电线电缆的阻燃性能的锥形量热仪CONE的研究.docVIP

电线、电缆的阻燃性能的锥形 量热仪CONE的研究 [摘要] 随着电线电缆的大量使用，由电线电缆引发、延燃的火灾事故也越来越多，本文介绍了电线电缆的火灾危险性、电线电缆阻燃的方法和机理，概述了阻燃剂的种类、生产使用现状和发展方向,并运用锥形量热仪对一些电缆的试样的燃烧性能进行了分析。 [关键词] 阻燃剂 PVC 锥形量热仪 阻燃 抑烟 1 前言 电缆是社会生产生活中不可缺少的重要基础设施，随着我国经济建设的高速发展、人民生活水平的不断提高、以及对电站、地铁工程、智能化大楼的安全性和可靠性的要求越来越高，使电力需求量不断增加，电线电缆过载情况经常发生,经常使电线电缆因过载而发热并引燃电缆绝缘皮、护套或者电缆周围的易燃品而造成火灾。由于电缆护套和绝缘层都是由聚氯乙稀或者聚乙烯等有机高分子材料制成，使得电缆极易着火，再加上由于施工过程中出现的电缆铺设不规范、孔洞封堵不严等原因导致电缆一旦着火，极易延燃并造成严重的直接或间接经济损失。1989年南方某电厂因高压燃油溅落在350摄氏度的高温阀门上面起火，烧着了平台下的电缆并蔓延到电缆竖井，导致总长约20km的270根电缆全部被烧坏。1975年2月13日晚，坐落在美国纽约市的110层411m高的世界贸易中心大厦第11层突然起火，烧着通讯电缆，经由未封堵的孔洞延燃并波及动力电缆，沿着竖井使火灾从9层直达19层，火灾中心的11层楼着火面积836m2,电话盘全部被毁，造成巨大损失。2004年3月4日，新疆泽普县喀拉吐孜煤矿9万吨基建井由于井下电缆着火发生火灾，9名下井矿工中除3人逃生外，有6名矿工遇难[1]。这些惨痛的教训告诉我们，必须提高电缆的阻燃性，防止因电缆短路引起火灾或者使火灾蔓延扩大。 如何才能有效地降低材料的危险性，这对阻燃技术提出了更高的要求。针对目前世界上广泛使用的PVC材料及其阻燃技术，特别是在电缆绝缘护套材料上的应用，我们选取了一些典型的样品，结合必威体育精装版的测定材料阻燃性能参数的仪器-锥形量热仪(CONE),通过实验的方法对电线、电缆的阻燃性能作简单的分析、研究。 2 阻燃剂的发展现状 2.1 我国阻燃剂的生产使用现状 目前世界阻燃剂年用量为120万，在塑料助剂中排第二位，且每年以6％ 7％的速度增加。美国是阻燃剂最大生产国和消费国，年消耗量近40万，其中无机系产品占一半。我国阻燃科学研究起步较晚，阻燃剂用量很少，产品档次低，约70％为含氯型，10％为含溴型。×104t以上，其中主要产品为氯化石蜡，生产能力超过市场需求。而在国外产量较大的溴系阻燃剂在国内存在生产规模小、品种少、产品质量不稳定等缺点，满足不了国内市场的需求。我国生产的无机磷系阻燃剂主要是小分子磷酸酯和卤代磷酸酯，存在挥发性大、抗水性差、阻燃性不足的缺点，对耐热性高、阻燃性能优异的高聚物品种生产较少；以低聚合度的聚磷酸铵、磷酸铵及红磷等为主无机磷类阻燃剂，它们与阻燃材料之间的相容性较差，易迁移、阻燃材料性能不佳。采用稳定化处理的微胶囊化红磷产量小，在国内市场中占有率不高。无机阻燃剂以其无毒无害且价格适中的优点，在阻燃剂领域里占据了越来越重要的地位。但在国内研究开发的无机阻燃剂中，主要产品是氢氧化铝、氢氧化镁等，品种较单一。而且由于缺乏超细化工品种及表面处理技术，导致了产品质量较差，在阻燃剂市场所占的份额不高。从几大阻燃剂生产、使用情况看，国内开发研制的阻燃剂存在相当多的问题，而且科技含量较低，仅适应于建筑交通等技术性要求不强的领域，在对阻燃剂性能要求较高的电子工业、航空等高科技领域中应用的还很少。 3 阻燃剂的分类 3.1 按所含阻燃元素分 按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷－卤系阻燃剂、磷－氮系阻燃剂等几类。卤系阻燃剂在热解过程中，分解出捕获传递燃烧自由基的X?及HX，HX能稀释可燃物裂解时产生的可燃气体，隔断可燃气体与空气的接触。磷系阻燃剂在燃烧过程中产生了磷酸酐或磷酸，促使可燃物脱水炭化，阻止或减少可燃气体产生。磷酸酐在热解时还形成了类似玻璃状的熔融物覆盖在可燃物表面，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用。在氮系阻燃剂中，氮的化合物和可燃物作用，促进交链成炭，降低可燃物的分解温度，产生的不燃气体，起到稀释可燃气体的作用。磷－卤系阻燃剂、磷－氮系阻燃剂主要是通过磷－卤、磷－氮协同效应作用达到阻燃目的，具有磷－卤、磷－氮的双重效应，阻燃效果比较好。 3.2 按组分的不同分 按组分的不同可分无机盐类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂三种。无机阻燃剂是目前使用最多的一类阻燃剂，它的主要组分是无机物，应用产品主要有氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化铵、硼酸等。有机阻燃剂的主要组分为有机物，主要的产品有卤系、磷酸酯、卤代磷酸酯等。还有一部分有机阻燃剂用于纺织织物的耐久性阻燃整理