電纜防火涂料是在飾面型防火涂料基礎(chǔ)上結(jié)合自身要求發(fā)展起來的，因而原料的研究及選用可參考飾面型防火涂料。電纜防火涂料作為特種涂料，除了應(yīng)具有普通涂料的裝飾作用和對電纜基材提供物理保護(hù)外，還需要具有阻燃耐火的特殊功能，這就要求它們在一定溫度下能發(fā)泡形成防火隔熱層。因此對其基料有一個(gè)特殊要求，要求基料能與整個(gè)涂料體系協(xié)和，使涂料既有良好的機(jī)械理化性能，又能在受火時(shí)形成較好的泡沫隔熱層，為了達(dá)到一定的阻燃耐火時(shí)間，要求發(fā)泡層在高溫下也不脫落。另外電纜橡膠類材料是高彈性體，并且電纜需要經(jīng)常檢修移動，這就要求涂層應(yīng)具有足夠的耐伸縮變化的性能，還要求防火涂料對橡膠電纜類材料無腐蝕性能、附著力好、室溫固化性好、涂膜裝飾性好。
上述這些要求決定了選擇的關(guān)鍵之一是解決涂料與基材有良好的黏結(jié)性等問題。另外，對所選用的樹脂基料進(jìn)行改性，使其配入各種阻燃添加劑后，既有理想的防火隔熱性，又能適應(yīng)電線電纜地下溝應(yīng)用的環(huán)境條件。在電纜防火涂料的研究中，所選用的樹脂不僅使防火涂料有很好的防火效果，還需要從應(yīng)用的角度出發(fā)，要求防火涂料具有抗水性、抗酸性、堿性、防霉性和電纜防腐蝕性及對電纜基材有較強(qiáng)的黏結(jié)性。電纜防火涂料的基料一般選用氯化橡膠、過氯乙烯、氨基樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂等溶劑型樹脂和丙烯酸乳液、氯乙烯一偏二氯乙烯乳液、乳白膠、苯丙乳液等水溶型樹脂。能用于制備電纜防火涂料的樹脂有很多，在實(shí)際中經(jīng)常采用兩種以上的樹脂混合使用，相互之間取長補(bǔ)短，以獲得理想的涂膜性能。
阻燃劑是電纜防火涂料的另一關(guān)鍵組分，它對電纜防火涂料的防火隔熱性能影響是極大的。選擇的阻燃劑必須與電纜防火涂料中的其他組分相互配合，使電纜防火涂料具有上述優(yōu)良的理化性能，而且在受火時(shí)膨脹發(fā)泡形成堅(jiān)固致密的隔熱層。選用阻燃劑時(shí)，需參考國內(nèi)外有關(guān)資料，結(jié)合國內(nèi)資源情況，對預(yù)選適用的阻燃材料進(jìn)行單項(xiàng)性能實(shí)驗(yàn)研究。通過熱重和差熱分析，確定原料的熱分解性和阻燃性，在此基礎(chǔ)上將其分類，再通過配伍實(shí)驗(yàn)觀察協(xié)同效果，這樣經(jīng)過分析和實(shí)驗(yàn)來確定所選用的阻燃材料。
由于膨脹型防火涂料的防火隔熱效能是依靠涂層膨脹后形成的發(fā)泡層所具有的低導(dǎo)熱性而實(shí)現(xiàn)的，因此發(fā)泡層質(zhì)量的好壞，直接影響涂料防火隔熱性能的優(yōu)劣。涂層在膨脹發(fā)泡形成阻燃隔熱保護(hù)層的過程中，存在著發(fā)泡率與發(fā)泡層密實(shí)度這一對矛盾，若涂料膨脹發(fā)泡率太低，火源與電纜基材之間的有效隔熱距離近，出現(xiàn)防火隔熱效果差的問題；若涂料膨脹發(fā)泡率太大，則發(fā)泡層強(qiáng)度差，容易被火焰沖破，使其開裂而火焰直接進(jìn)攻電纜基材，失去防火保護(hù)的目的。這就要求掌握發(fā)泡劑的量，找到涂料膨脹發(fā)泡層的一個(gè)最佳高度，當(dāng)在這一值附近時(shí)，發(fā)泡層既有一定的強(qiáng)度，又使火源與電纜基材有一定的隔熱距離，從而獲得高質(zhì)量的發(fā)泡層，取得良好的隔熱效果。由于目前人們在選用阻燃劑時(shí)，首先會選用無公害、無污染、無放射性、在使用過程中無毒的綠色環(huán)保型阻燃劑，無機(jī)阻燃劑不僅有良好的阻燃效果，且無毒，燃燒時(shí)不產(chǎn)生濃煙和毒氣，原料來源豐富，成本亦低。因而在研究中采用加入一定量無機(jī)添加劑以提高涂料膨脹發(fā)泡層的質(zhì)量，從而達(dá)到最佳防火效果。
由于非膨脹防火涂料涂層較厚，難以滿足電纜的彎曲要求，因此電纜防火涂料的成膜物質(zhì)主要以高氯聚乙烯、氯化橡膠、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、苯丙乳液、氯偏乳液等為主。脫水成炭催化劑可選擇磷酸銨鹽和偏磷酸銨鹽，為提高涂層的抗水性，通?？蛇x用在水中溶解度較小的聚磷酸銨。炭化劑有季戊四醇、二季戊四醇、多季戊四醇、淀粉、糊精等，炭化劑的選擇不僅要考慮其分解溫度，還要考慮和脫水炭化溫度的匹配，通常選用季戊四醇。常用的主發(fā)泡劑是三聚氰胺，輔助發(fā)泡劑有聚磷酸銨、氯化石蠟等。為進(jìn)一步提高炭化層的強(qiáng)度，在涂料配方中應(yīng)加入炭化層補(bǔ)強(qiáng)劑，炭化層補(bǔ)強(qiáng)劑的作用與膨脹劑相反，用量應(yīng)適當(dāng)，如一定量的石棉粉和酚醛纖維。著色劑可選擇遮蓋力強(qiáng)、著色力高及化學(xué)性能穩(wěn)定的鈦白粉和有機(jī)顏料。堿性的顏料能中和高溫下脫水成炭催化劑分解出來的磷酸，影響涂層的膨脹發(fā)泡效果，不宜采用。對溶劑型電纜防火涂料，選擇的溶劑不能破壞電纜絕緣護(hù)套料的性能，根據(jù)電廠和變電站的施工防火要求，可選用醋酸丁酯。在GA181-1998中，抗彎性與阻燃性同為A類缺陷指標(biāo)，與阻燃性同等重要。
在其他材料基本確定的情況下，可通過填加增塑劑的方法來解決。一般小分子的增塑劑對炭化層有破壞作用，較大分子的增塑劑在提高涂膜韌性的同時(shí)基本不對其他性能造成負(fù)面影響。如磷酸酯類阻燃增塑劑，當(dāng)以一定的配比加入涂料中攪拌均勻后，所制得的涂料柔韌性大大提高，能滿足電線電纜彎曲的要求。同時(shí)由于這種增塑劑兼具阻燃的性能，不會影響涂料的防火性能。
五、發(fā)展方向
無機(jī)防火涂料隔熱性、耐候性均差，進(jìn)入20世紀(jì)80年代后基本已被淘汰，現(xiàn)在所使用的電纜防火涂料均是膨脹型防火涂料。一般來說，溶劑型電纜防火涂料的理化性能及耐侯性能均優(yōu)于水性電纜防火涂料，所以目前我國電纜防火涂料主要以溶劑型電纜防火涂料品種居多。但是溶劑易燃，施工時(shí)的火災(zāi)隱患也相當(dāng)大，加之溶劑對人體有不同程度的傷害，因此特別是在電纜豎井、電纜溝、電纜隧道等空間狹窄或不易通風(fēng)的場所使用時(shí)應(yīng)加強(qiáng)安全防護(hù)措施。從環(huán)保的角度考慮，努力開發(fā)研制對電纜外皮有良好附著力、柔韌性好、耐彎曲、無毒、阻燃性能好的水溶性防火涂料來代替溶劑型防火涂料是必然的趨勢。
此外，人們對研究開發(fā)電纜的防火保護(hù)技術(shù)也給予了高度重視，近20年來陸續(xù)出現(xiàn)了阻燃電纜、耐火電纜、阻燃包帶、電纜槽盒、電纜橋架及耐火隔板等多種電纜防火保護(hù)產(chǎn)品，正確地選擇這些防火產(chǎn)品，并與防火涂料有機(jī)地結(jié)合起來必將有效地抑制電纜火災(zāi)的發(fā)生。
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