耐燃阻燃聚合物电缆材料试验与选择

1、材料试脸

聚合材料的燃烧现象是包括软化、熔融、发泡、气体分解及气体在固体内扩散、气相的混合与着火火焰的传播等等复杂过程。以聚合物的燃烧过程而言，大致是塑料受热后，首先在其表面熔融、分解，产生可然性气体，可燃气体在500~600℃以上温度急剧和氧反应，随即产生然烧，而此反映所放出的热量再使塑料的其它部分过热、燃烧。如此不断重复，使燃烧继续下去.可用下式表达.R.H+1120-R+OH热量是由塑料热分解时产生的游离基团OH和同时产生的CO进行氧化反应时所放出的。

根据以上然烧现象制定了各种聚合物材料的试脸方法和特性要求。试验方法和标准有很多，仅介绍有普遍意义的七种。

(1〕材料氧指数(0I)试脸。反映材料燃烧性能的氧指数是根据材料的燃烧取决于空气中的含量浓度，即在不同含量的混合气体中点燃样品，允许样品燃烧时所需临界含氧浓度(%)值。OI值越大，说明材料的耐燃性愈好，下面是GB2406-80准及试脸方法(其它还有ASTM)D2863,IEC322-Draftpart6等等，都是大同小异)。操作要点a,将试样垂直夹在样品支架上，样品宽6.5+0.5mm、厚3.0+0.5mm、长70一150mm，C、点燃试样。要求点燃后，正好3分钟熄灭，且燃烧长度为5mm，如果不满足两个要求，就耍调整0与N比例，至满足为止。

(2)材料的燃烧试验。材料在空气中的燃烧速度及火焰的延燃性也表示材料耐热的特点。材料燃烧试验方法很多，目前世界上较流行的是采用UL一94聚合物燃烧方法。此法分成HB级、V-0级、V-1级和V一2级等。最荷刻的是V一0级。如能通过此项试脸，则单根电缆垂直燃烧试脸也将无问题。有些发热足很低的材料，如聚四氛乙烯和聚三氟氯乙烯等，或价格高昂，或加工困难，除特殊倩况下，一般采用不多。

(3)选择耐热性优越的材料。聚合物材料燃烧，首先是聚合物分子链农高温下断裂，分解出可燃性气体，进而是在气相状态下进行燃烧的过程。聚合链的热稳定性愈好，从燃烧观点看，是非常有利的。已有报道，在设计ETDM阻燃配方中，提高胶的交链度也是一个有效措施。

2、阻燃聚合物材料的配合—阻燃剂

在聚合物材料中配以适当的阻燃剂和阻燃填充材料是提高材料阻燃性的最有效和最常用的方法。在聚合物的配料中能起阻燃作用的剂料必须符合以下条件。

a.要能阻止作为燃烧源的游离OH结合的反应，如卤素物质;

b.要能切断氧的供给，如卤素系、氮系和磷系等物质;

c、分解时能产生吸热反应，控制温度上升，如氢氧化铝等物质.

下面介绍各种阻徽剂的作用。

(1)卤素困然刑.

含卤素的阻燃剂遇火生成肉氢酸，此为不燃性气体，比重大，存在于被燃物周围，起隔绝氧的作用。另外，卤素阻燃剂有捕捉OH根的作用。常用的含卤材料如聚氯乙烯(PVC),氯丁胶(CPC)及氯磺化乙烯(CSM)等混合料本身就含卤素，有良好阻燃特性。有时为了要取得某种成品特性或加工特点，不得不在配合料中牺牲其部分阻燃特性。

如PVC树脂的氧指数可达45,而标谁PVC的混合料氧指数要降至23一26。FRR电缆的PVC、CSM及CPC护套料的氧指数分别要求达到27一38, 28-40和29-40,这就必须调整配方，适当增加阻燃剂以满足氧指数的要求。

(2)含磷(硼)阻燃剂

含磷(硼)阻燃剂主要是在燃烧时形成磷(硼)酸非燃性液态膜，其沸点可达300℃,同时，磷酸又进一步脱水生成偏磷酸，它是一种非常稳定的固相多聚物，履盖在被燃物上。这液相和固相覆盖物隔绝了氧气，阻止了燃烧。此种含磷阻燃剂一般作为增塑剂,用在PVC等阻热配方中。可不减弱配方的阻燃性并有增塑作用。而其它任何增塑剂都会降低配方的阻燃特性。含磷增塑剂一般降低配方的热稳定性和提高其失重量参教。有一PVC配方:PVC树脂100、增塑剂总量55、稳定剂7、钢滑级及其它配料若干。