电缆用阻燃绑扎带的研制

杨宏艳

(沈阳天荣电缆材料有限公司，辽宁 沈阳110027)

0 引言

电缆的阻燃一般采用的方法是在成缆线芯外包扎2～3层阻燃带作为阻燃层。文献［1］研制的电缆用无卤低烟阻燃带，其采用中碱玻璃纤维布作为骨架材料，易导致现场工人皮肤发痒和由于吸入玻璃纤维引起呼吸道疾病。并且由于没有自粘性，带材本身比较硬，包绕不是很紧密，给后续工艺带来困难。

为解决上述问题，我公司研制开发了电缆用阻燃绑扎带。产品阻燃效果理想，绑扎缆芯更牢固，同时制造工艺简单，技术性能稳定并降低了生产成本。

1 实验部分

1.1 实验原料

纯丙乳液、氢氧化镁(1250目)、三芳基磷酸酯、磷酸铝、羧甲基纤维素，工业级，市售;氧化锆，进口。

1.2 实验设备及仪器

BME1000XL高剪切乳化机，上海威广机械制造有限公司;LD-1000电子拉伸试验机，济南试验仪器设备厂;FA2204B电子天平，上海精密科学仪器有限公司;400～125千分尺，桂林量具刃具有限责任公司;M606B数显氧指数仪，青岛山纺仪器有限公司。

1.3 试样的制备

配方(质量份数):纯丙乳液30份，氢氧化镁38份，三芳基磷酸酯1份，磷酸铝1份，羧甲基纤维素0.01份，氧化锆1份，自来水30份。

1.4 工艺

按照配方比例准确称取原料，将纯丙乳液和自来水加入到高剪切乳化机容器中，然后加入氢氧化镁、三芳基磷酸酯、磷酸铝和氧化锆，最后加入羧甲基纤维素。当所有粉体全部溶解在液体组分中时，停止运行。出料，即得阻燃胶。

将上述胶液通过复合的方式，双面涂覆于涤丝绸上，线速度8 m/min。

然后经烘干、分切得到阻燃绑扎带产品。

1.5 测试项目及方法(见表1)

表1 测试项目及方法

2 材料的选择

2.1 基材的选择

本实验选择涤丝绸作为基材，而未选择文献［1、2］中采用的中碱玻璃纤维布，是因为:

(1)在加工过程中，易导致现场工人皮肤过敏和由于吸入玻璃纤维引起的呼吸系统疾病;

(2)由于玻璃纤维布的单重大，相应地增加了产品的重量;

(3)玻璃纤维延伸率极低，外力增大时，易造成布的脆性断裂。

故选择具有强度高、弹性模量大、耐热性好、化学稳定性优良等特点的涤丝绸作为成缆绑扎用带的基材。

2.2 纺织乳液的选择

目前常用的纺织乳液为纯丙乳液、苯丙乳液和醋丙乳液。

纯丙乳液:具有优良的耐酸、耐碱、耐老化、耐候性、抗回粘性和低温柔韧性，且无毒性和无腐蚀性，但价格相对高些。

苯丙乳液:有良好的耐候、耐碱、耐水性，韧性和弹性相对较低，产品中留有乳化剂等杂质，难以完全除净，有损电性能。

醋丙乳液:耐水、耐碱和耐候性不理想，但低温成膜性相对较佳［3-5］。

本实验选用纯丙乳液。

2.3 阻燃剂的选择

选择实用的阻燃剂，需在满足基本要求的情况下，在其他要求间折衷，取得最佳的综合平衡［6］。

2.3.1 阻燃剂类别

阻燃剂种类繁多，按化合物类型来分，阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两大类［7］。

(1)无机阻燃剂

无机阻燃剂具有价格低、发烟小、不产生腐蚀性气体和有毒气体，且热稳定性好、不挥发、不析出等特点，包括磷系:红磷、聚磷酸铵、磷酸盐等;锑系:三氧化二锑、五氧化二锑等;锡系:氧化锡、氢氧化锡等;钼系:氧化钼、八钼酸铵等;锆系:氧化锆、氢氧化锆等;硼系:硼酸锌、偏硼酸钡等;以及需要填充量大才能达到阻燃效果的，如:氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙等［8］。

(2)有机阻燃剂

有机阻燃剂，按其所含的阻燃元素可分为磷系、卤系(氯系和溴系)等。

RoHS和REACH等法律法规限制了卤系(氯系和溴系)阻燃剂的使用，在全球无卤化的大环境下，卤系(氯系和溴系)不在本实验选择范围之内，因为其燃烧产物一旦进入大气就很难除去，严重地污染了大气环境，甚至能造成臭氧层的破坏［9］。

磷系阻燃剂阻燃效果好，但对高聚物的机械性能影响较大。有机磷阻燃剂包括磷酸酯、膦酸及膦酸酯、膦氧化合物、环状磷酸酯、含磷二元醇及多元醇［10］。磷系阻燃剂发烟量大、易水解、热稳定性差且毒性大，因而限制了其应用。

2.3.2 本实验采用的阻燃剂

本实验采用氢氧化镁、三芳基磷酸酯、磷酸铝复配的阻燃剂。

氢氧化镁:氢氧化镁分解时不产生腐蚀性和有毒气体，而且它呈碱性，可以吸收和中和燃烧时释放出的酸性气体，分解生成的活性氧化镁也可以吸收燃烧时产生的有害气体、烟雾和未完全燃烧的熔化残留物，消除烟雾，使熔滴的产生过程停止，从而达到阻燃的目的。

三芳基磷酸酯:良好的阻燃性且兼有增塑性，无毒，生物可降解，有利于环境保护和使用者的健康;不影响材料的机械性能，在低温下也有非常好的加工性能;相容性好。

磷酸铝:耐高温和耐候性能好。

2.4 助剂的选择

本实验选择羧甲基纤维素钠，具有粘合、增稠、增强、乳化等作用。氧化锆:具有较好的热稳定性和耐酸碱性。

3 制作的阻燃绑扎带的性能

所得制品性能见表2。

表2 电缆用阻燃绑扎带性能

4 结束语

本实验以涤丝绸为基材，并配合阻燃胶制备电缆用阻燃绑扎带，产品阻燃效果理想，绑扎缆芯更牢固，提高了消防安全性能，同时制造工艺简单，技术性能稳定且降低了生产成本。

［1］旷天申，孙玉良，杨 刚.阻燃电缆的结构材料无卤低烟阻燃带研制［J］.电线电缆，1999(2):36-38.

［2］杨宏艳.电缆用半导电阻燃带的研究［J］.电线电缆，2010(5):26-28.

［3］刘淑霞，焦书科.水性丙烯酸系树脂涂料的制备、性能和应用［J］.高分子通报，1992(1):52-56.

［4］张心压.有机硅氧烷改性丙烯酸酯微乳液的合成及其性能与应用研究［D］.华南理工大学硕士论文，2003.

［5］张华腾，庚美月.纯丙乳液合成涂料的研究［J］.高桥石化，2001，16(5):8-9.

［6］欧育湘.实用阻燃技术［M］.北京:化学工业出版社，2002.133-134.

［7］高维英.磷氮型膨胀阻燃最新研究动态［J］.武警学院学报，2008，24(12):12-16.

［8］周向东，易 辉，陈学遂.国内外用于纺织品阻燃剂的发展动态［J］.印染助剂，2008，25(9):6-9.

［9］欧育湘.多溴二苯醚阻燃体系热裂及燃烧产物的研究［J］.阻燃材料与技术，1997(2):7-12.

［10］余宗萍，许江松，杨 军.磷酸酯改性的丙烯酸酯低聚物的合成［J］.涂料工业，2005，35(9):41-43.