2018-05-23 10:17:57 来源:河北军旺防火材料有限公司

电线电缆防火涂料的应用和发展方向

  【中国涂料采购网】一、电线电缆型防火涂料的发展

  国外对电线电缆防火十分重视,20世纪60年..始,工业发达的美国、日本等国家,已在电线电缆外壳阻燃化处理方面做了大量工作,除对电线电缆外壳本身进行阻燃处理外,还先后研究了防火涂料、防火包带等,收到了良好效果。其中防火涂料的使用最为经济、方便,所以很多国家对电线电缆防火涂料的使用都有法律性的规定,日本规定在电线电缆隧道里每隔一段距离必须涂刷一定长度的防火涂料,防火隔墙两侧的电线电缆也必须涂覆一定长度的防火涂料;俄罗斯对要害部位的电线电缆,不仅要求电线电缆本身具有耐火性,而且还必须加涂防火涂料,做到“双保险”;其他国家如美、英、法、德等国也都有规定。我国能源部于1994年制定的GB50217-1994《电力工程电线电缆设计规范》中明确提出将电线电缆防火涂料的应用作为防火保护措施。1998年10月我国*部发布了GA181-1998《电线电缆防火涂料通用技术条件》规定了电线电缆防火涂料的定义、技术要求、试验方法、检验规则、标志、使用说明、包装、贮存及运输等通用技术条件,将我国电线电缆防火涂料的研究、.发及推广应用纳入一个规范化的轨道。

  我国电线电缆防火涂料产品的研制始于20世纪70年.末和80年.初,是在饰面型防火涂料基础上结合自身要求发展起来的。其理化性能及耐候性较好,涂层较薄,遇火能生成均匀致密的海绵状泡沫隔热层,有显著的隔热防火效果。在以后的十年间,我国的电线电缆防火涂料得到了快速发展,出现了.化橡胶、过.乙烯、醇酸等类型的电线电缆防火涂料。电线电缆防火涂料作为电线电缆防火保护的一种重要产品,通过20年来的应用,对阻止火焰蔓延、防止火灾的发生和发展、减少电线电缆火灾损失、保护人民生命财产安全发挥了积极作用,其应用也从不规范到规范。到目前为止,国内生产企业已发展到近50家,遍布20多个省、市、自治区,已形成跨行业跨部门的研究生产体系。

  二、电线电缆型防火涂料的阻燃机理

  电线电缆防火涂料的防火机理大致可归纳如下:

  ①涂料本身具有难燃性,使被保护的电线电缆不直接与空气接触而延迟电线电缆着火和减少燃烧的速度;

  ②防火涂料受火进行热分解,产生不燃性惰性气体,冲淡电线电缆受热分解出的可燃气体,使之不易燃烧或燃烧速率减慢;

  ③防火涂料受热分解出NO、NH3等基团,与有机游离基化合,中断联锁反应,减小火势;

  ④防火涂料受热膨胀发泡,形成炭质泡沫隔热层,封闭被保护的电线电缆,阻止其着火燃烧。电线电缆防火涂料成膜后,在常温下为普通涂膜,在火焰或高温作用下,膨胀炭化,形成较原涂膜厚度大几十倍甚至上百倍的不易燃的海绵状炭化层。这种炭化层是很好的隔热体,能使被保护的电线电缆在一定时间内保持较低的温度。用热传导公式可以表明电线电缆防火涂料的隔热效果。

  Q-AλΔT/L

  式中Q-传递热量;

  A-传热面积;

  λ—热导率;

  ΔT-热源与基材的温度差;

  L-传热距离。

  涂覆于电线电缆表面的防火涂料,按要求应为1mm,受热膨胀后,形成的海绵状泡沫隔热层可达60~100mm。据有关资料介绍,涂层膨胀发泡后,形成的海绵状泡沫炭化层其热导率较发泡前的涂层低10倍以上,而涂层与泡沫炭化层的厚度相差近百倍,热源与被保护电线电缆的温度差将近800℃。不难看出,在传热面积基本一致的情况下防火涂料受热形成的海绵状泡沫层的隔热效果是十分明显的。

  三、电线电缆型防火涂料原料的选用

  电线电缆防火涂料是在饰面型防火涂料基础上结合自身要求发展起来的,因而原料的研究及选用可参考饰面型防火涂料。电线电缆防火涂料作为特种涂料,除了应具有普通涂料的装饰作用和对电线电缆基材提供物理保护外,还需要具有阻燃耐火的特殊功能,这就要求它们在一定温度下能发泡形成防火隔热层。因此对其基料有一个特殊要求,要求基料能与整个涂料体系协和,使涂料既有良好的机械理化性能,又能在受火时形成较好的泡沫隔热层,为了达到一定的阻燃耐火时间,要求发泡层在高温下也不脱落。另外电线电缆橡胶类材料是高弹性体,并且电线电缆需要经常检修移动,这就要求涂层应具有足够的耐伸缩变化的性能,还要求防火涂料对橡胶电线电缆类材料无腐蚀性能、附着力好、室温固化性好、涂膜装饰性好。上述这些要求决定了选择的关键之一是解决涂料与基材有良好的黏结性等问题。另外,对所选用的树脂基料进行改性,使其配入各种阻燃添加剂后,既有理想的防火隔热性,又能适应电线电线电缆地下沟应用的环境条件。在电线电缆防火涂料的研究中,所选用的树脂不仅使防火涂料有很好的防火效果,还需要从应用的角度出发,要求防火涂料具有抗水性、抗酸性、碱性、防霉性和电线电缆防腐蚀性及对电线电缆基材有较强的黏结性。电线电缆防火涂料的基料一般选用.化橡胶、过.乙烯、氨基树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂等溶剂型树脂和丙烯酸乳.、.乙烯一偏二.乙烯乳.、乳白胶、苯丙乳.等水溶型树脂。能用于制备电线电缆防火涂料的树脂有很多,在实际中经常采用两种以上的树脂混合使用,相互之间取长补短,以获得理想的涂膜性能。

  阻燃剂是电线电缆防火涂料的另一关键组分,它对电线电缆防火涂料的防火隔热性能影响是极大的。选择的阻燃剂必须与电线电缆防火涂料中的其他组分相互配合,使电线电缆防火涂料具有上述优良的理化性能,而且在受火时膨胀发泡形成坚固致密的隔热层。选用阻燃剂时,需参考国内外有关资料,结合国内资源情况,对预选适用的阻燃材料进行单项性能实验研究。通过热重和差热分析,确定原料的热分解性和阻燃性,在此基础上将其分类,再通过配伍实验观察协同效果,这样经过分析和实验来确定所选用的阻燃材料。

  四、发展方向

  无机防火涂料隔热性、耐候性均差,进入20世纪80年.后基本已被淘汰,现在所使用的电线电缆防火涂料均是膨胀型防火涂料。一般来说,溶剂型电线电缆防火涂料的理化性能及耐侯性能均优于水性电线电缆防火涂料,所以目前我国电线电缆防火涂料主要以溶剂型电线电缆防火涂料品种居多。但是溶剂易燃,施工时的火灾隐患也相当大,加之溶剂对人体有不同程度的伤害,因此特别是在电线电缆竖井、电线电缆沟、电线电缆隧道等空间狭窄或不易通风的场所使用时应加强安全防护措施。从环保的角度考虑,努力.发研制对电线电缆外皮有良好附着力、柔韧性好、耐弯曲、无毒、阻燃性能好的水溶性防火涂料来.替溶剂型防火涂料是必然的趋势。

  此外,人们对研究.发电线电缆的防火保护技术也给予了高度重视,近20年来陆续出现了阻燃电线电缆、耐火电线电缆、阻燃包带、电线电缆槽盒、电线电缆桥架及耐火隔板等多种电线电缆防火保护产品,正确地选择这些防火产品,并与防火涂料有机地结合起来必将有效地抑制电线电缆火灾的发生。

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