如何优化改进电缆防火涂料
- 来源：中国涂料助剂网
- 2012/7/20 14:56:563220
从作用机理可以看出，影响电缆防火涂料作用效果主要有以下方面:一是成膜剂的附着力，如果附着力大，则涂层不易破裂，能形成致密的保护面。二是催化剂与成膜剂、成碳剂的匹配，这关系到炭化层的构建。如果匹配得好，则发泡速度快、发泡均匀，发泡持续时间长，碳化层厚度大、硬度好，其阻燃效果好。三是增塑剂的选型，关系到电缆防火涂料的柔韧度等物理性能。四是各组分的混合比例。
目前，从市场应用的情况看，还存在一些瓶颈问题，主要原因是两个方面:一方面现行规范对电缆防火涂料的应用还没有作出详尽的规定;另一方面目前使用的电缆防火涂料的性能还有待于进一步提高，提升的空间还很大，表现在成膜剂附着力差，不能形成致密的覆盖层;炭化层硬度差，在强火焰和气流下容易被烧穿或吹落;延伸性、回弹性、柔韧性不良，电缆弯曲易出现裂缝;耐候性不佳，易变性变色［3］。据有关资料［4］显示，国内此类产品，比较好的选用弹性材料作成膜剂，通过加入超细TECHNOCEL工程纤维素，制得的电缆防火涂料，能在通电情况下连续供火，测得耐火时间为36min。此为实验数据，在实际中，还应考虑涂料的耐候性，涂覆使用一段时间后，涂料的耐火时间将小于36min。耐火时间与阻止火势蔓延以及实际灭火工作需要仍有一定的差距。
四 电缆防火涂料应用的改进和优化
加强电缆防火涂料的应用
现有GB50016－2006《建筑设计防火规范》和GB50045－95（2005年版）《高层民用建筑设计防火规范》中仅对消防用电设备的配电线路作出了规定，规范中应增加:一是对其它重要的、大功率动力电缆，管道井中铺设的电缆采取防火保护措施;二是穿越楼板、隔墙的电缆两侧采取防火保护措施;三是对邻近易着火部位，如锅炉本体、煤粉防爆门、汽轮机机头及热、油路管道等处，架空敷设在难燃槽盒内的电缆（主要是热控电缆）采取防火保护措施，推荐使用电缆防火涂料，增强电力线路的安全性，预防电气线路火灾事故发生。
引入纳米材料技术改良性能
纳米技术是指在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用的一门多学科交叉的科学技术。纳米技术关键在于纳米材料介于宏观物质与微观原子或分子间的过渡亚稳定状态。处于这个数量级的物质呈现出非常态的理化性质。在电缆防火涂料中引入纳米技术主要增强电缆防火涂料的附着力，增强延伸性、回弹性和柔韧性，如，通过纳米技术制得无机有机杂化树脂纳米级成膜剂，无机材料与有机分子复合形成具有共价键结合的纳米级复合树脂，具有耐高温，黏接强度高等特点。成膜剂的选择是关系到电缆防火涂料性能的关键，采用纳米技术制作电缆防火涂料的成膜剂，这是摆脱以往思维局限的新的思考路径。另外，引入纳米技术，可增加涂料中无机防火填料的阻燃性能。已有实验表明，纳米级三氧化二锑、氢氧化镁材料，由于具有更好的分布结构，阻燃性能大大提高。
选择良好的增塑剂
增塑是采用物理或化学方法以增加高分子的可塑性能的过程，可以提高高分子化合物的流动性，柔软性，硬度、拉伸强度，弱性模数，抗弯曲性，抗冲击性，伸长率和柔韧性，同时，降低脆性。作用机理是增塑剂分子插入到聚合物分子链之间，消弱聚合物分子链之间的应力，结果增加了聚合物分子链的移动性，降低聚合物分子链的结晶度，从而使聚合物的塑性增加。一般来说分为外塑剂和内塑剂。以硝酸纤维素，乙烯类树脂，橡胶衍生物等制造涂料时须使用增塑剂。一般来说在生产领域有5种通用型增塑剂:邻苯二甲酸二异庚酯（DIHP），邻苯二甲酸壬酯（DINP），邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP），邻苯二甲酸二-2-乙基乙酯（DEHP），邻苯二甲酸二辛酯（DOP），但这些增塑剂的使用将增加可燃性。因此，在电缆防火涂料的制备中，选用磷酸酯（磷酸异丙苯基二苯酯）替代通用型增塑剂，据实验表明，如果用磷酸酯替代DIDP，材料氧指数（LOI）可以达到32.9。制备电缆防火涂料应使用磷酸酯类化合物作为增塑剂，使涂料具有良好的性能。此外，具有阻燃性能的SCEP一种混合型三芳基磷酸酯具有阻燃和增塑的功能，与磷酸三氯乙酯（TCEP）相比更有优势，也可以进行实验。一般来说芳基上的烷基取代基也对磷酸酯的阻燃性和柔韧性有影响，有机多磷酸酯用卤素官能团取代时其氧指数将会提高。
选择良好的催化剂
催化剂是一种能在一定条件下分解出磷酸的物质，分解出的酸使多元醇脱水，从而使之形成不燃的三维空间结构的炭化层。磷酸三聚氰胺，具有催化和发泡双重功效，采用磷酸三聚氰胺为催化剂较好［5］。
选择正确的成碳剂
成碳剂是在高温下形成不燃三维空间结构的泡沫碳化层的物质基础，对泡沫炭化层起骨架作用，成碳剂在分解温度上要与催化剂相匹配，当采用聚磷酸胺作催化剂时，就应用热稳定性高的含碳多羟基化合物作成碳剂，如季戊四醇，二戊季醇。使用淀粉作成碳剂，涂层的耐水性问题难以解决，因此，不用淀粉作成碳剂，而二季戊四醇由于其价格原因，在国内很少使用，采用季戊四醇作为防火涂料的成碳剂较好。
总之，电缆防火涂料是一个应用前景良好的消防产品，但仍需通过大量实验，进一步研究，制备出符合消防工作实际需要的，更多更好品种的电缆防火涂料。