近年来，随着经济建设速度的不断加快，各种大型工业设施、高层商业建筑、地下建筑和居民住宅数量的逐渐增多，线缆的使用总量越来越大，且敷设的密集度也越来越高。由于线缆老化而导致短路、自燃等原因引起的电气火灾事故日趋频繁，造成的损失日益严重。这使人们认识到，除了要增强防火安全意识外，还应制定严格的相关标准，大力推广应用各种线缆用阻燃材料，制造出各种类型的防火阻燃电缆。

线缆阻燃材料是在以基体聚合物或称树脂为主体，加入增塑剂、热稳定剂、润滑剂、抗氧化剂、抗紫外线剂等的体系中增加了阻燃成分，从而起到阻止材料被引燃和抑制火焰传播的作用。

线缆材料的阻燃可以通过用化学或物理的方法，改变聚合物的组成结构，以达到阻燃效果，如在聚合物分子中加入起着阻燃作用的元素，如溴、氯、磷、锑、硼等用化学交联或辐照交联，使线性聚合物大分子变成具有三度空间网状、体型结构的物质，提高其热稳定性和成炭性。也可以通过添加阻燃剂到基体聚合物中，燃烧时，阻燃成分以不同的方式与机制在聚合物燃烧的不同区域进行阻燃。阻燃剂进行阻燃的方式有如下几种：

１  气相阻燃，即在气相中抑制聚合物燃烧反应中起链增长作用的自由基，从而达到阻燃效果。阻燃剂在气相燃烧区捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。 

    ２  凝聚相阻燃，即在固相中阻止聚合物的热分解和阻止聚合物释放出可燃气体，从而达到阻燃效果。阻燃剂在高温下形成熔融玻璃状物质或泡沫炭层覆盖在聚合物表面，隔绝热量和氧气，阻止可燃气体向外逸出，从而达到阻燃目的。 

    ３  中断热交换，即将聚合物产生的热量带走而不反馈到聚合物上使聚合物不断分解，从而达到阻燃效果。阻燃剂在高温下发生强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。阻燃剂受热释放出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体稀释，使可燃气体的浓度降低到燃烧极限以下同时该不燃气体也降低了燃烧区内的氧气浓度，抑制了燃烧继续进行，以达到阻燃的作用。 

    ４  成炭作用，即在聚合物热降解时生成炭，可减少挥发物的产生，且粘性的炭层覆盖在聚合物表面，使聚合物同火焰隔绝，使进一步热降解变得困难，最终起到阻燃作用。此外，炭层还能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。通常成炭量增加１／３，则生烟量减少１／２，欲使材料的阻燃级别达到ＵＬ９４，Ｖ２０，成炭量至少应达到３０％。 

５  协同效应，即各组分的共同效果大于各组分的单独作用之和。协同效应最典型的是锑２卤协同效应，氧化锑常用形态Ｓｂ２Ｏ３ 与含氯或含溴阻燃剂并用。在气相，氧化锑与卤素生成三卤化锑，而三卤化锑是火焰的抑制剂，它捕捉火焰Ｈ．ＨＯ．等自由基，三卤化锑蒸汽可较长时间停留在燃烧区，稀释可燃性气体，并覆盖在聚合物表面而隔热，降低聚合物分解温度、分解速度，生成的炭层可将聚合物封闭，阻止可燃性气体逸出。还有一些卤化锑在凝聚相作为成炭的催化剂和在凝聚相表面充当自由基的捕捉剂。还有其它协同效应，诸如氧化锑－非卤协同效应、磷－卤协同效应、氮－卤协同效应、磷－磷协同效应等。

目前聚氯乙烯ＰＶＣ 是线缆护套的主要材料，在线缆材料中使用量最大。其含氯量达到５６％，氧指数为４２．５，属于自熄性聚合物。由于添加了增塑剂、填充剂以及其他配合剂，聚氯乙烯的阻燃性下降３０％，氧指数仅为２０，属可燃物。为提高聚氯乙烯的阻燃性可添加有机磷酸酯、卤代磷酸酯、含卤阻燃剂、Ｓｂ２Ｏ３、无机阻燃剂等。在对聚氯乙烯进行阻燃化的同时，还要考虑其抑烟性。在聚氯乙烯中，添加Ｓｂ２Ｏ３，具有协同效应添加碳酸钙，可降低有害气体的产生，尤其是微粒碳酸钙的效果特别好添加５０％的ＤＯＰ邻苯二甲酸二异辛酯配合ＭｏＯ３，可降低７０％的发烟性添加２％的ＭｇＯＨ ２与ＭｏＯ３、八钼酸铵等抑烟剂，其生烟量可减少７０％８０％，氧指数可提高３个单位。

在燃烧时，加入膨胀型阻燃剂的聚合物的表面会形成泡沫状炭，阻止了热和氧向聚合物内部传递，同时也阻止了聚合物降解产物向火焰扩散，使聚合物的热分解速率小于维持火焰所需的速率，最终熄灭火焰。此外，膨胀的炭化物粘附在燃烧的聚合物熔融区域，防止了滴流，避免了卤素阻燃剂常会出现的火焰蔓延。 

    大多膨胀阻燃体系中不含卤素，在受热燃烧时，仅释放出少量的烟，且无卤化氢等有毒、有害气体的释放，十分符合当今人们保护生态环境的要求。此外，该体系还可以防止ＰＰＰＡ等聚合物燃烧时产生的熔滴现象。因此膨胀阻燃技术已成为近年来国际阻燃领域广为关注的新型复合阻燃技术。

膨胀阻燃体系一般由三部分组成，即膨胀催化剂、磷酸酯类成炭剂、多元醇类和膨胀剂喷气剂 。在这三者的协同作用下，燃烧时材料表面会形成致密的多孔泡沫炭层，阻止了内层聚合物的进一步降解及可燃物向表面的释放，同时又阻挡了热源向聚合物的传递以及隔绝氧气，从而遏止了火焰的蔓延和传播。

进入２１世纪，人们环保意识的增强，对线缆阻燃材料提出了“绿色”化要求。为了适应这一形势，必须开发新型“环境友好”的线缆阻燃材料，改进现有阻燃剂和阻燃材料的生产工艺。例如在卤系阻燃剂的制造过程中，采用在聚合物上载Ｌｅｗｉｓ酸作催化剂在交联聚苯乙烯单体上载三氯化铝 来代替金属卤化物催化剂以实现催化剂的多次循环使用纳米超细化技术已应用在阻燃剂的制备中，国外商品化纳米级阻燃剂品种较多，国内目前也开发出了纳米级的Ｓｂ２Ｏ３、十溴二苯醚、ＡＴＨ、ＭｇＯＨ ２等，由纳米级阻燃剂制成的线缆纳米阻燃材料大大提高了其各种性能通过聚合物与聚合物的共混来改变聚合物的形态，最终获得聚合物的热降解和燃烧性能的改变，例如尼龙２６和ＥＶＡ的共混可提高体系的成炭能力，聚丙烯／乙烯－丙烯共聚物的共混可提高体系的阻燃性能。 

目前阻燃化几乎普及到线缆的全部品种，电力电缆、控制电缆、信号电缆、仪器仪表电缆、计算机电缆、热电偶电缆、室内光缆等。因此线缆阻燃材料的研究与开发将给线缆行业的发展带来新的生命力。

文章来自：http://www.ebswax.com/