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电缆防火涂料的发展史

日期: 2018-04-16 13:27 浏览次数 :

  电是当代社会的主要能源,电力的输送及信息和信号的传递均离不开电线电缆,随着我国工业特别是动力工业的不断发展,大负荷、超高压输供电技术的应用日益普遍,导致电线电缆火灾危险性日益突出。电缆火灾一旦发生,其火势猛烈,蔓延很快,在2~3s内起火,30~60s内可蔓延100m以外,同时产生大量浓烟和有毒气体,因扑救困难,往往造成重大的经济损失,严重威胁人们的生命财产安全。据有关资料统计,近20年来,我国火电厂发生电缆火灾140多起,其中1986~1992年7年间竟达75起。有24个电厂发生过2起以上电缆火灾事故,个别电厂达4~6起。70%以上的电缆火灾造成的损失非常严重,其中40%的火灾事故造成特大损失,如1979年河南姚孟电厂发生电缆火灾,烧毁270根总长达20km的电缆线,花了很长时间才抢修好恢复运行,因停电造成的损失难以估计。国外对电缆防火十分重视,20世纪60年代开始,工业发达的美国、日本等国家,已在电缆外壳阻燃化处理方面做了大量工作,除对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,所以很多国家对防火涂料的使用都有明确规定,如日本规定在电缆隧道里每隔一段距离必须涂刷一定长度的防火涂料,防火隔墙两侧的电缆也必须涂覆一定长度的防火涂料。下面由北京防火涂料公司小编来简单介绍下中国在电缆防火涂料上的研究与成果。
  我国是在20世纪70年代中期才开始研究电缆防火涂料,它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。电缆防火涂料作为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。]989年以来,有关部门出台了一系列规范作为防火措施制定的依据,如《电力工程电缆设计规范》(GB50217一1993)、《发电厂、变电所电缆选择与敷设设计规范》(SDJ26一1989)、《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB50229一1996)。1998年10月中华人民共和国公安部发布了GA181一1998电缆防火涂料通用技术条件,规定了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,将我国电缆防火涂料的研究、开发及推广应用纳人一个规范化的轨道。国内一些科研院所和生产企业相继研制开发了电缆防火涂料。
  由于非膨胀防火涂料涂层较厚,难以满足电缆的弯曲要求,因此电缆防火涂料主要以膨胀型防火涂料为主。电缆防火涂料的成膜物质主要有高氯聚乙烯、氯化橡胶、丙烯酸树脂、醇酸树脂、苯丙乳液、氯偏乳液等。脱水成炭催化剂可选择磷酸铵盐和偏磷酸铵盐,为提高涂层的抗水性,通常可选用在水中溶解度较小的聚磷酸铵。炭化剂有季戊四醇、二季戊四醇、多季戊四醇、淀粉、糊精等,炭化剂的选择不仅要考虑国内市场的供应情况和价格因素,还要考虑其分解温度和脱水炭化温度的匹配,通常选用季戊四醇。常用的主发泡剂是一聚氰胺,辅助发泡剂有聚磷酸铵、氯化石蜡等。为进一步提高炭化层的强度,在涂料配方中应加人炭化层补强剂,炭化层补强剂的作用与膨胀剂相反,用量应适当,如一定量的石棉粉和酚醛纤维。着色剂可选择遮盖力强、着色力高及化学性能稳定的钛白粉和有机颜料。碱性的颜料能中和高温下脱水成炭催化剂分解出来的磷酸,影响涂层的膨胀发泡效果,不宜采用。对溶剂型电缆防火涂料,选择的溶剂不能破坏电缆绝缘护套料的性能,根据电厂和变电站的施工防火要求,可选用醋酸丁酯。在GA181一1998中,抗弯性与阻燃性同为A类缺陷指标,与阻燃性同等重要。在其他材料基本确定的情况下,可通过填加增塑剂的方法来解决。般小分子的增塑剂(包括含阻燃元素的增塑剂)对炭化层有破坏作用,较大分子的增塑剂在提高涂膜韧性的同时基本不对其他性能造成负面影响。如磷酸酯类阻燃增塑剂,当以一定的配比加人涂料中搅拌均匀后,所制得的涂料柔韧性大大提高,能满足电线电缆弯曲的要求。同时由于这种增塑剂兼具阻燃的性能,不会影响涂料的防火性能。
  以过氯乙烯和氯化橡胶并用为基料的电力电缆防火涂料。经过几十次实验发现,要达到涂料干后涂层的防火要求,起膨胀作用的3种组分的总量要占干膜质量的70%~80%,黏结剂(过氯乙烯和氯化橡胶拼用)的比例是20%~30%。实验中发现,起膨胀作用的3种组分之间的比例应在一定范围内,其中,脱水成炭催化剂(聚磷酸铵)占50%左右,发泡剂(双氰胺、三聚氰胺和氯化石蜡按适当比例配合使用)占35%左右,成炭剂(季戊四醇)占巧%左右。溶剂(醋酸丁酯)的用量为树脂量的5倍左右。