一、電線電纜型防火涂料的發(fā)展

國(guó)外對(duì)電線電纜防火十分重視，20世紀(jì)60年..始，工業(yè)發(fā)達(dá)的美國(guó)、日本等國(guó)家，已在電線電纜外殼阻燃化處理方面做了大量工作，除對(duì)電線電纜外殼本身進(jìn)行阻燃處理外，還先后研究了防火涂料、防火包帶等，收到了良好效果。其中防火涂料的使用zui為經(jīng)濟(jì)、方便，所以很多國(guó)家對(duì)電線電纜防火涂料的使用都有法律性的規(guī)定，日本規(guī)定在電線電纜隧道里每隔一段距離必須涂刷一定長(zhǎng)度的防火涂料，防火隔墻兩側(cè)的電線電纜也必須涂覆一定長(zhǎng)度的防火涂料；俄羅斯對(duì)要害部位的電線電纜，不僅要求電線電纜本身具有耐火性，而且還必須加涂防火涂料，做到“雙保險(xiǎn)”；其他國(guó)家如美、英、法、德等國(guó)也都有規(guī)定。我國(guó)能源部于1994年制定的GB50217-1994《電力工程電線電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確提出將電線電纜防火涂料的應(yīng)用作為防火保護(hù)措施。1998年10月我國(guó)*部發(fā)布了GA181-1998《電線電纜防火涂料通用技術(shù)條件》規(guī)定了電線電纜防火涂料的定義、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、使用說(shuō)明、包裝、貯存及運(yùn)輸?shù)韧ㄓ眉夹g(shù)條件，將我國(guó)電線電纜防火涂料的研究、.發(fā)及推廣應(yīng)用納入一個(gè)規(guī)范化的軌道。

我國(guó)電線電纜防火涂料產(chǎn)品的研制始于20世紀(jì)70年.末和80年.初，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(lái)的。其理化性能及耐候性較好，涂層較薄，遇火能生成均勻致密的海綿狀泡沫隔熱層，有顯著的隔熱防火效果。在以后的十年間，我國(guó)的電線電纜防火涂料得到了快速發(fā)展，出現(xiàn)了.化橡膠、過(guò).乙烯、醇酸等類(lèi)型的電線電纜防火涂料。電線電纜防火涂料作為電線電纜防火保護(hù)的一種重要產(chǎn)品，通過(guò)20年來(lái)的應(yīng)用，對(duì)阻止火焰蔓延、防止火災(zāi)的發(fā)生和發(fā)展、減少電線電纜火災(zāi)損失、保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全發(fā)揮了積極作用，其應(yīng)用也從不規(guī)范到規(guī)范。到目前為止，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)已發(fā)展到近50家，遍布20多個(gè)省、市、自治區(qū)，已形成跨行業(yè)跨部門(mén)的研究生產(chǎn)體系。

二、電線電纜型防火涂料的阻燃機(jī)理

電線電纜防火涂料的防火機(jī)理大致可歸納如下：

①涂料本身具有難燃性，使被保護(hù)的電線電纜不直接與空氣接觸而延遲電線電纜著火和減少燃燒的速度；

②防火涂料受火進(jìn)行熱分解，產(chǎn)生不燃性惰性氣體，沖淡電線電纜受熱分解出的可燃?xì)怏w，使之不易燃燒或燃燒速率減慢；

③防火涂料受熱分解出NO、NH3等基團(tuán)，與有機(jī)游離基化合，中斷聯(lián)鎖反應(yīng)，減小火勢(shì)；

④防火涂料受熱膨脹發(fā)泡，形成炭質(zhì)泡沫隔熱層，封閉被保護(hù)的電線電纜，阻止其著火燃燒。電線電纜防火涂料成膜后，在常溫下為普通涂膜，在火焰或高溫作用下，膨脹炭化，形成較原涂膜厚度大幾十倍甚至上百倍的不易燃的海綿狀炭化層。這種炭化層是很好的隔熱體，能使被保護(hù)的電線電纜在一定時(shí)間內(nèi)保持較低的溫度。用熱傳導(dǎo)公式可以表明電線電纜防火涂料的隔熱效果。

Q-AλΔT／L

式中Q-傳遞熱量；

A-傳熱面積；

λ—熱導(dǎo)率；

ΔT-熱源與基材的溫度差；

L-傳熱距離。

涂覆于電線電纜表面的防火涂料，按要求應(yīng)為1mm，受熱膨脹后，形成的海綿狀泡沫隔熱層可達(dá)60～100mm。據(jù)有關(guān)資料介紹，涂層膨脹發(fā)泡后，形成的海綿狀泡沫炭化層其熱導(dǎo)率較發(fā)泡前的涂層低10倍以上，而涂層與泡沫炭化層的厚度相差近百倍，熱源與被保護(hù)電線電纜的溫度差將近800℃。不難看出，在傳熱面積基本一致的情況下防火涂料受熱形成的海綿狀泡沫層的隔熱效果是十分明顯的。

三、電線電纜型防火涂料原料的選用

電線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(lái)的，因而原料的研究及選用可參考飾面型防火涂料。電線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(duì)電線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?cè)谝欢囟认履馨l(fā)泡形成防火隔熱層。因此對(duì)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。另外電線電纜橡膠類(lèi)材料是高彈性體，并且電線電纜需要經(jīng)常檢修移動(dòng)，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(duì)橡膠電線電纜類(lèi)材料無(wú)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(wèn)題。另外，對(duì)所選用的樹(shù)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)電線電線電纜地下溝應(yīng)用的環(huán)境條件。在電線電纜防火涂料的研究中，所選用的樹(shù)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、防霉性和電線電纜防腐蝕性及對(duì)電線電纜基材有較強(qiáng)的黏結(jié)性。電線電纜防火涂料的基料一般選用.化橡膠、過(guò).乙烯、氨基樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂等溶劑型樹(shù)脂和丙烯酸乳.、.乙烯一偏二.乙烯乳.、乳白膠、苯丙乳.等水溶型樹(shù)脂。能用于制備電線電纜防火涂料的樹(shù)脂有很多，在實(shí)際中經(jīng)常采用兩種以上的樹(shù)脂混合使用，相互之間取長(zhǎng)補(bǔ)短，以獲得理想的涂膜性能。

阻燃劑是電線電纜防火涂料的另一關(guān)鍵組分，它對(duì)電線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線電纜防火涂料中的其他組分相互配合，使電線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(guó)內(nèi)外有關(guān)資料，結(jié)合國(guó)內(nèi)資源情況，對(duì)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(guò)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(lèi)，再通過(guò)配伍實(shí)驗(yàn)觀察協(xié)同效果，這樣經(jīng)過(guò)分析和實(shí)驗(yàn)來(lái)確定所選用的阻燃材料。

四、發(fā)展方向

無(wú)機(jī)防火涂料隔熱性、耐候性均差，進(jìn)入20世紀(jì)80年.后基本已被淘汰，現(xiàn)在所使用的電線電纜防火涂料均是膨脹型防火涂料。一般來(lái)說(shuō)，溶劑型電線電纜防火涂料的理化性能及耐侯性能均優(yōu)于水性電線電纜防火涂料，所以目前我國(guó)電線電纜防火涂料主要以溶劑型電線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(duì)人體有不同程度的傷害，因此特別是在電線電纜豎井、電線電纜溝、電線電纜隧道等空間狹窄或不易通風(fēng)的場(chǎng)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.發(fā)研制對(duì)電線電纜外皮有良好附著力、柔韌性好、耐彎曲、無(wú)毒、阻燃性能好的水溶性防火涂料來(lái).替溶劑型防火涂料是必然的趨勢(shì)。

此外，人們對(duì)研究.發(fā)電線電纜的防火保護(hù)技術(shù)也給予了高度重視，近20年來(lái)陸續(xù)出現(xiàn)了阻燃電線電纜、耐火電線電纜、阻燃包帶、電線電纜槽盒、電線電纜橋架及耐火隔板等多種電線電纜防火保護(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(lái)必將有效地抑制電線電纜火災(zāi)的發(fā)生。