低煙無鹵阻燃帶配方技術(shù)及性能

    隨著我國冶金、電力、電子、自動化及信息化網(wǎng)絡(luò)等行業(yè)的迅猛發(fā)展，使得與之配套的電線電纜特別是阻燃帶的用量急劇增加，包括電力電纜、控制電纜、信號電纜、儀器儀表電纜、計(jì)算機(jī)電纜等。傳統(tǒng)的阻燃帶一般采用聚氯乙烯做為護(hù)套，雖然聚氯乙烯材料具有阻燃性好、價(jià)廉、擠出工藝好等特點(diǎn)，但由于其含有鹵素，燃燒時(shí)會放出大量鹵化氫氣體和濃煙，造成火災(zāi)的“二次危害”，從而加大了火災(zāi)的損失。尤其是很多科學(xué)研究已證實(shí)，鹵化物對人體健康與環(huán)境所造成的損害已愈來愈嚴(yán)重，人們越來越重視環(huán)保，歐盟和日本一些大公司例Sony、Toshiba等都提出了對聚氯乙烯限制使用的條例;在國內(nèi)，北京市供電局1998年3月發(fā)文規(guī)定禁止PVC類電線電纜在該局系統(tǒng)內(nèi)使用，2002年華東建筑設(shè)計(jì)研究院推出的《民用建筑電線電纜防火設(shè)計(jì)規(guī)程》明確提出了使用低煙無鹵電線電纜的要求。以上這些，使得不含鹵素的低煙無鹵阻燃電纜料得到廣泛的使用并呈現(xiàn)出很大的發(fā)展?jié)摿Γ貏e是在地鐵、船艦、高層建筑和石油平臺用電纜、家用電器用電線、汽車低壓電線等場合大有完全取代聚氯乙烯之勢。 目前使用的低煙無鹵阻燃電纜料通常有聚烯烴和乙丙橡膠兩大類，其中以低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料為主流，本文將對低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的配方技術(shù)、性能、擠塑設(shè)備及工藝做一分析。

一、配方技術(shù)

    低煙無鹵阻燃帶通常由聚烯烴共混樹脂加阻燃填充劑氫氧化鋁、氫氧化鎂和一些為了提高耐熱壽命而添加的適量抗氧劑組合而成。有時(shí)為了降低其燃燒時(shí)的發(fā)煙量，還加入了一些發(fā)煙抑制劑，如釩、鎳、鉬、鐵、硅、氮系化合物。其阻燃機(jī)理為：燃燒時(shí)，阻燃填充劑氫氧化鋁、氫氧化鎂會釋放出結(jié)晶水，吸收大量熱量;與此同時(shí)，脫水反應(yīng)會產(chǎn)生大量水蒸汽，它可以稀釋可燃性氣體，從而阻止燃燒，另外會在材料表面形成一層不熔不燃的氧化物硬殼，阻斷了高聚物與外界熱氧反應(yīng)的通道，最終材料阻燃、自熄。 低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料要具有較好的阻燃性，配方中氫氧化鋁、氫氧化鎂必須有較大的填充量，通常要達(dá)到150份以上，而大量的無機(jī)阻燃劑填充必將導(dǎo)致材料在物理機(jī)械性能、電氣性能和擠塑工藝性能方面大大劣化。為了解決其阻燃性和物理機(jī)械等性能方面的平衡，使材料能充分滿足最終使用的技術(shù)要求，常用的方法有：一方面對聚烯烴材料進(jìn)行改性、接枝，以提高聚烯烴材料極性;另一方面是對無機(jī)阻燃劑的表面進(jìn)行化學(xué)改性，通常用偶聯(lián)劑處理。

二、性能

    大量無機(jī)阻燃劑的使用賦予了低煙無鹵阻燃帶阻燃、低煙、無鹵、低毒等特性，同時(shí)也使其在物理機(jī)械性能、電氣性能和擠出工藝性能等方面與其他非阻燃及含鹵阻燃材料存在差異。由于低煙無鹵電線電纜使用場合及其配套產(chǎn)品生產(chǎn)工藝不同，性能要求也不盡相同，如在抗張強(qiáng)度、斷裂伸長率、老化溫度和指標(biāo)、體積電阻系數(shù)、耐油性能、耐刮磨性能、柔軟性、阻燃要求等方面，不同的電纜往往有所偏重。