料，該第二層能增強(qiáng)該陶瓷形成層的物理特性，并且該陶瓷形成層和至少一個(gè)輔助層擠壓在導(dǎo)體上。優(yōu)選的，該陶瓷形成層和至少一個(gè)輔助層復(fù)合在該導(dǎo)體上。
可選取的至少一個(gè)輔助層以增強(qiáng)該陶瓷形成層的特性是i)暴露于高溫之后該組合層的機(jī)械強(qiáng)度；ii)暴露于高溫之后該陶瓷形成層對(duì)結(jié)構(gòu)完整性的保持；iii)暴露于高溫之后該導(dǎo)體對(duì)進(jìn)水的阻力；iv)在暴露于火期間和之后該組合層的電阻和熱阻。
盡管本發(fā)明的上述方面通常參考電纜、電纜設(shè)計(jì)和電纜制造來(lái)討論，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明可同樣應(yīng)用于防火特性產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，該防火特性產(chǎn)品用于其他應(yīng)用，在此該產(chǎn)品包括金屬基片和至少一個(gè)保護(hù)陶瓷形成層或涂層，并且要求該產(chǎn)品應(yīng)用于暴露在火期間和之后。本發(fā)明可應(yīng)用的實(shí)際情況的特定范例包括，但不限于用于防火的與金屬基片接觸的封條；縫隙填充物(即，用于滲透的膠合輔料)；用于船艙、列車(chē)、飛機(jī)、卡車(chē)和汽車(chē)上的金屬門(mén)、艙壁、地板和其他結(jié)構(gòu)的防火；建筑物中的防火隔板、屏障、天花板和爐襯；用于建筑物中或戶外的電子設(shè)備的金屬外殼；用于多層建筑物中的鋼結(jié)構(gòu)框架以隔離框架并允許它在增長(zhǎng)的時(shí)間中保持所需的承重強(qiáng)度；用于建筑物管道的涂層；用于易燃材料存儲(chǔ)區(qū)，如燃料和彈藥庫(kù)、煉油廠和化學(xué)處理工廠的防火間隔；以及保護(hù)軍用車(chē)輛，包括船，免受燃燒彈藥的影響。
因此，在本發(fā)明的其他方面中，包括防火特性產(chǎn)品、生產(chǎn)防火特性產(chǎn)品的方法和設(shè)計(jì)防火特性產(chǎn)品的方法。該產(chǎn)品包括金屬基片、當(dāng)暴露于高溫時(shí)形成陶瓷的絕緣或保護(hù)層，和至少一個(gè)熱變化層，其增強(qiáng)絕緣或保護(hù)陶瓷形成層暴露于高溫時(shí)的物理特性。
當(dāng)設(shè)計(jì)包括至少一個(gè)陶瓷形成層和金屬基片的電纜或防火特性產(chǎn)品時(shí)，對(duì)于它的應(yīng)用確定當(dāng)暴露于火中時(shí)該組合物的不足，并且選擇一個(gè)或多個(gè)熱變化層以克服這些不足。因此，在本申請(qǐng)中一個(gè)或多個(gè)熱變化或輔助層的特性增強(qiáng)了該陶瓷形成層的特性。
使用在暴露于高溫后形成陶瓷的該陶瓷形成材料所遭遇的一個(gè)問(wèn)題是在暴露于火期間和之后時(shí)該陶瓷的強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該至少一個(gè)熱變化層是強(qiáng)度層，優(yōu)選的復(fù)合在陶瓷形成層上。為了在至少暴露于高溫期間和之后時(shí)提供所需的強(qiáng)度特性，該至少一個(gè)熱變化層可包括第二陶瓷形成層。對(duì)于該層的最小需求是它形成的陶瓷比通過(guò)絕緣或保護(hù)陶瓷形成層所形成的陶瓷更堅(jiān)硬，該合成陶瓷是自支撐的，并且當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘沾蓵r(shí)它在尺寸上沒(méi)有遭受明顯的減小。在電纜應(yīng)用中，該層可用作附加絕緣層或用作護(hù)套層。該第二陶瓷形成層優(yōu)選的包括有機(jī)聚合物、無(wú)機(jī)填充物，該無(wú)機(jī)填充物優(yōu)選是礦物硅酸鹽和無(wú)機(jī)磷酸鹽。優(yōu)選的，第二陶瓷形成層還包括氫氧化鋁。優(yōu)選的，無(wú)機(jī)磷酸鹽是聚磷酸銨。優(yōu)選的，該層不接觸金屬導(dǎo)體或金屬基片以最小化該無(wú)機(jī)磷酸鹽將影響該電纜的絕緣特性或遭受于金屬基片逆反應(yīng)的可能性。
使用暴露于高溫之后形成陶瓷的材料，例如電纜絕緣材料可能會(huì)遇到一個(gè)問(wèn)題，即該材料的正常操作強(qiáng)度，在遇火之前可能小于本申請(qǐng)所希望的強(qiáng)度。因此，至少一個(gè)熱變化層可以是操作強(qiáng)度層(即，在正常操作條件下具有優(yōu)良的機(jī)械特性)，優(yōu)選地，復(fù)合在該陶瓷形成層上。首次使用這些層向該電纜提供定位所需的強(qiáng)度等級(jí)，并且在安裝中保護(hù)電纜，并允許該合成絕緣體滿足所需標(biāo)準(zhǔn)。由于在該操作強(qiáng)度層中使用的材料的特性，在暴露于火中經(jīng)歷的高溫期間或之后時(shí)，不需要這些層來(lái)輔助該電纜。如果該操作強(qiáng)度層也是第二陶瓷形成層，在暴露于該高溫期間或之后時(shí)可連續(xù)提供強(qiáng)度。如后面所述，該操作強(qiáng)度層也可以是釉形成層。
由該導(dǎo)體和陶瓷形成絕緣層的厚度來(lái)規(guī)定該第二陶瓷形成層的最小厚度，通過(guò)較厚的導(dǎo)體和需要較厚層的絕緣層用于第二層以保持結(jié)構(gòu)完整性。
人們相信在該第二陶瓷形成層中的該無(wú)機(jī)磷酸鹽在磷酸的其他合成物的分解溫度中或低于該分解溫度的溫度中分解。在聚磷酸銨的情況下，氨也是分解產(chǎn)物。磷酸在有機(jī)材料接近形成含碳木炭中對(duì)任何有機(jī)材料脫水，該含碳木炭在后面的階段變成陶瓷，此時(shí)氨用來(lái)形成所需級(jí)別的孔隙度。
該優(yōu)選的第二陶瓷形成層的陶瓷形成合成物包括基于合成物的總重量，占重量至少15％的聚合物堿基合成物，該聚合物堿基合成物包括占重量至少50％的有機(jī)聚合物；基于該合成物的總重量，占重量20-40％的無(wú)機(jī)磷酸鹽，優(yōu)選的是，聚磷酸銨，和基于該合成物的總重量，占重量15％的無(wú)機(jī)耐熔填充物，優(yōu)選的是硅酸鹽礦物填充物。
第二陶瓷形成層還包括占重量10-20％的附加無(wú)機(jī)填充物或添加劑，其包含從鎂或鋁的氫氧化物或氧化物組中選擇的至少一種。
優(yōu)選的附加填充物或添加劑是氫氧化鋁，優(yōu)選的占重量10-20％。
當(dāng)暴露于火中測(cè)定溫度時(shí)該第二陶瓷形成層也需要形成自支撐和堅(jiān)硬的多孔陶瓷(通常具有20vol％到80vol％的孔隙度)，并且在總組成中至少40％是無(wú)機(jī)填充物。
有機(jī)聚合物是一種使有機(jī)聚合物作為該聚合物的主鏈的聚合物。例如，不認(rèn)為硅酮聚合物是有機(jī)聚合物；然而，它可用于和有機(jī)聚合物混合是，作為微量組分，并且當(dāng)它們進(jìn)行熱分解時(shí)，有利地提供具有精細(xì)微粒的二氧化硅源(輔助陶瓷的形成)。該有機(jī)聚合物可以是任何類(lèi)型，例如熱塑性聚合物、熱塑性合成橡膠、交鍵合成橡膠或橡膠、熱固性聚合物。該有機(jī)聚合物可以前體合成物的形式存在，該前體合成物包括試劑、預(yù)聚合物和/或低聚物，其可以共同反應(yīng)以形成至少一種上述類(lèi)型的有機(jī)聚合物。
該有機(jī)聚合物成份可以包括兩個(gè)或多個(gè)不同的有機(jī)聚合物的混合物或融合物。
優(yōu)選的，該有機(jī)聚合物可以適應(yīng)形成陶瓷所需的大量無(wú)機(jī)添加劑，諸如聚磷酸銨、氫氧化鋁和硅酸鹽礦物填充物，同時(shí)保持良好的處理和機(jī)械特性。根據(jù)本發(fā)明希望在防火合成物中包含大量無(wú)機(jī)填充物，因?yàn)楫?dāng)與具有較低填充物含量的合成物相比，這些成分在暴露于火中時(shí)重量損失將降低。當(dāng)通過(guò)加熱行為形成陶瓷時(shí)，加載相對(duì)高濃度的聚磷酸銨、氫氧化鋁和硅酸鹽礦物填充物的合成物因此很少收縮和裂縫。
對(duì)于所選的有機(jī)聚合物，當(dāng)暴露于火情中的高溫時(shí)，在它分解之前不會(huì)流動(dòng)或熔化是有利的。最優(yōu)選的聚合物包括在防火合成物形成之后具有交鍵的聚合物，或具有熱塑性但具有高熔點(diǎn)和/或在接近該熔點(diǎn)時(shí)分解形成陶瓷的聚合物；然而，也可以使用不具有這些特性的聚合物。合適的有機(jī)聚合物可在市場(chǎng)上獲得，或者可通過(guò)本申請(qǐng)或采用公知技術(shù)制造。下面給出了合適的有機(jī)聚合物的范例，但是應(yīng)當(dāng)清楚由諸如在防火合成物中包含的附加成份，制備和應(yīng)用該合成物的方式，以及該合成物的使用也可以影響具體有機(jī)聚合物的選擇。
如所示，用于本發(fā)明的有機(jī)聚合物包括熱塑性聚合物、熱固性聚合物、和(熱塑性)合成橡膠。該聚合物可包括聚烯烴的均聚物和共聚物。
特別適用于制造電纜涂層的該有機(jī)聚合物是市場(chǎng)上可獲得的基于聚合物的熱塑性和交鍵石蠟，任何密度的共聚物和三元共聚物。鈷單體對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。市場(chǎng)上可獲得的特殊附加物是具有密度890至960kg/升的熱塑性和交鍵聚乙烯，具有丙烯酸、乙烯基和其他石蠟單體的乙烯的共聚物，乙烯，丙烯和二烯單體的三元共聚物，所謂的熱塑性硫化產(chǎn)品，其中一個(gè)成份是交鍵的，而連續(xù)相是熱塑性的，并且通過(guò)過(guò)氧化、輻射和所謂的硅烷處理，所有聚合物的變體具有熱塑性或交鍵。
存在于該聚合物堿基組成中的該有機(jī)聚合物占重量至少50％。這有助于該聚合物堿基組成加載附加成份，而不損害整個(gè)合成物的加工性能。應(yīng)當(dāng)注意，該聚合物堿基組成可包括硅酮聚合物。然而，在該情況下，通常存在于該聚合物堿基組成中的有機(jī)聚合物與該硅酮聚合物相比更重要。因此，在該聚合物堿基組成中，有機(jī)聚合物對(duì)硅酮聚合物的重量比可以是5∶1到2∶1，例如從4∶1到3∶1。對(duì)于重量百分比，如果存在，在配制的防火合成物的總重量的基礎(chǔ)上，通常存在的硅酮聚合物占重量2至15％。當(dāng)使用有機(jī)和硅酮聚合物的組合物時(shí)，高濃度的硅酮聚合物可產(chǎn)生處理問(wèn)題，并且當(dāng)根據(jù)本發(fā)明配制合成物時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮該問(wèn)題。
傾向于通過(guò)配制的合成物的理想特性來(lái)影響在防火合成物中聚合物堿基組成的數(shù)量上限。如果該聚合物堿基組成的量超過(guò)了整個(gè)合成物重量的60％，在火情中不太可能形成粘性的，堅(jiān)固的殘留物。因此，該聚合物堿基組成通常形成占配制的防火合成物的重量15％至60％，優(yōu)選的從20％到50％。
根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的合成物還包括硅酸鹽礦物填充物作為必要成份。該填充物典型的包括鋁硅酸鹽(例如，高嶺石、蒙脫石、葉蠟石-公知的粘土)，堿性鋁硅酸鹽(例如，云母、長(zhǎng)石、鋰輝石、透鋰長(zhǎng)石)，鎂硅酸鹽(例如滑石)和鈣硅酸鹽(例如，硅灰石)?？梢允褂脙煞N或多種不同的硅酸鹽礦物填充物。該填充物是市場(chǎng)上可獲得的。在本發(fā)明的環(huán)境中，二氧化硅(硅石)不是硅酸鹽礦物填充物。
該第二層的陶瓷形成成份包括占重量15％，優(yōu)選的至少25％的硅酸鹽礦物填充物。傾向于通過(guò)該合成物的加工性能來(lái)規(guī)定該成份的最大量。
除了礦物硅酸鹽填充物之外，可以添加各種其他無(wú)機(jī)填充物。優(yōu)選的無(wú)機(jī)填充物是鎂和鋁的氫氧化物或它們的氧化物。
還可以結(jié)合在1000℃不熔化的無(wú)機(jī)纖維，包括硅酸鋁纖維。這可以導(dǎo)致降低在高溫下的尺寸變化和/或提高該合成陶瓷的機(jī)械特性。
通常，在暴露于高溫(到1000℃)之后，剩余的殘留物通常構(gòu)成占高溫分解前的該合成物比重的至少40％，優(yōu)選的至少55％，更優(yōu)選的至少70％。希望更高數(shù)量的殘留物，因?yàn)檫@可以在所有溫度下提高該陶瓷強(qiáng)度。
為了在暴露于火期間和之后提高該陶瓷形成層的電阻和熱阻，在電纜或產(chǎn)品的正常操作使用(即，在遇火之前)中，該至少一個(gè)熱變化層可以是功能層，其與該絕緣或保護(hù)層形成的自支撐陶瓷相比，形成了較弱的自支撐陶瓷。例如，在電纜設(shè)計(jì)中使用該類(lèi)型的護(hù)套層具有超過(guò)使用傳統(tǒng)的護(hù)套層的好處，因?yàn)樵搨鹘y(tǒng)護(hù)套層將增加厚度，并由此在該電纜暴露于火之后，剩余的陶瓷涂層的電絕緣特性仍保持。
在電纜設(shè)計(jì)中將陶瓷形成合成物應(yīng)用在金屬導(dǎo)體上產(chǎn)生的特殊問(wèn)題是在暴露于高溫期間以及在隨后的冷卻期間，該金屬導(dǎo)體將以與在加熱處理期間形成的陶瓷不同的速率膨脹和收縮。因此，即使該陶瓷在形成期間顯示了良好的性狀保持力，在熱膨脹和收縮中的差別經(jīng)常引起易碎的陶瓷裂縫，并可導(dǎo)致絕緣陶瓷涂層部分的移動(dòng)，暴露該導(dǎo)體并損害電路完整性。在冷卻階段，該陶瓷層的裂縫更加明顯。當(dāng)該陶瓷強(qiáng)有力的粘合到該導(dǎo)體表面，或在該導(dǎo)體表面形成的氧化層上時(shí)(在遇火期間)，該問(wèn)題被強(qiáng)調(diào)。例如，根據(jù)銅導(dǎo)體，熱膨脹中的差別可導(dǎo)致氧化亞銅/氧化銅表面斷裂，并且移動(dòng)粘合在氧化銅上的陶瓷片。雖然在特定涉及電纜應(yīng)用中使用的金屬導(dǎo)體時(shí)描述了該問(wèn)題，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，在金屬基片涂有所述類(lèi)型的防火合成物的任何情況下將產(chǎn)生該問(wèn)題，因?yàn)楫?dāng)該合成物暴露于高溫時(shí)，金屬基片和形成的陶瓷的不同的熱膨脹系數(shù)。該問(wèn)題的程度將取決于陶瓷和金屬的熱膨脹系數(shù)之差的大小和在表面上形成的粘合劑的強(qiáng)度。
因此，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，提出了該問(wèn)題，即在金屬基片和陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)之間的失配，保護(hù)金屬基片以防遇火，陶瓷材料向該基片提供保護(hù)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，在該金屬基片上提供的至少一個(gè)熱變化層是犧牲層，形成該層的合成物包括有機(jī)聚合物和無(wú)機(jī)填充物，其中能夠該犧牲層在高溫或低于高溫時(shí)分解，導(dǎo)致在基片和陶瓷之間形成該無(wú)機(jī)填充物層，以便防止或最低限度的將陶瓷粘合到基片上。
以該方式使用該犧牲層確保通過(guò)該層使得該金屬基片和形成的陶瓷保持相互分離，以最低限度或避免陶瓷粘附到基片上。實(shí)際上，至少該無(wú)機(jī)填充物不粘附到該金屬基片或陶瓷上，從而降低陶瓷在冷卻期間裂縫和移動(dòng)的趨勢(shì)，因?yàn)樗鼫p緩了由基片和陶瓷之間的熱膨脹系數(shù)之差產(chǎn)生的應(yīng)力。
在該犧牲層分解之后剩余的該無(wú)機(jī)填充物允許基片和形成的陶瓷獨(dú)立地膨脹和收縮。在電纜應(yīng)用中，減小陶瓷層中形成裂縫所產(chǎn)生的兩個(gè)結(jié)果是減小了裸露導(dǎo)體的暴露，并且減少了進(jìn)水的通道。因此，在設(shè)計(jì)中包含犧牲層增強(qiáng)了在暴露于火上或暴露于水中由于電短路造成電路故障的抵抗力。在該情況下，所使用的該無(wú)機(jī)填充物優(yōu)選的具有高電阻，因此進(jìn)一步輔助電路完整性。在所有情況中，殘留填充物的低密度、粉狀特性對(duì)有利的提供了傳熱的屏障，即該殘留的填充物是絕熱的。
該犧牲層通常由包含有機(jī)聚合物和無(wú)機(jī)填充物的合成物形成。在此，術(shù)語(yǔ)“有機(jī)聚合物”包含各種滿足下列標(biāo)準(zhǔn)的聚合物。首先，該有機(jī)聚合物必須是在典型的遇火的溫度下可以分解以留下很少或沒(méi)有固體殘?jiān)?。該有機(jī)聚合物在陶瓷形成層中的陶瓷形成的溫度或該溫度以下分解。第二，該有機(jī)聚合物必須能與合適含量的無(wú)機(jī)填充物(典型的在總組成中占重量25-75％，優(yōu)選的超過(guò)50％)加載，同時(shí)保持良好的加工性能。該犧牲層的合成物的加工性能是重要的，尤其是通常在電纜應(yīng)用中如果擠壓該合成物。該有機(jī)聚合物能充分地適應(yīng)高含量的無(wú)機(jī)添加劑，以便在該犧牲層熱分級(jí)后，無(wú)機(jī)填充物的實(shí)質(zhì)的連續(xù)層保留在該基片表面，這是重要的。需要將該無(wú)機(jī)填充物與基片分離，并如上所述形成陶瓷，并且如果在該有機(jī)聚合物中存在不足的無(wú)機(jī)添加劑，該無(wú)機(jī)填充物不能實(shí)現(xiàn)防止基片和形成的陶瓷之間直接接觸的作用。如果該無(wú)機(jī)填充物不是均勻地分散在該有機(jī)聚合物中，也能出現(xiàn)同樣的問(wèn)題。與其他應(yīng)用相比，在特定應(yīng)用中更能允許基片和陶瓷之間某些程度的接觸。電纜應(yīng)用需要在導(dǎo)體和陶瓷之間具有無(wú)機(jī)填充物的連續(xù)層。
在高溫下該聚合物對(duì)該無(wú)機(jī)填充物不起反應(yīng)這是重要的，因?yàn)檫@可以產(chǎn)生粘附于該基片和/或陶瓷的反應(yīng)產(chǎn)物。合適的有機(jī)聚合物在市場(chǎng)上可獲得，或者可以通過(guò)本申請(qǐng)或采用公知技術(shù)來(lái)制造。下面給出了可以使用的合適的有機(jī)聚合物的范例。
可以從烯烴的均聚物以及一個(gè)或多個(gè)烯烴的共聚物中選擇有用的熱塑性聚合物。合適的聚合物的特定范例包括乙烯、丙烯、丁烯-1、異丁烯、己烯、1，4-甲基戊烯-1、戊烯-1、辛烷-1、壬烯-1和癸烯-1的均聚物?？梢允褂妙A(yù)氧化、Ziegler-Natta或茂金屬催化劑制備這些聚烯烴，這在本領(lǐng)域是公知的。也可以使用這些烯烴的兩個(gè)或多個(gè)共聚物。這些烯烴也可以與其他單體物質(zhì)，如乙烯基或二烯化合物共聚合?？梢允褂玫墓簿畚锏奶囟ǚ独ɑ谝蚁┑墓簿畚?，如乙烯-丙烯共聚物(例如EPDM)，乙烯-丁烯-1共聚物、乙烯-己烯-1共聚物和乙烯與兩個(gè)或多個(gè)上述烯烴的共聚物。
該熱塑性聚烯烴也可以是上述均聚物或共聚物的兩個(gè)或多個(gè)的混合物。例如，該混合物可以是上述具有一個(gè)或多個(gè)聚丙烯、高壓低密度聚乙烯、高密度乙烯、聚丁烯-1和包含烯烴共聚物的極性單體的體系中的一種的單相混合物，其中，該烯烴共聚物諸如乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯/乙基丙烯酸酯共聚物、乙烯/丁基丙烯酸酯共聚物、乙烯/乙烯基醋酸鹽共聚物、乙烯/丙烯酸/乙基丙烯酸酯三元共聚物和乙烯/丙烯酸/乙烯基醋酸鹽三元共聚物。
要注意，該有機(jī)聚合物的選擇將部分取決于該合成物的用途。例如，在特定應(yīng)用中，需要該合成物的柔軟度(諸如在電纜涂層中)，并且當(dāng)加載該無(wú)機(jī)填充物時(shí)，該有機(jī)聚合物需要根據(jù)它的特性來(lái)選擇。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)聚乙烯和乙烯丙烯合成橡膠對(duì)于電纜涂層的合成物特別有用。而且，在選擇該有機(jī)聚合物應(yīng)當(dāng)考慮在該聚合物分解是可以產(chǎn)生的任何有害或有毒氣體。在特定應(yīng)用中可以允許該氣體的產(chǎn)生。
在該有機(jī)聚合物分解之后，該無(wú)機(jī)填充物的涂層將保留在基片上。要注意，對(duì)于特定應(yīng)用(例如，電纜)，希望該涂層連續(xù)并且機(jī)械性弱。該無(wú)機(jī)添加劑的功能是最小化或防止在高溫下基片和陶瓷之間形成粘附。出于該考慮，這是重要的，即在火情中可能遭遇的溫度下該無(wú)機(jī)填充物是不反應(yīng)的。包括該無(wú)機(jī)填充物的任何反應(yīng)可以導(dǎo)致產(chǎn)物的形成，其削弱了該無(wú)機(jī)填充物的作用。
在該實(shí)施例中使用的無(wú)機(jī)填充物可以是同質(zhì)分散在該有機(jī)聚合物中的任何無(wú)機(jī)材料，并且在火中的溫度下是惰性的。該無(wú)機(jī)填充物的使用是本發(fā)明的中心。單獨(dú)使用有機(jī)聚合物作為該犧牲層將不會(huì)避免基片和形成的陶瓷之間的粘附。在該情況中，該聚合物將僅僅分解，留下很少或不留剩余物。該陶瓷將直接與該基片基礎(chǔ)，導(dǎo)致上述問(wèn)題。
理想的，該無(wú)機(jī)填充物具有高熔點(diǎn)溫度，例如超過(guò)1000℃，優(yōu)選的超過(guò)1500℃。該添加劑的成本也可能是個(gè)因素。合適的無(wú)機(jī)添加劑的范例包括金屬氧化物、金屬氫氧化物、滑石、和粘土。尤其是，可以使用滑石和粘土，所述可以形成氧化鋁、氫氧化鋁、氧化鎂、氫氧化鎂、硅酸鈣和氧化鋯?？梢允褂玫膬蓚€(gè)或多個(gè)無(wú)機(jī)填充物的組合物，如果該組合物在火中的溫度下是惰性的。更優(yōu)選的，在該電纜中使用的該無(wú)機(jī)填充物是氫氧化鎂，由于它具有非常低的電導(dǎo)率是有利的。
該犧牲層可以包括一個(gè)或多個(gè)附加功能成分，如果它們不干擾該無(wú)機(jī)填充物的作用。該附加成分包括阻燃劑材料和降低熱和/或電導(dǎo)率的材料。該犧牲層也可以是操作強(qiáng)度層。
用于該犧牲層的該合成物可通過(guò)簡(jiǎn)單混合各個(gè)成分來(lái)制備?？梢允褂萌魏纬Ｒ?guī)的混合裝置。如果該合成物具有相對(duì)低的粘度，可以使用分散設(shè)備來(lái)處理，例如在油漆工業(yè)中使用的類(lèi)型。對(duì)電纜應(yīng)用有用的材料是高粘度的(較高分子量)并且可以使用兩個(gè)滾軋機(jī)、密閉式混合機(jī)、雙螺桿擠塑機(jī)等來(lái)處理。如果該有機(jī)聚合物是交鍵的，將需要一些加熱的聚合物存在于合適的交聯(lián)劑中?？梢允褂脗鹘y(tǒng)的交聯(lián)劑。
本發(fā)明實(shí)施例可以應(yīng)用的超出電纜應(yīng)用的實(shí)際情況的特殊范例包括，但不限于用于渡船、列車(chē)和其他交通工具的防火墻內(nèi)層、防火隔板、屏障、天花板和內(nèi)層、用于建筑物管道的涂層；縫隙填充物(即，用于滲透的膠粘劑)；結(jié)構(gòu)防火[絕緣該建筑物的結(jié)構(gòu)金屬框架以允許在固定的時(shí)間段保持它所需的承重強(qiáng)度(或限制核心溫度)]。
本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)該導(dǎo)體的涂層，即在該電纜應(yīng)用中尤其有用。因此本發(fā)明適用于電纜的制造，這在著火的情況下能提供電路完整性。在該電纜的設(shè)計(jì)中，用于該犧牲層和陶瓷形成層的合成物可直接擠壓在導(dǎo)體上?？梢岳贸Ｒ?guī)設(shè)備實(shí)施該擠壓。通常該犧牲層的厚度形成0.2至2毫米，例如從0.4至1.5毫米。該陶瓷形成層的厚度將取決于對(duì)導(dǎo)體的尺寸和操作電壓的特殊標(biāo)準(zhǔn)的需要。典型的，該絕緣厚度將為0.6到3毫米。例如，對(duì)于澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)的額定為0.6/1kv的35平方毫米導(dǎo)體將需要大約1.2毫米的絕緣厚度。在非電纜應(yīng)用中，犧牲層和陶瓷形成層的合適的厚度可由實(shí)驗(yàn)測(cè)試來(lái)確定。
在本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)熱變化層是釉面形成層，其包括在暴露于高溫之后并冷卻形成釉面層的成份，該釉面層實(shí)質(zhì)上不能透過(guò)水。提供該釉面形成層鄰近并直接物理接觸形成陶瓷的該絕緣或保護(hù)層。而且發(fā)現(xiàn)，在暴露于高溫之后形成的釉面可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)完整性和形成的陶瓷層的強(qiáng)度。因此，該釉面形成層也可以充當(dāng)操作強(qiáng)度層。在本發(fā)明的實(shí)施例中，獨(dú)特的釉面形成成份形成釉面層，該釉面層可以阻擋在周?chē)嬖诘乃?。例如，在電纜設(shè)計(jì)中，該釉面層由于實(shí)質(zhì)上不透水而防止水進(jìn)入導(dǎo)體。該釉面層可以包括次要缺點(diǎn)，如不連續(xù)、孔隙和裂縫。優(yōu)選含量為使能夠透過(guò)該釉面的水成為可忽略的。優(yōu)選的該釉面層是粘著的并且連續(xù)，從而水不能透過(guò)該層。
該釉面形成層包括在火中的高溫加熱后冷卻能夠形成不滲水層的成份?？梢宰匀话l(fā)生冷卻或作為熄滅火的特殊措施，諸如噴水。可以使用一個(gè)或多個(gè)釉面形成成份。概括的，通過(guò)軟化/熔化可以形成該釉面層，并且釉面形成成份聚結(jié)以形成連續(xù)的和粘著的釉面。通過(guò)冷卻使釉面凝固。按照該解釋?zhuān)撚悦嫘纬沙煞荼仨氃诟邷叵萝浕?熔化，以便單一成份微?？梢院喜⒁孕纬稍撚悦鎸印＠硐氲?，該釉面形成成份形成具有合適的粘度并且能流動(dòng)(到有限程度)的液體，以便實(shí)現(xiàn)該釉面層的形成。盡管不是必要的，在釉面形成成份之間的化學(xué)反應(yīng)對(duì)釉面層的形成至少負(fù)部分責(zé)任?？梢蕴峁┢渌砑觿T如耐熔混合劑。
為了清楚，如果釉面形成合成物包括在與火有關(guān)的溫度中不經(jīng)歷必要的聚結(jié)和/或反應(yīng)的成份，就不會(huì)觀察到該釉面層作用。希望該釉面形成層包括一個(gè)或多個(gè)釉面形成成份，其能夠在500℃的低溫下形成合適的釉面。由于銅在1080℃熔化，在該電纜應(yīng)用中使用的該釉面形成合成物沒(méi)有必要包含在高于該溫度的溫度下“有活性的”釉面形成成份。
要注意，希望該釉面形成成份在火中的溫度下形成液體。在該溫度中，液體成份的粘度是重要的。如果粘度太低，該液體可能流動(dòng)的太快，并且可引起在特定區(qū)域中的釉面損耗，或者在其他區(qū)域引起積累。這可導(dǎo)致缺陷形成。如果該釉面導(dǎo)電并且具有低粘度，也可以引起電纜中的電導(dǎo)率問(wèn)題。例如，當(dāng)在陶瓷形成絕緣層上提供該釉面形成層時(shí)，形成的釉可以流過(guò)在該絕緣層上存在的任何孔隙和/或裂縫，從該導(dǎo)體到該陶瓷形成層的外部表面建立傳導(dǎo)路徑。另一方面，如果液體太粘并且在高溫下具有高表面張力，可以抑制具有合適濕潤(rùn)和粘著特性的粘著和連續(xù)釉面層的形成。當(dāng)提供在陶瓷形成層上時(shí)，希望該釉面良好的浸濕和粘著在高溫形成的陶瓷層上。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)上述的強(qiáng)度好處是重要的。在加熱期間形成的該液體釉面優(yōu)選地具有低電導(dǎo)率，低表面張力和在高溫下適度的高粘度，并且可由此選擇該釉面形成成份。
關(guān)于使用兩個(gè)或多個(gè)釉面形成成份的混合物是有利的。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在高溫下相對(duì)低熔點(diǎn)成份可被吸收到下面的陶瓷形成層中?？梢酝ㄟ^(guò)將相對(duì)低熔點(diǎn)成份與在高溫下熔化的釉面形成成份混合來(lái)減小該影響。使用釉面形成成份的混合物也可以增加可以形成合適的釉面層的溫度范圍。
考慮上述各種因素，可以從以下選擇該釉面形成成份a)在高溫下反應(yīng)/化合以形成玻璃液的兩種或多種材料的化合物。該化合物的一些典型范例包括硅酸鹽(諸如云母和長(zhǎng)石)，磷酸鹽、硼酸鹽和/或與堿性氧化物混合的它們的前體，堿土金屬氧化物、特定過(guò)渡金屬氧化物(例如，氧化鋅)和/或它們的前體。“前體”意味著加熱時(shí)產(chǎn)生該材料(以化合物形式)的任何化合物。
b)在高溫下軟化/熔化的玻璃、玻璃的混合物。對(duì)于電纜應(yīng)用，希望該玻璃在高溫下具有低電導(dǎo)率。因此，該玻璃優(yōu)選地具有低堿金屬成份。
c)(a)和(b)的組合物。
d)具有75％的耐熔填充物，諸如但不限于，氧化鋁、氧化鋯、金紅石、氧化鎂和石灰的(c)的化合物。
這是可能的，但絕不是必要的，即該釉面形成層包括附加成分并且這將取決于提供該層作為整個(gè)設(shè)計(jì)的一部分的方式。在一個(gè)實(shí)施例中，該釉面形成層只包含能夠形成該釉面的成分。在該實(shí)施例中，在電纜設(shè)計(jì)中，可將該成分直接應(yīng)用于該導(dǎo)體的表面(可被該陶瓷形成層覆蓋)和/或應(yīng)用于覆蓋該導(dǎo)體的層，通常是制造的電纜的陶瓷形成層。
通過(guò)靜電淀積技術(shù)可應(yīng)用該成分，其中被涂敷的基片(即該導(dǎo)體或其他電纜層)接地并且該成分靜電充電。靜電力引起該成分被吸引并積聚在該基片的表面上。實(shí)際上，發(fā)生的該釉面形成層的應(yīng)用作為最終電纜形成的連續(xù)處理的一部分。如果該釉面形成層包含樹(shù)脂，高輸出IR燈或其他熱源可用于熔化該樹(shù)脂，以便它流動(dòng)形成光滑的涂層。隨后，通過(guò)繼續(xù)該熱供應(yīng)，或通過(guò)UV固化裝置可將該涂層交聯(lián)。在持續(xù)操作中，這可以在將擠壓層應(yīng)用在電纜期間實(shí)現(xiàn)。
釉面形成成分的數(shù)量和分布以允許形成的釉面層足以不使水滲透。該微粒大小、纖維長(zhǎng)度、長(zhǎng)寬比或纖維直徑根據(jù)釉面形成成分的具體情況將對(duì)它有影響。當(dāng)使用釉面形成成分的微粒時(shí)，平均微粒大小為200微米或更小，優(yōu)選的50微米或更小，更優(yōu)選的20微米或更小。該釉面形成合成物可以包括均勻分散在合適的載體中的釉面形成成分。通過(guò)公知的混合技術(shù)可以形成該合成物。該載體能使該合成物應(yīng)用在基本均勻的層上。該載體的重要特點(diǎn)是它具有裝載足夠量的釉面形成成分的能力，以便在高溫下可以形成合適的釉面，同時(shí)保持合適的加工性能以允許應(yīng)用該合成物，例如作為電纜的層。因此，該載體必須具有滿意的流變性特性。希望，該載體也具有將分散的成分和應(yīng)用釉面形成合成物的基片浸濕的能力，并且當(dāng)冷卻或硬化時(shí)開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度(取決于該載體的特性)。這也是重要的，即該載體不包含任何在高溫下干擾釉面形成的物質(zhì)。理想的，該載體是一種在該溫度下熱分解而不留下殘留物的物質(zhì)。存在的殘留物可能導(dǎo)致釉面層中的不連續(xù)和缺陷，并能引起傳導(dǎo)率問(wèn)題，如果該殘留物是導(dǎo)電的。優(yōu)選的該載體的加熱或分解不會(huì)導(dǎo)致過(guò)多的氣態(tài)副產(chǎn)物產(chǎn)生。而且，優(yōu)選的該載體在低于該釉面開(kāi)始形成的溫度下分解。
在電纜應(yīng)用中，該載體可以是熱塑性聚合物，該聚合物通常用于提供電纜的層，諸如護(hù)套層。在該情況下，該載體加載合適量的釉面形成成分并以常規(guī)的方式擠壓以形成釉面形成層。優(yōu)選的，設(shè)置該載體用于盡快的提供非粘性層，因?yàn)橥ǔＴ撚悦嫘纬蓪佑米鞒掷m(xù)處理的一部分，該持續(xù)處理包括在釉面形成層上應(yīng)用(通常通過(guò)擠壓)附加層。如果在高溫下該載體聚合物不燒干凈，該特殊方法的應(yīng)用不太有用。
在需要快速硬化的過(guò)程中，優(yōu)選的，該載體可以是熱固化或輻射固化。因此，可以從烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烷基酯、具有丙烯酸雙鍵低分子量聚氨基甲酸酯(稱(chēng)作聚氨酯丙烯酸酯)和硅樹(shù)脂的均聚物和共聚物中選擇該釉面形成成分的載體成分，它可以通過(guò)緊接著大氣濕度之后作為次級(jí)硬化系統(tǒng)的UV輻射來(lái)硬化。適用于該載體成分的其他種類(lèi)的輻射可硬化樹(shù)脂是具有丙烯酸鹽功能性的聚酯。
在電纜應(yīng)用中，該釉面形成合成物的流變力應(yīng)當(dāng)使該合成物通過(guò)常規(guī)技術(shù)被擠壓以形成光滑的和連續(xù)的層。使用的該載體的粘度和形成的釉面以及可能的額外的成分將是重要的。純粹通過(guò)說(shuō)明的方式，該載體樹(shù)脂可能在25℃具有15-1500cP的粘度，優(yōu)選的在25℃從30-400cP。
作為其他替換，通過(guò)將后者與均勻分散在合適的介質(zhì)中的釉面形成成分的粘合液接觸，該釉面形成成分可以提供在該電纜的外表面上。通過(guò)浸澤和涂刷可以應(yīng)用該粘合液。優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)將該釉面形成層快速的固定在合適的位置上，其中分散該釉面形成成分的介質(zhì)是快干的或揮發(fā)的。該粘合液也可以包含有機(jī)聚合物成分，其通常包含在堿金屬硅酸鹽溶液中溶解的鋁硅酸鹽，諸如硅酸鉀。加熱中，該有機(jī)聚合物形成玻璃。而且，在該實(shí)施例中有可能使用溶膠凝膠技術(shù)來(lái)涂敷玻璃形成合成物的表面層。
該釉面形成成分對(duì)載體/介質(zhì)的重量比通常在0.9∶1至1.2∶1的范圍內(nèi)。這是重要的，即盡可能高的保持該比例而有助于連續(xù)釉面層的形成。
一旦應(yīng)用和合適的固定，通常由電纜的至少一個(gè)附加層來(lái)覆蓋該釉面形成層。在發(fā)生應(yīng)用該釉面形成成分的位置處向下擠壓可以應(yīng)用該層。例如，可以在與該導(dǎo)體直接接觸的絕緣層上提供該釉面形成層，并且在其應(yīng)用之后立刻在該釉面形成層上擠壓出護(hù)套聚合物層。在該釉面形成層上提供一層可有助于將后者固定在合適的位置上。可以在該釉面形成層和該護(hù)套層之間提供耐割層。該耐割層可以被擠壓到該釉面形成層上，然后將該護(hù)套層擠壓到該耐割層上。
取決于在該涂層合成物中釉面形成成份的餾分，該釉面形成層通常具有500微米或更小的厚度，優(yōu)選的250微米或更小，更優(yōu)選的100微米或更小。為了節(jié)約，優(yōu)選使用釉面形成成份的最小量(以及厚度)從而實(shí)現(xiàn)希望的結(jié)果，如上所述。典型的，該釉面形成層的厚度只是使用的該陶瓷形成層厚度的一小部分。例如，該釉面形成層的厚度通常是該陶瓷形成層厚度的50％或更小。實(shí)際上，該陶瓷形成層可以是0.8毫米，并且該釉面形成層是0.4毫米的厚度。本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)然可以修改這些相對(duì)厚度，從而優(yōu)化每個(gè)層的效果。
本發(fā)明實(shí)際使用的合適的釉面形成成份，載體和介質(zhì)在市場(chǎng)上可獲得。
本發(fā)明通過(guò)在此描述的技術(shù)也提供電纜或防火產(chǎn)品的制造過(guò)程。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有陶瓷形成絕緣層的電纜的透視圖；圖2是多導(dǎo)體電纜的透視圖，其中本發(fā)明的合成物用作護(hù)套；圖3顯示了用于防火特性產(chǎn)品1的可能的設(shè)計(jì)；和圖4顯示了圖3中位置II的橫斷面。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的合成物用于導(dǎo)體的涂層時(shí)特別有用。該合成物因此適用于能在著火時(shí)提供電路完整性的電纜的制造。
圖1和2分別顯示了單導(dǎo)體和多導(dǎo)體電纜1、10，其具有絕緣層2、或?qū)?2，并且具有附加的熱變化層4、14。在這兩種電纜設(shè)計(jì)中，取決于該附加層的作用，該絕緣層和該熱變化層的位置可以互換。
在該電纜的設(shè)計(jì)中，這些層可以被直接擠壓在導(dǎo)體上，并且將該附加層擠壓在絕緣層上。換句話說(shuō)，在多芯電纜中，它們可以用作空隙填充物，作為添加到部件中以完成該部件的單獨(dú)擠壓填充物，作為在應(yīng)用導(dǎo)線或帶子護(hù)層之前的內(nèi)層。
實(shí)際上，該合成物將典型的擠壓在導(dǎo)體的表面上。利用常規(guī)設(shè)備以常規(guī)方式可以實(shí)施該擠壓。如上所述，該絕緣層的厚度將取決于對(duì)導(dǎo)體的尺寸和操作電壓的特殊標(biāo)準(zhǔn)的需要。典型的，該絕緣層將具有0.6至3毫米的厚度。例如，對(duì)于澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)的額定為0.6/1kv35平方毫米導(dǎo)體將需要大約1.2毫米的絕緣厚度。要注意，可以產(chǎn)生電纜和防火特性產(chǎn)品以提供兩個(gè)或多個(gè)互補(bǔ)的熱變化層，其顯示出在高溫下優(yōu)良的熱和電絕緣特性。本發(fā)明能夠制造優(yōu)美簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的電纜，因?yàn)椴恍枰瑔为?dú)的制造步驟，獨(dú)特的層提供電絕緣、強(qiáng)度或防水特性。該電纜可以包含其他層，如耐割層和/或護(hù)套層。然而，該電纜不需要附加層以在高溫下保持電絕緣。
在圖3和4顯示的實(shí)施例中，該金屬基片12具有保護(hù)涂層16，其包括至少一個(gè)陶瓷形成層20和至少一個(gè)熱變化層。熱變化層的范例是犧牲層17，其具有釉面層18或形成堅(jiān)固陶瓷18的層或釉面層18和形成堅(jiān)固陶瓷19的層的組和。
在下面的非限制范例中示意本發(fā)明的實(shí)施例。
范例1一種合成物基于合成物A的EP聚合物形成，該合成物A包含如該說(shuō)明書(shū)所述的聚磷酸銨和其他礦物。發(fā)現(xiàn)在暴露于1000℃之后具有輕微(2％)的膨脹。發(fā)現(xiàn)與其他陶瓷形成合成物相比具有稠密的表層，并且暴露于火中后防水。與，當(dāng)利用在PCT/AU/2003/00183中描述的三點(diǎn)混合測(cè)試時(shí)，它具有比不包含聚磷酸銨的陶瓷形成合成物B高出因子7.5的高強(qiáng)度。
使用該合成物制造的電纜和用于電阻的測(cè)試時(shí)間，但是發(fā)現(xiàn)比的陶瓷形成合成物B的電阻低因子10。
通過(guò)只將將它用作在該合成物B的陶瓷形成層上的外層，來(lái)利用該層在強(qiáng)度和防水上提供的優(yōu)點(diǎn)。
合成物A

合成物B

1.5平方毫米導(dǎo)體，由7根0.5毫米的普通銅導(dǎo)線捆綁在一起制成，被0.5毫米壁厚的陶瓷合成物B絕緣。該合成物A中逐條列出的合成物的第二層被直接擠壓在上面，以提供1.0毫米的合成物壁厚。該絕緣導(dǎo)體通過(guò)扭曲裝配有三個(gè)不同長(zhǎng)度的相同絕緣導(dǎo)體。
然后將扭絞的絕緣導(dǎo)體包裹上市場(chǎng)上可獲得的無(wú)鹵素、低煙、低毒性熱塑性化合物，形成最終的電纜。然后將該電纜進(jìn)行AS/NZS30131995的電路完整性測(cè)試。
該電纜通過(guò)特定負(fù)載連接到形成電路的240伏電源，并在1050℃的最終溫度下經(jīng)歷2個(gè)小時(shí)的煅燒測(cè)試，然后進(jìn)行3分鐘的水注噴射。
如所述的通過(guò)所示的合成物制造的電纜能保持電路完整性，并由此滿足該測(cè)試的需要。
只使用合成物A的絕緣材料生產(chǎn)比較電纜，并且經(jīng)歷相同的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)不能令人滿意的執(zhí)行。
范例235平方毫米銅導(dǎo)體的三個(gè)200毫米段用于形成不同的電纜設(shè)計(jì)原型。作為犧牲層的檢驗(yàn)的擠壓合成物是合成物C(主要大量添加氫氧化鋁的乙烯丙烯橡膠，并包含過(guò)氧化物)和合成物D(包含過(guò)氧化物的硅酮聚合物用于熱感應(yīng)交聯(lián))。當(dāng)在高溫下加熱時(shí)其形成陶瓷材料的合成物E(硅酮聚合物/云母/玻璃纖維/過(guò)氧化物73∶20∶5∶2)是所有三個(gè)原型的外層。通過(guò)同時(shí)將該合成物模塑和固化在電纜段上來(lái)準(zhǔn)備該原型。該設(shè)計(jì)和層厚度顯示在表1中。
表1

然后，在熔爐中將所有三個(gè)原型電纜在空氣中加熱到1000℃進(jìn)行30分鐘。然后將它們從熔爐中取出，并冷卻到室溫，監(jiān)視它們?cè)诶鋮s期間的情況。
原型電纜1，其在導(dǎo)體和陶瓷形成合成物之間不具有層，當(dāng)從熔爐取出時(shí)，未顯示該陶瓷層上的可見(jiàn)裂縫。然后，在冷卻期間該陶瓷絕緣材料逐漸裂縫，并且該電纜裂成幾段。
原型電纜2C(根據(jù)本發(fā)明)，當(dāng)從熔爐取出時(shí)，未顯示該陶瓷層上的可見(jiàn)裂縫，并且甚至在冷卻15分鐘后，沒(méi)有發(fā)生絕緣材料裂縫或損耗。
原型電纜2D，具有該硅酮聚合物夾層，當(dāng)從熔爐中取出時(shí)周?chē)哂幸恍┝芽p，并且在冷卻8分鐘后，發(fā)生嚴(yán)重裂縫，并且該電纜中部的大段的絕緣材料從該導(dǎo)體上剝落。
在測(cè)試后，對(duì)該電纜的直觀和細(xì)微檢查顯示，在原型1中的陶瓷層有力的連接該銅導(dǎo)體上的氧化層。由于在氧化銅的薄層上附著的移位的陶瓷塊，在該導(dǎo)體和該陶瓷之間的熱膨脹失配導(dǎo)致冷卻期間該陶瓷層的分解，該氧化銅從該導(dǎo)體表面剝離。對(duì)于原型2C，觀察到連續(xù)粉末狀殘留物。該殘留物似乎不能與該導(dǎo)體或該陶瓷絕緣材料反應(yīng)或接合。因此有效的防止在該導(dǎo)體和該絕緣材料之間形成任何接合。與此相反，在原型2D中的夾層呈現(xiàn)堅(jiān)硬和玻璃質(zhì)，并與導(dǎo)體和該陶瓷層接合。
范例3由19根1.67平方毫米的導(dǎo)線制成的普通退火銅絲導(dǎo)體是電絕緣的，同時(shí)對(duì)于整個(gè)1.2毫米的壁厚具有基于EP聚合物的犧牲層和基于合成物E的陶瓷形成層的硅酮合成橡膠。類(lèi)似的電纜僅僅由基于陶瓷形成層的硅酮合成橡膠制成而不具有該犧牲層。
在將這些樣品焙燒到1000℃時(shí)，發(fā)現(xiàn)在這兩種情況下仍然保持該導(dǎo)體的完整敷層。
然而，作為冷卻的樣品，由于不同化合價(jià)的氧化銅之間的相互作用，在不具有犧牲層的該樣品中的導(dǎo)體開(kāi)始破壞該陶瓷形成層。
在具有犧牲層的樣品中，這不會(huì)發(fā)生。
范例4基于合成物的EP聚合物由62％的氫氧化鎂制成用作高電阻的內(nèi)犧牲層。在暴露于1000℃時(shí)，希望Mag(OH)2轉(zhuǎn)變?yōu)镸gO粉末，留下不會(huì)陶瓷化的粉末塊。
由該材料制成的電纜樣品包括35平方毫米和1.5平方毫米普通退火銅導(dǎo)體。在高達(dá)1050℃的熔爐中測(cè)試，導(dǎo)致Mag(OH)2理想的轉(zhuǎn)變?yōu)镸gO，并且導(dǎo)體上的粉末層由合成物J(在表3中給出)的外陶瓷形成層保持在合適的位置上。發(fā)現(xiàn)在1000℃下該層提供高出比其他內(nèi)層材料系數(shù)2的較高電阻率。
范例5在該樣品中，通過(guò)將占46份重量的市場(chǎng)上可獲得的具有25℃下粘度為1175cPs的UV硬化聚丙烯樹(shù)脂(TRA-coat15C)與10份重量的具有40μm平均粒度的精細(xì)白云母和44份重量的具有525℃軟化點(diǎn)的玻璃粉“F”(在表2中給出的合成物)完全混合以產(chǎn)生均質(zhì)混合物來(lái)制造釉面形成合成物。然后使用軟刷將該釉面形成合成物應(yīng)用在電纜樣品的J合成物的陶瓷形成層上，并且也應(yīng)用在尺寸為25毫米X15毫米X2毫米的相同的陶瓷形成絕緣材料片上。在空氣中在速度為2米/分鐘的傳送帶上使用F-600燈(120W/cm，360納米)來(lái)執(zhí)行該釉面形成層的UV硬化。在一個(gè)通過(guò)輻射單元后，該樣品被硬化。該釉面形成層的厚度在100-600微米的范圍內(nèi)。然后在馬弗爐中將涂敷的樣品在1000℃中煅燒30分鐘。在目視檢查中，該煅燒的樣品沒(méi)有較大的缺陷/裂縫。發(fā)現(xiàn)在焙燒中，該釉面形成層在該陶瓷形成層上形成連續(xù)的陶瓷釉面。該釉面形成層不透水，這通過(guò)在該釉面上的水滴留存超過(guò)一分鐘而沒(méi)有滲透到該陶瓷形成層下面來(lái)揭示。
范例6用硼酸鋅或硼氧化物替代該上面范例5中描述的釉面形成合成物中的9-23份重量的玻璃粉可進(jìn)一步提高該釉面層的不透水性。
范例7在該范例中，通過(guò)將40份重量的包含90％水的聚乙烯的水溶液(乙烯醇)與占30份重量的具有525℃軟化點(diǎn)的玻璃粉“F”和30份重量的具有500℃軟化點(diǎn)的玻璃粉“G”以及在表2中給出的合成物完全混合以產(chǎn)生均質(zhì)混合物來(lái)制造釉面形成合成物。然后使用軟刷將該釉面形成合成物應(yīng)用在電纜樣品的合成物K(在表3中給出)的陶瓷形成層上。該釉面形成層的厚度在150-300微米的范圍內(nèi)。然后在馬弗爐中將涂敷的樣品在1000℃中煅燒30分鐘。在目視檢查中，該煅燒的樣品沒(méi)有較大的缺陷/裂縫。在焙燒中，該釉面形成層在該陶瓷形成層上形成連續(xù)的陶瓷釉面。該釉面形成層不透水，這通過(guò)在該釉面上的水滴留存超過(guò)一分鐘而沒(méi)有滲透到該陶瓷形成層下面來(lái)揭示。
范例8用具有平均粒度為大約40μm的精細(xì)白云母替代該上面范例7中描述的釉面形成合成物中的10份重量的玻璃粉“G”可導(dǎo)致釉面層均勻并且不透水。
范例9在該范例中，該釉面形成合成物包括具有525℃軟化點(diǎn)的玻璃粉“H”(在表2中給出的合成物)。通過(guò)將電纜拉過(guò)玻璃粉的振動(dòng)床將該玻璃粉施加在電纜樣品的合成物K的陶瓷形成層上。在工業(yè)規(guī)模中，本申請(qǐng)方法也許并不實(shí)際，但是最終結(jié)果本質(zhì)上與通過(guò)上述靜電淀積方法獲得的結(jié)果相同。根據(jù)包括在2.5米至3米的距離處12.5l/min的速率噴水的澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)AS3013，在氣燃爐中將涂覆的電纜樣品和未涂覆、其他一致的電纜樣品在1050℃下煅燒2小時(shí)，之后噴水3分鐘。發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明涂覆的電纜顯示了比不具有釉面形成層的比較電纜更優(yōu)良的抗水性。事實(shí)上，后者在1分鐘內(nèi)短接，而具有該釉面形成層的電纜持續(xù)了整3分鐘的噴水時(shí)段。確信這清楚的論證了在暴露于高溫后，該釉面形成層在減小水滲入該陶瓷形成層上的效果。
表2在組成的氧化物的重量百分比中指定的玻璃粉的成份

范例10在不同的載體聚合物中使用高級(jí)玻璃粉F制造合成物，包括可硬化丙烯酸UV，和EP聚合物。這些合成物用作陶瓷形成合成物K上的薄層(0.2-0.4毫米)，該陶瓷形成合成物K已經(jīng)被擠壓在1.5平方毫米(7/0.5毫米束)的普通退火銅導(dǎo)體上。發(fā)現(xiàn)，盡管可以提供合適的釉面層，但是該層中的材料引起該陶瓷化絕緣材料在1000℃下的電阻無(wú)法接受的降低，使得它們不適用于電纜應(yīng)用。
表3

權(quán)利要求
1.一種電纜，包括至少一個(gè)導(dǎo)體，當(dāng)暴露于高溫時(shí)形成陶瓷的絕緣層和至少一個(gè)附加熱變化層，在至少暴露于高溫期間或之后時(shí)，該熱變化層增強(qiáng)該絕緣陶瓷形成層的物理特性。
2.如權(quán)利要求1的電纜，其中當(dāng)暴露于火中高溫時(shí)，該絕緣層形成自支撐陶瓷層。
3.如權(quán)利要求1或2的電纜，其中從以下構(gòu)成的組中選擇由至少一個(gè)附加熱變化層增強(qiáng)的該絕緣陶瓷形成層的物理特性i)在暴露于火之前、期間或之后時(shí)該組合層的機(jī)械強(qiáng)度，ii)在暴露于火之后，該陶瓷形成層的結(jié)構(gòu)完整性；iii)在暴露于火之后，該組合層的進(jìn)水阻力；和iv)在暴露于火中期間或之后時(shí)，該組合層的電阻或熱阻。
4.如權(quán)利要求1或2的電纜，其中該至少一個(gè)熱變化層是第二陶瓷形成層，其隨著該絕緣層擠壓在該導(dǎo)體上，并且當(dāng)暴露于高溫時(shí)形成自支撐的陶瓷。
5.如權(quán)利要求2的電纜，其中形成的第二陶瓷比由該絕緣層形成的陶瓷堅(jiān)固。
6.如權(quán)利要求2的電纜，其中該第二陶瓷形成層包括有機(jī)聚合物，無(wú)機(jī)耐熔填充物和無(wú)機(jī)磷酸鹽。
7.如權(quán)利要求6的電纜，其中該無(wú)機(jī)填充物是硅酸鹽礦物填充物。
8.如權(quán)利要求6的電纜，其中該無(wú)機(jī)磷酸鹽是聚磷酸銨。
9.如權(quán)利要求8的電纜，其中基于該合成物的總重量，在20-40％的重量范圍內(nèi)提供該聚磷酸銨。
10.如權(quán)利要求6的電纜，其中該第二陶瓷形成層還包括從鎂和鋁的氧化物和氫氧化物構(gòu)成的組中選擇的附加無(wú)機(jī)填充物和添加劑。
11.如權(quán)利要求10的電纜，其中該附加無(wú)機(jī)填充物是氫氧化鋁。
12.如權(quán)利要求1或2的電纜，其中至少一個(gè)熱變化層是設(shè)置在該金屬導(dǎo)體上的犧牲層，該層由包括有機(jī)聚合物和無(wú)機(jī)填充物的合成物形成。
13.如權(quán)利要求12的電纜，其中在高溫或低于高溫下，該犧牲層分解，導(dǎo)致在基片和陶瓷之間形成無(wú)機(jī)填充物層，以便防止或最小化該陶瓷粘合到金屬導(dǎo)體上。
14.如權(quán)利要求13的電纜，其中該犧牲層包括至少50％重量的無(wú)機(jī)填充物。
15.如權(quán)利要求12的電纜，其中在該犧牲層中的有機(jī)聚合物在該陶瓷形成層形成陶瓷的溫度中或該溫度以下分解。
16.如權(quán)利要求12的電纜，其中在該犧牲層中的有機(jī)聚合物在熱分解時(shí)留下很少或沒(méi)有留下殘留物。
17.如權(quán)利要求12的電纜，其中該犧牲層的厚度是0.2-2毫米。
18.如權(quán)利要求12的電纜，其中該無(wú)機(jī)填充物是氫氧化鎂。
19.如權(quán)利要求1或2的電纜，其中該至少一個(gè)熱形成層是釉面形成層，其包含在暴露于高溫后，冷卻以形成釉面層的成份，該釉面層基本是不透水的。
20.如權(quán)利要求19的電纜，其中該釉面形成層包括兩種或多種釉面形成成份。
21.如權(quán)利要求19的電纜，其中該釉面形成成份從包含兩種或多種材料的組合物的組中選擇，這些材料在高溫時(shí)反應(yīng)/組合以形成熔融玻璃、玻璃或在與火有關(guān)的高溫下軟化/熔化的玻璃混合物。
22.如權(quán)利要求19的電纜，其中構(gòu)成該釉面形成層的合成物還包括載體成份，其能使該釉面形成層與該陶瓷形成層共同擠壓在該導(dǎo)體上。
23.如權(quán)利要求22的電纜，其中該釉面形成成份對(duì)載體成份的重量比在0.9∶1到1.2∶1的范圍內(nèi)。
24.如權(quán)利要求1或2的電纜，其中至少一個(gè)附加層是操作強(qiáng)度層。
25.如權(quán)利要求1或2的電纜設(shè)計(jì)，其中該至少一個(gè)附加層是在與火有關(guān)的高溫中形成較弱的自支撐陶瓷的護(hù)套層。
26.一種生產(chǎn)電纜的方法，包括將絕緣層擠壓在導(dǎo)體上的步驟，該絕緣層當(dāng)暴露于高溫時(shí)形成自支撐陶瓷，并擠壓至少一個(gè)暴露在與火有關(guān)的溫度中時(shí)可變化的輔助層，以增強(qiáng)該陶瓷形成層的物理特性。
27.如權(quán)利要求26的方法，其中由該至少一個(gè)輔助層增強(qiáng)的特性是以下至少之一i)在暴露于火之前、期間或之后時(shí)該組合層的機(jī)械強(qiáng)度，ii)在暴露于火之后，該陶瓷形成層的結(jié)構(gòu)完整性；iii)在暴露于火之后的進(jìn)水阻力；和iv)在暴露于期間或之后時(shí)，該組合層的電阻或熱阻。
28.如權(quán)利要求26的方法，其中至少一個(gè)輔助層包括第二陶瓷形成層，當(dāng)其暴露于高溫時(shí)形成自支撐和不同強(qiáng)度的陶瓷。
29.如權(quán)利要求28的方法，其中形成的第二陶瓷比由該絕緣層形成的陶瓷堅(jiān)固。
30.如權(quán)利要求29的方法，其中該第二陶瓷形成層包括有機(jī)聚合物，無(wú)機(jī)填充物和無(wú)機(jī)磷酸鹽。
31.如權(quán)利要求30的方法，其中該無(wú)機(jī)磷酸鹽是聚磷酸銨。
32.如權(quán)利要求31的方法，其中該聚磷酸銨占總成分的重量的20-40％的量。
33.如權(quán)利要求30的方法，其中該無(wú)機(jī)填充物是硅酸鹽礦物填充物。
34.如權(quán)利要求30的方法，其中該第二陶瓷形成層還包括從鎂和鋁的氧化物和氫氧化物構(gòu)成的組中選擇的附加填充物和添加劑。
35.如權(quán)利要求34的方法，其中該附加填充物或添加劑是氫氧化鋁。
36.如權(quán)利要求26的方法，其中至少一個(gè)輔助層是設(shè)置在該金屬導(dǎo)體上的犧牲層，該層是由包括無(wú)機(jī)聚合物和無(wú)機(jī)填充物的合成物形成。
37.如權(quán)利要求36的方法，其中該犧牲層包括至少50％重量的無(wú)機(jī)填充物。
38.如權(quán)利要求37的方法，其中該無(wú)機(jī)填充物是氫氧化鎂。
39.如權(quán)利要求36的方法，其中該犧牲層的厚度是0.2-2毫米。
40.如權(quán)利要求26的方法，其中該至少一個(gè)輔助層是釉面形成層，其在暴露于高溫后，冷卻以形成基本是不透水的釉面層。
41.如權(quán)利要求40的方法，其中該釉面形成層包括至少一個(gè)釉面形成成份和載體成份，該至少一個(gè)釉面形成成份對(duì)載體成份的重量比在0.9∶1至1.2∶1的范圍內(nèi)。
42.一種設(shè)計(jì)電纜的方法，包括以下步驟選擇用于擠壓在導(dǎo)體上的陶瓷形成層，該陶瓷形成層當(dāng)暴露于火中經(jīng)歷的高溫時(shí)形成自支撐陶瓷層；在暴露于火之前、期間和之后時(shí)確定該陶瓷形成層的特性；選擇用于輔助層的材料，該輔助層增強(qiáng)該陶瓷形成層的物理特性；和將該陶瓷形成層和至少一個(gè)輔助層擠壓在導(dǎo)體上。
43.一種耐火產(chǎn)品，包括金屬基片，當(dāng)暴露于高溫時(shí)形成陶瓷的保護(hù)層，和至少一個(gè)熱變化層，在至少暴露于高溫期間或之后時(shí)，該熱變化層增強(qiáng)該保護(hù)陶瓷形成層的物理特性。
44.如權(quán)利要求43的產(chǎn)品，其中從以下構(gòu)成的組中選擇由至少一個(gè)附加熱變化層增強(qiáng)的該保護(hù)陶瓷形成層的物理特性i)在暴露于火之前、期間或之后時(shí)該組合層的機(jī)械強(qiáng)度，ii)在暴露于火之后，該陶瓷形成層的結(jié)構(gòu)完整性；iii)在暴露于火之后，該組合層的進(jìn)水阻力；和iv)在暴露于火中或之后時(shí)，該組合層的電阻或熱阻。
45.如權(quán)利要求43的產(chǎn)品，其中該至少一個(gè)熱變化層是形成自支撐和不同強(qiáng)度的陶瓷的第二陶瓷形成層。
46.如權(quán)利要求45的產(chǎn)品，其中形成的第二陶瓷比由其他陶瓷形成層產(chǎn)生的陶瓷堅(jiān)固。
47.如權(quán)利要求45的產(chǎn)品，其中第二陶瓷形成層應(yīng)用于金屬基片上，并且包括有機(jī)聚合物、無(wú)機(jī)填充物、和無(wú)機(jī)磷酸鹽。
48.如權(quán)利要求47的產(chǎn)品，其中該無(wú)機(jī)磷酸鹽是聚磷酸銨。
49.如權(quán)利要求48的產(chǎn)品，其中基于該合成物的總重，在20-40％重量的范圍內(nèi)提供該聚磷酸銨。
50.如權(quán)利要求47的產(chǎn)品，其中該無(wú)機(jī)耐熔填充物是礦物硅酸鹽。
51.如權(quán)利要求47的產(chǎn)品，其中該第二陶瓷層該包括從鎂和鋁的氧化物和氫氧化物構(gòu)成的組中選擇的附加填充物和添加劑。
52.如權(quán)利要求51的方法，其中該附加填充物或添加劑是氫氧化鋁。
53.如權(quán)利要求44的產(chǎn)品，其中至少一個(gè)熱變化層是設(shè)置在該金屬基片上的犧牲層，該層是由包括有機(jī)聚合物和無(wú)機(jī)填充物的合成物形成。
54.如權(quán)利要求53的產(chǎn)品，其中在高溫或低于高溫下，該犧牲層分解，導(dǎo)致在金屬基片和陶瓷之間形成無(wú)機(jī)填充物層，以便防止或最小化該陶瓷粘合到基片上。
55.如權(quán)利要求54的產(chǎn)品，其中該犧牲層包括至少50％重量的無(wú)機(jī)填充物。
56.如權(quán)利要求44的產(chǎn)品，其中該至少一個(gè)熱形成層是釉面形成層，其包含在暴露于高溫后，冷卻以形成釉面層的成份，該釉面層基本是不透水的。
57.如權(quán)利要求56的產(chǎn)品，其中該釉面形成成份從包含兩種或多種材料的組合物的組中選擇，這些材料在高溫時(shí)反應(yīng)/組合以形成熔融玻璃、玻璃或在與火有關(guān)的高溫下軟化/熔化的玻璃混合物。
58.如權(quán)利要求56的產(chǎn)品，其中構(gòu)成該釉面形成層的合成物還包括載體成份，其能使該釉面形成層應(yīng)用于該陶瓷形成層。
59.如權(quán)利要求43的產(chǎn)品，其中該至少一個(gè)附加層是操作強(qiáng)度層。
60.如權(quán)利要求43的產(chǎn)品，其中該至少一個(gè)附加層是在與火有關(guān)的高溫中形成較弱的自支撐陶瓷的操作層。
61.一種生產(chǎn)耐火產(chǎn)品的方法，包括將陶瓷形成層應(yīng)用在金屬基片上的步驟，該陶瓷形成層當(dāng)暴露于高溫時(shí)形成自支撐陶瓷，和應(yīng)用至少一個(gè)輔助層的步驟，該輔助層當(dāng)暴露于和火有關(guān)的溫度中時(shí)是可變化的，以增強(qiáng)該陶瓷形成層的物理特性。
62.如權(quán)利要求61的方法，其中由該至少一個(gè)輔助層增強(qiáng)的特性是以下至少之一；i)在暴露于火之前、期間或之后時(shí)該組合層的機(jī)械強(qiáng)度，ii)在暴露于火之后的進(jìn)水阻力；iii)在暴露于火之后，該陶瓷形成層的結(jié)構(gòu)完整性；和iv)在暴露于火中或之后時(shí)，該組合層的電阻或熱阻。
63.如權(quán)利要求62的方法，其中至少一個(gè)輔助層包括形成自支撐和不同強(qiáng)度的陶瓷的第二陶瓷形成層。
64.如權(quán)利要求63的方法，其中形成的第二陶瓷比由其他陶瓷形成層產(chǎn)生的陶瓷堅(jiān)固。
65.如權(quán)利要求63的方法，其中該第二陶瓷形成層包括有機(jī)聚合物、無(wú)機(jī)耐熔填充物、和無(wú)機(jī)磷酸鹽。
66.如權(quán)利要求63的方法，其中該無(wú)機(jī)磷酸鹽是聚磷酸銨。
67.如權(quán)利要求66的方法，其中基于該合成物的總重，在20-40％重量的范圍內(nèi)提供該聚磷酸銨。
68.如權(quán)利要求62的方法，其中該至少一個(gè)輔助層是設(shè)置在該導(dǎo)體上的犧牲層，該層是由包括無(wú)機(jī)聚合物和無(wú)機(jī)填充物的合成物形成。
69.如權(quán)利要求68的方法，其中該犧牲層包括至少50％重量的無(wú)機(jī)填充物。
70.如權(quán)利要求62的方法，其中該至少一個(gè)輔助層是釉面形成層，其在暴露于高溫后，冷卻以形成釉面層，該釉面層基本是不透水的。
全文摘要
一種電纜(1)包括導(dǎo)體(3)、絕緣層(2)，當(dāng)暴露于火中高溫時(shí)，該絕緣層形成自支撐陶瓷層，和附加的熱變化層(4)。該附加層(4)可以是當(dāng)暴露于火中時(shí)形成自支撐陶瓷層的另一層，或者它可以充當(dāng)在該絕緣層形成陶瓷的溫度中或低于該溫度下進(jìn)行分解的犧牲層。在遇火期間或遇火之后該附加層可加強(qiáng)這些層的強(qiáng)度，加強(qiáng)遇火之后絕緣層的結(jié)構(gòu)完整性，加強(qiáng)對(duì)于遇火之后進(jìn)水的抵抗力，或者在遇火期間或遇火之后加強(qiáng)該層的電阻和熱阻。
文檔編號(hào)H01B3/12GK1768394SQ200480009132
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者格雷姆·亞歷山大, 程一兵, 羅伯特·保羅·伯福德, 亞萊·曼蘇里, 克里斯多佛·伍德, 肯尼斯·威利斯·巴爾伯, 普拉因格·多恩·達(dá)亞南達(dá)·羅德里戈, 伊萬(wàn)·伊萬(wàn)諾夫 申請(qǐng)人:陶瓷聚合體有限公司