矿用低烟无卤阻燃聚烯烃电缆护套料的研究现状

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1、中国煤炭学会煤矿机电一体化专业委员会、中国电工技术学会煤矿电工专业委员会论文集·69·矿用低烟无卤阻燃聚烯烃电缆护套料的研究现状郎建平，胡占华，金鑫(中煤科工集团上海有限公司检测技术研究中心，上海201401)摘要：煤矿用固定敷设电缆燃烧时会产生浓烟，并释放卤化氢等有毒气体，对环境和设备造成严重污染。开发低烟无卤阻燃电缆护套料是提高煤矿用固定敷设电缆安全性和环保性的关键。通过对比和分析煤矿用电缆护套料的机械性、阻燃性等技术性能，结合低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的发展现状，指出煤矿用电缆护套料实现低烟无卤化的前景。关键词：煤矿用电缆护套

2、料；低烟无卤特性；聚烯烃严重腐蚀，对人的生命安全构成威胁。因此，寻找新O引言型环保型低烟无卤电缆料是当下矿用电缆所面临的矿用电缆产品的发展是煤炭行业安全生产的促问题。进剂。不断强化和改进矿缆产品的安全性不仅能够2煤矿用聚烯烃护套料的发展趋势提高煤矿井下作业的安全指数，更是矿缆产品发展的必然要求。目前在煤矿井下使用的固定敷设电缆在众多高分子材料中，聚烯烃质轻、无毒，燃烧料以聚氯乙烯料为主，因其具有良好的阻燃性能、较生成水和二氧化碳，不产生明显的烟雾和腐蚀性气高的机械物理性能备受青睐。然而，20世纪70年体，有较好的电绝缘性，因而被广

3、泛研究并应用于电代以来，国内外在矿井和地铁等场所发生多起电缆线电缆行业中。在煤矿用电缆护套料的无卤化发展火灾事故的调查显示：70％～80％的事故人员伤亡方向中，环保型材料聚烯烃是理想的电缆选料。为是因为含卤阻燃电缆在燃烧时放出大量的黑色烟雾了符合煤矿用电缆的高阻燃性要求，急需改进聚烯及腐蚀性气体，阻挡了人员在较密闭的空间里的逃烃材料阻燃特性，无卤阻燃剂的开发和应用填补了生线路，致使现场作业人员窒息而亡。为了防止煤这一空白。当前，应用于电缆料中的无卤阻燃剂趋矿用电缆燃烧产生“二次灾害”，开发和使用高效、向于改性无机金属化合物阻燃剂、

4、磷系阻燃剂、氮系安全、低毒的低烟无卤型煤矿用阻燃电缆料已成为阻燃剂、可膨胀石墨阻燃剂及多种阻燃剂的复配型阻燃研究和煤矿用电线电缆行业的发展方向。阻燃剂等。但非极性的聚烯烃材料与极性较强的无卤阻燃剂相容性很差，导致阻燃剂在聚烯烃中分散1煤矿用电缆护套料的现状不均匀，引起材料的力学性能下降，难以满足煤矿用煤矿井下使用的电力电缆、通信电缆、控制电缆电缆料的拉伸强度和断裂伸长率等机械性能要求。等固定敷设类电缆产品种类有：MVV／MYJv、因此，聚烯烃不能直接用于电缆料中，需加以改性，MHYV／MHYAV／MHYBV、MKVV／MKYJV等

5、，这些目前有交联改性、共混改性和接枝改性三种方法。电缆的绝缘料已部分实现了无卤化，使用的是改性2．1交联改性聚烯烃后的聚乙烯。然而以聚乙烯为主的聚烯烃材料的极自从上世纪50年代美国查理贝氏在原子核反限氧指数为17％左右，属易燃材料，且燃烧易产生应堆试验中发现核辐照交联改性后的交联聚乙烯大量熔滴，危害性很大，因而尚未直接应用于高阻燃后，发现交联聚乙烯的电绝缘性、耐环境应力、抗开的固定敷设电缆护套料中。目前，固定敷设电缆护裂性能、耐化学腐蚀等均比聚乙烯提高了很多。此套料材料基本是聚氯乙烯，因其具有优良的阻燃性、后，聚烯烃的交联改性渐被

6、国内外研究者所关注。机械加工性、耐酸碱性等而被广泛使用，但聚氯乙烯发展至今。聚烯烃的交联改性法主要有：辐照交联、对光、热的稳定性较差，而且聚氯乙烯受热分解释放过氧化物交联、硅烷交联。氯化氢和其它有毒气体，对周围环境和设备会造成辐照交联适用于绝缘厚度不太厚的电线电缆·70·中国煤炭学会煤矿机电一体化专业委员会、中国电工技术学会煤矿电工专业委员会论文集中，是生产高技术指标电线电缆的主要方法；过氧化好的阻燃性，其氧指数测值为35．5；抗开裂阻燃料物交联法对设备要求严格、生产效率低、能耗大、不的拉伸强度为12．8MPa，断裂伸长率为220

7、％，机械适合中小生产线生产；硅烷交联法生产效率高、成本力学性能可与聚氯乙烯相当。侯海良采用EVA／低、工艺通用性强，因而被广泛应用在中低压电缆的HDPE共混体系和EVA／EPDM共混体系，添加自制制造中。国内一些电缆厂在1250C辐照交联低烟无的相容剂和不同无机氢氧化物阻燃剂复配体系生产卤阻燃聚烯烃电缆料研制中，已实现了聚烯烃的机无卤电缆料，产品力学性能、耐高温性能、阻燃性能、械性与阻燃性的平衡，性能指标列于表一，命名为产低烟无毒性能、加工性能方面与美国联碳DF．品1；在研制高性能低烟无卤阻燃聚乙烯电缆料项DA21472NT产品相

8、当，各试验值列于表一，命名为目中，有电缆厂也获得了性能优良产品，性能指标列产品5，满足GB／T12706．1—2008中所列项的技术表一，命名为产品2；国外，AhmetAkinSener采用硅指标。柳先友通过低密度聚乙烯与乙缈乙酸乙烯烷交联法探索了