阻燃用電纜的技術(shù)發(fā)展分析

牟育慧

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作湖北中心 湖北省 武漢市 4300470）

摘 要：為了保證電纜運(yùn)行的安全可靠，電線電纜的防火阻燃性能引起了越來越廣泛的關(guān)注，電纜的阻燃化也已成為實(shí)現(xiàn)電纜綜合發(fā)展的一個(gè)重要保障。本文梳理了國內(nèi)外阻燃電纜的發(fā)展路線以及專利技術(shù)，審查員在審查實(shí)踐中能夠利用技術(shù)綜述快速定位并找出最相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)。

關(guān)鍵詞：阻燃；耐火；環(huán)保；電纜；低煙；無鹵

1.引言

阻燃電纜，通常指成束敷設(shè)時(shí)具有阻燃特性的電纜，常常用于電纜敷設(shè)密集程度較高的發(fā)電站、核電站地鐵隧道、重要的高層建筑等場所[1]。阻燃電纜主要通過使用阻燃阻熱材料來對高溫或者火焰進(jìn)行防護(hù)，使得殘焰在限定時(shí)間內(nèi)能自行熄滅，從而進(jìn)一步控制火勢的蔓延，以保證供電的安全。

由于電纜引起的火災(zāi)造成了許多傷亡和損失，而火勢沿電纜線路的蔓延更增加了火災(zāi)的危害性[2]。同時(shí)， 電線電纜的塑料絕緣層在燃燒中會產(chǎn)生大量煙氣和有毒氣體，影響人員疏散，給火場逃生和火場救援帶來很大困難。因此，提高電纜的阻燃耐火性能具有非常重大的實(shí)際意義。

2. 阻燃電纜領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)的發(fā)展趨勢

本文在CNABS 、CNTXT、SIPOABS以及DWPI專利庫中選取合適的關(guān)鍵詞集合分類號對阻燃電纜進(jìn)行了全面檢索和數(shù)據(jù)分析，IC分類號為：H01B7/29，H01B7/295，F(xiàn)I分類號為H01B7/34&B。

截止2016年6月30日，通過統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)專利申請量最大的前五個(gè)國家分別是：中國51.4%，日本16.7%，德國5.4%，美國5.1%，歐洲4.2%，其余國家申請量相對較少。

2.1. 國內(nèi)外專利申請趨勢

（1）阻燃電纜全球歷年專利申請量分布

圖1 阻燃電纜全球歷年專利申請量分布

圖1分別示出了阻燃電纜在全球以及中國歷年專利申請量的分布情況。阻燃電纜發(fā)展始于1970年后，截止2010年，專利申請量呈現(xiàn)相平穩(wěn)增長趨勢；從2011年起至2015年，隨著世界各國用電量的迅猛發(fā)展，對于使用電線電纜的要求也越來越高，同時(shí)各國對于阻燃電纜的標(biāo)準(zhǔn)的制定也趨于完善，世界范圍內(nèi)的阻燃電纜專利申請量逐年增加，直到2015年依然保持著良好的發(fā)展勢頭。

（2）阻燃電纜國內(nèi)歷年專利申請量分布

該領(lǐng)域的申請最早出現(xiàn)在2002年，2002年到2008年我國對該領(lǐng)域的研究還處于萌芽階段，而此時(shí)外國對該領(lǐng)域已研究多年，全球?qū)＠暾埩口呌诜€(wěn)定。從2009年至2015年，我國在阻燃電纜方面的研究力度逐步加大，國內(nèi)申請量迅速增加，并且在全球的申請量也處于遙遙領(lǐng)先的地位。且國外在華申請量也在2010年后逐年增多，一方面凸顯了阻燃電纜在中國的發(fā)展勢頭，另一方面也說明了中國阻燃專利的迅猛發(fā)展已經(jīng)在世界范圍內(nèi)占有一席之地。

2.2.國內(nèi)外專利申請分布

（1）國內(nèi)主要申請人申請量分析

本文進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析了國內(nèi)申請人阻燃電纜相關(guān)專利申請量排名前10位的申請人，9家國內(nèi)企業(yè)，1家日本企業(yè)，其中中利科技申請量最大，蕪湖航天特種電纜廠、江蘇亨通線纜科技有限公司等也在阻燃電纜的領(lǐng)域占據(jù)重要位置；在地域分布上江蘇和安徽兩省在阻燃電纜領(lǐng)域的申請比較靠前，這與兩省的用電量和地方企業(yè)的創(chuàng)新政策是分不開的；而且排名前10名的申請人中沒有高?？蒲性核?，由于該領(lǐng)域應(yīng)用性較強(qiáng)，企業(yè)申請人往往投入較大，更傾向于學(xué)術(shù)研究的高校科研院所對該領(lǐng)域關(guān)注較少。另外，日本日立電線株式會社在國內(nèi)的申請量位居前10，可見日本在阻燃電纜領(lǐng)域的研究與應(yīng)用也比較廣泛，并且日本對于在華阻燃電纜的專利布局也十分重視。

（2）日本主要申請人申請量分析

鑒于日本在阻燃電纜領(lǐng)域的重要地位，下面重點(diǎn)對日本主要申請人申請分布進(jìn)行分析，與國外申請?jiān)谌A布局趨勢相似，日立公司在日本的申請量最大，住友、藤倉株式會社的申請量緊隨其后，這幾家公司專利申請量比較接近，在全球范圍內(nèi)都具備一定的競爭實(shí)力，技術(shù)實(shí)力相對均衡。此外，涉足該領(lǐng)域的企業(yè)逐年增加，盡管每個(gè)企業(yè)的申請量非常小，但是眾多企業(yè)申請量加和已超過總申請量的百分之五十，可以預(yù)見，在未來十年以內(nèi)，這一部分企業(yè)的申請量將占據(jù)越來越多的比重，該領(lǐng)域的競爭也將愈加激烈。

3. 阻燃電纜技術(shù)脈絡(luò)分析

國外于70年代初開始進(jìn)行阻燃電纜開發(fā)工作。早期，含鹵塑料和橡膠被大量使用于電線電纜的絕緣和護(hù)套；同時(shí)為了提高阻燃性，還在上述含鹵塑料和橡膠基料中添加Sb2O3阻燃劑、溴系阻燃劑等，這個(gè)時(shí)期比較有代表性的專利有Cerro公司的US3576940A和住友株式會社的JP2657474A。但當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，這些線纜材料由于燃燒和熱分解，會釋放出大量的濃煙和有毒的腐蝕性氣體。隨著人們環(huán)保意識的加強(qiáng)，70年代末80年代初，出于對安全性和環(huán)保的考慮，人們開始著力研制性能更好的“低毒環(huán)?！钡牡蜔煙o鹵阻燃電纜，比如瑞侃公司的GB2107720A以及西門子公司的EP0017609A1。80年代中后期，相關(guān)的研發(fā)成果和產(chǎn)品相繼問世并投入實(shí)際應(yīng)用，美國電話電報(bào)公司的申請無鹵通信電纜US30317289A 先后在包括中國的十個(gè)國家申請專利，標(biāo)志著無鹵電纜在全球范圍內(nèi)開始投產(chǎn)，并走向?qū)嵱没?。國?nèi)對阻燃電纜的認(rèn)識較晚，20世紀(jì)80年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電氣火災(zāi)事故的頻頻發(fā)生，國內(nèi)對阻燃電纜的認(rèn)識、研制和使用才開始引起高度重視。一些大的電纜廠家在80年代初期相繼生產(chǎn)出含鹵阻燃電纜，PVC阻燃電纜曾在國內(nèi)市場風(fēng)靡一時(shí)。80年代末，國內(nèi)一些電纜廠商開始研制低煙、低鹵、低酸、低鹵阻燃電纜，相關(guān)的專利和研發(fā)成果在80年代末，90年代初相繼問世，如CN1095181使用不含氯堿的PVC以及氧化物阻燃劑制作低煙無鹵耐火電纜，然而國內(nèi)大部分產(chǎn)品都存在機(jī)械性能和加工性能較差等問題。到了21世紀(jì)，國內(nèi)的無鹵阻燃電纜技術(shù)得到長足的發(fā)展，并且技術(shù)發(fā)展已相對成熟。

4.結(jié)語

阻燃電纜逐漸趨于無煙、無鹵、無毒的環(huán)保阻燃方向，順應(yīng)了我國當(dāng)下對于環(huán)境保護(hù)和治理的高度重視和發(fā)展的政策。我國阻燃電纜企業(yè)及研發(fā)機(jī)構(gòu)必須著眼于學(xué)習(xí)和合作，抓住阻燃電纜由有鹵有毒阻燃型電纜向無鹵環(huán)保型電纜轉(zhuǎn)型的機(jī)會，加強(qiáng)對核心關(guān)鍵技術(shù)的研究，重視專利保護(hù)，各大阻燃電纜企業(yè)、研究單位應(yīng)加強(qiáng)合作，集中資源優(yōu)勢，提高我國阻燃電纜技術(shù)的水平以及核心技術(shù)的掌握能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 王勇，舒中俊，徐曉楠，楊守生. 阻燃電纜的現(xiàn)狀及發(fā)展綜述[A]. 中國阻燃學(xué)會.2004全國阻燃學(xué)術(shù)年會論文集[C].中國阻燃學(xué)會，2004：4.

[2] 茅雪林. 阻燃電纜的現(xiàn)狀及發(fā)展綜述[J]. 科技風(fēng)，2008，20：31.