電線電纜阻燃化研究現(xiàn)狀

席菲菲（重慶泰山電纜有限公司，重慶 401120）

電線電纜阻燃化研究現(xiàn)狀

席菲菲
（重慶泰山電纜有限公司，重慶 401120）

隨著電線電纜使用的越發(fā)廣泛，普通電線電纜所帶來的火災(zāi)危險(xiǎn)性也日益突出，正因如此，做好電線電纜的阻燃性研究已成為當(dāng)前社會(huì)大眾關(guān)注的熱點(diǎn)。就電線電纜阻燃化研究現(xiàn)狀進(jìn)行粗淺探討，以供參考。

電線電纜；低煙低鹵阻燃；低煙無鹵阻燃；PVC；聚烯烴

1　對(duì)低煙低鹵阻燃PVC電線電纜的研究

在我國電線電纜中，PVC電線電纜是我國主要的電線電纜材料，這是因?yàn)镻VC樹脂本身的價(jià)格較低，且分支結(jié)構(gòu)中含有氯原子，因此具有很好的阻燃性能。但是由于普通PVC電線電纜在燃燒過程中會(huì)釋放出大量的煙霧與有毒的氯化氫氣體，因此，近些年來，PVC電線電纜的使用量也有所下降，雖然完全消失還不太可能，但是市場(chǎng)占有量、使用量的降低儼然已經(jīng)成為了不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。而開發(fā)與研制低煙低鹵阻燃PVC電線電纜料，勢(shì)必也是今后PVC電線電纜發(fā)展的重要方向。正是由于PVC電線電纜在燃燒過程中會(huì)釋放出大量的煙霧，因此我國在PVC電線電纜的制作過程中，往往會(huì)加入消煙阻燃劑，以此來抑制煙霧的產(chǎn)生。近些年來，我國在低煙低鹵阻燃PVC電線電纜的研究上取得了一定的進(jìn)展，通過試驗(yàn)證明，將金屬氧化物固溶體與氫氧化鋁的共混物加入到PVC電纜護(hù)套料之中，會(huì)大大提高PVC的阻燃、消煙、降鹵等作用。

2　對(duì)低煙無鹵阻燃聚烯烴電線電纜的研究

我們?yōu)榈蜔煙o鹵阻燃電線電纜料選擇基體樹脂時(shí)，普遍都是選擇不含有鹵素的聚烯烴為原料，如：PE、PP、EVA、乙丙橡膠等，這是因?yàn)樵谡麄€(gè)燃燒過程中，聚烯烴會(huì)釋放水、二氧化碳，并不會(huì)有明顯的煙霧與有毒氣體。

目前，我國在低煙無鹵阻燃聚烯烴電線電纜的制作過程中，往往會(huì)添加一些無機(jī)阻燃劑，如：水合金屬化合物ATH、氫氧化鎂等。如若對(duì)其阻燃機(jī)理進(jìn)行分析，則具體如下：在火災(zāi)中，電纜的水合金屬化合物因受熱會(huì)有結(jié)晶水釋放、分解出，并伴有大量的熱量被吸收，不僅在一定程度上抑制了聚烯烴溫度的提升，也進(jìn)一步延緩了聚烯烴的熱分解速度，降低聚烯烴電線電纜的燃燒速率。在燃燒過程中，產(chǎn)生的水蒸氣也能夠進(jìn)一步對(duì)可燃性氣體起到稀釋與阻燃作用。同時(shí)，在聚烯烴的燃燒過程中，三氧化二鋁會(huì)被進(jìn)一步分解出來，并給電線電纜的外層覆蓋上一層覆蓋層，進(jìn)而有效切斷電線電纜在燃燒過程中需要的氧氣，進(jìn)一步限制電線電纜的燃燒，因此，聚烯烴電線電纜具有很好的阻燃性。

無機(jī)阻燃劑與樹脂之間的相容性能較差，想要二者更好地融合在一起，就必須加大添加量，而加大添加量極易造成電線電纜機(jī)械化性能的下降。為了解決這一問題，在阻燃劑的實(shí)際處理上，我們可以采用以下幾種辦法：

第一，超細(xì)化處理。經(jīng)過超細(xì)化處理的阻燃劑粉體不僅表面積會(huì)進(jìn)一步增大，其粒子表面的反應(yīng)活性也會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)，有利于粒子在高分子基體材料中的分散，進(jìn)而提高阻燃劑與樹脂材料界面之間的結(jié)合力。

第二，表面改性處理。在提高粉體應(yīng)用性能上，我們主要采用表面改性技術(shù)，其技術(shù)處理原理在于通過表面改性劑與粉體顆粒之間的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)顆粒的表面狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步的改變，提高粒子表面活性的同時(shí)，使粒子表面的物理、化學(xué)功能得到全新的改善，進(jìn)而提高阻燃劑、基體聚合物之間的親和力，進(jìn)一步促進(jìn)阻燃劑在樹脂中的分散。

第三，復(fù)配處理。復(fù)配處理技術(shù)就是在兩種或兩種以上阻燃劑的復(fù)合、混配中，制成復(fù)合阻燃劑，充分利用阻燃劑之間的協(xié)同阻燃效應(yīng)，相互增效，互補(bǔ)長(zhǎng)短，起到減少阻燃劑使用量，提高阻燃劑性能的根本目的。

何振海等研究者對(duì)無鹵阻燃電纜料進(jìn)行研究，以PE、EVA為基體樹脂，加入MA等無鹵阻燃劑，不僅達(dá)到了無鹵阻燃電纜料的技術(shù)指標(biāo)，且與國外同類產(chǎn)品的各項(xiàng)性能也十分接近，具體性能如表所示。

表1　無鹵阻燃聚烯烴電纜料性能Tab.1　Characteristics of halogen-free flame retardant polyolefin cable material

邵華等人對(duì)多種粒徑的MA、對(duì)PE電線電纜料力學(xué)性能及其阻燃性能的影響進(jìn)行了考察與研究，發(fā)現(xiàn)：隨著粒徑的不斷減小，其拉伸強(qiáng)度確在不斷增大，這是因?yàn)榱叫〉臒o機(jī)物與樹脂界面之間的黏附性較好。

無鹵化、抑煙、低毒害的阻燃劑勢(shì)必成為今后電線電纜在阻燃研究領(lǐng)域的重要發(fā)展方向與課題。尤其是目前，仍有一些問題亟待解決，因此，在未來電線電纜阻燃化研究中應(yīng)重點(diǎn)解決以下問題：

第一，無鹵阻燃電纜的實(shí)際價(jià)格過于昂貴，大概是普通PVC電纜的2倍以上，因此，截至今日，無鹵低煙阻燃電纜仍未得到廣泛的應(yīng)用，只是在特殊場(chǎng)合予以使用。所以，我們首先應(yīng)該解決的是低煙無鹵阻燃電纜的成本問題，在保證產(chǎn)品使用性能的前提下，盡可能降低制造成本，從而使低煙無鹵阻燃電纜能夠得到更好的普及與推廣。

第二，因?yàn)殡娎|的無鹵低煙特性與其阻燃特性本身，存在著相互制約、相互限制的關(guān)系，因此，有效解決這一難題，也成為今后低煙無鹵阻燃電纜需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)所在。

第三，加強(qiáng)對(duì)阻燃劑合理配方的尋求與研究，在降低阻燃劑用量的同時(shí)，達(dá)到最佳的阻燃效果。

3　結(jié)語

隨著電氣設(shè)施的不斷增加，配電容量的不斷加大，電線電纜的實(shí)際用量也在不斷增多，所引發(fā)的火災(zāi)危險(xiǎn)性也就隨著越來越大。通過分析可知，60%以上的電氣火災(zāi)都是由于電氣線路引起的，因此，做好電線電纜阻燃化研究，開發(fā)出更多高效阻燃劑，從而確保電線電纜既具備優(yōu)異的物理性能、力學(xué)性能、電氣性能，又能達(dá)到較高的阻燃、抑煙效果，成為當(dāng)前社會(huì)大眾的關(guān)注焦點(diǎn)，也是今后廣大科研人員、電線電纜生產(chǎn)工作人員努力的重要方向。

［1］ 唐一行.阻燃、耐火電線電纜在電氣防火中的分類及其應(yīng)用研究［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010，（22）：139-140.

［2］ 李秀峰，劉微，謝大榮.低煙低鹵阻燃PVC電纜護(hù)套料的研究［J］.電線電纜，2004，（03）：54-55.

［3］ 許安軍，唐謀，盧金娥.無鹵阻燃聚烯烴電纜料的研究進(jìn)展［J］.河南化工，2003，（11）：92-93.

［4］ 唐一行.阻燃、耐火電線電纜在電氣防火中的分類及其應(yīng)用研究［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010，（22）：192.

［5］ 侯思羽.淺析電線電纜檢測(cè)及其質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)［J］.通訊世界，2013，（23）：14-16.

Research status of wire and cable flame-retardant

XI Fei-fei
（ChongqingTaishan Cable Co.，Ltd.，Chongqing401120，China）

With the more widespread use of wire and cable，common wire and cable has the increasing fire hazard risk in daily life.Therefore，research on wire and cable flame-retardant has become the focus of attention of the public.This paper had a brief discussion on the research situation of wire and cable flame-retardant for reference.

Wire and cable；Low smoke low halogen flame retardant；Low smoke zero halogen flame retardant；PVC；Polyolefin

TM246

A

1674-8646（2016）11-0018-02

2016-04-26