线缆阻燃材料和阻燃技术的发展.doc

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1、线缆阻燃材料和阻燃技术的发展摘要:随着经济建设速度的不断加快，阻燃线缆被广泛地应用于各种场合。线缆阻燃材料的合理选择是提高线缆安全性能和减少火灾隐患的关键。对线缆阻燃材料的阻燃方法、阻燃剂的种类和选用原则等进行了阐述，并针对不同的线缆皋体聚合物提出了相应的阻燃剂体系。最后还介绍了线缆阻燃技术的发展趋势。关键词:阻燃线缆;阻燃方法;阻燃剂;极限氧指数1刖吞近年来，随着经济建设速度的不断加快，各种人型工业设施、高层商业建筑、地下建筑和居民住宅数量的逐渐增多，线缆的使用总量越來越人，且敷设的密集度也越來越高。由于线缆老化而导致短路、口燃等原因引起的电气火灾事故日趋频繁，造成的损失H益严重。这使人们

2、认识到,除了耍增强防火安全意识外，还应制定严格的相关标准，人力推广应用各种线缆用阻燃材料，制造出各种类型的防火阻燃电缆。日前有许多国际组织和国家颁布了一系列的防火标准，如国际电工委员会TEC332系列、电气技术标准化欧洲委员会CENELECHD405、美国国家电气规程NECNationalElectricalCode800条款和770条款、加拿大电气标准CECCanadianElectricalCode、英国BS4066等。Jt中NEC、加拿犬标准协会CSA和美国安全实验室ULUnderWriterLaboratories标准及规范是国际上广泛接受的电气安全要求。这些标准的颁布加快了新型防火

3、线缆的研究与开发。线缆结构的设计和材料的选用对于线缆的防火性能都有较人的影响，如金属铠装层可以有效地防止线缆着火低烟聚氯乙烯PVC、无卤低烟LSZH材料、高温材料可以控制火焰的蔓延及有毒烟雾的产生。而尤以线缆阻燃材料的合理选样是提高线缆安全性能和减少火灾隐患的关键措施之一。2线缆材料的阻燃机理线缆阻燃材料是在以基体聚合物或称树脂为主体，加入增塑剂、热稳定剂、润滑剂、抗氧化剂、抗紫外线剂等的体系中增加了阻燃成分，从而起到阻止材料被引燃和抑制火焰传播的作用。2.1线缆材料的燃烧行为及阻燃方式2.1.1线缆材料的燃烧行为线缆材料燃烧的机理如图1所示。线缆材料的燃烧行为可用以下几个性能参数来描述1点

4、燃材料的难易程度。可用临界氧指数COI或极限氧指数LOI来定义，该值越高,说明该材料的着火以及火焰蔓延越困难。通常，COI>30%阻燃LOIW23%可燃L0I在24%—28%之间稍阻燃L0I在29%—35%之间阻燃L0I236%高阻燃。2火在材料表面蔓延的速度。3耐燃性，即火烧穿材料的速度。4聲热速率IIRRo5火熄灭的难易程度。6生烟性，包括发烟量、朋发生的速度和朋的成分。7产生的毒性气体的成分、数量利生成的速度。2.1.2线缆材料的阻燃方式线缆材料的阻燃可以通过用化学或物理的方法，改变聚合物的组成结构，以达到阻燃效果,如在聚合物分子中加入起着阻燃作用的元素，如混、氯、磷、禅、硼等用化学交

5、联或辐照交联，使线性聚合物人分子变成具有三度空间网状、体型结构的物质，提高其热稳定性和成炭性。也可以通过添加阻燃剂到基体聚合物中，燃烧时，阻燃成分以不同的方式与机制在聚合物燃烧的不同区域进行阻燃。阻燃剂进行阻燃的方式有如下几种1气相阻燃，即在气相中抑制聚合物燃烧反应中起链增长作用的自由基，从而达到阻燃效果。阻燃剂在气相燃烧区捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。2凝聚相阻燃，即在I古【相中阻止聚合物的热分解和阻止聚合物釋放出可燃气体，从而达到阻燃效果。阻燃剂在高温下形成熔融玻璃状物质或泡沫炭层覆盖在聚合物表面，隔绝热显和氧气，阻止

6、可燃气体向外逸出，从而达到阻燃目的。3中断热交换，即将聚合物产生的热量带走而不反馈到聚合物上使聚合物不断分解，从而达到阻燃效果。阻燃剂在高温下发生强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。阻燃剂受热群放出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体稀聲，使可燃气体的浓度降低到燃烧极限以下同时该不燃气体也降低了燃烧区内的氧气浓度，抑制了燃烧继续进行，以达到阻燃的作用。4成炭作用，即在聚合物热降解时生成炭，可减少挥发物的产生，且粘性的炭层覆盖在聚合物表面，使聚合物同火焰隔绝，使进一步热降解变得困难，最终起到阻燃作用。此外，炭层还能阻止其内部

7、的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。通常成炭量增加1/3,则生烟量减少1/2,欲使材料的阻燃级别达到UL94,V20，成炭量至少应达到30%。5协同效应，即各组分的共同效果大于各组分的单独作用之利。协同效应最典型的是铢2卤协同效应，氧化怫當用形态Sb203与含氯或含混阻燃剂并用。在气相，氧化铢与卤索生成三卤化锐，而三卤化锐是火焰的抑制剂，它捕捉火焰中的H.、H0.等自由基，三卤化锐蒸汽可较长时间停留在燃烧区，