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)展起來的，因而原料的研究及選用可參考飾面型防火涂料。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電纜基材提供物理保護外，還需要具有阻燃耐火的特殊功能，這就要求它們在一定溫度下能發(fā)泡形成防火隔熱層。因此對其基料有一個特殊要求，要求基料能與整個涂料體系協(xié)和，使涂料既有良好的機械理化性能，又能在受火時形成較好的泡沫隔熱層，為了達到一定的阻燃耐火時間，要求發(fā)泡層在高溫下也不脫落。另外電纜橡膠類材料是高彈性體，并且電纜需要經(jīng)常檢修移動，這就要求涂層應(yīng)具有足夠的耐伸縮變化的性能，還要求防火涂料對橡膠電纜類材料無腐蝕性能、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)性等問題。另外，對所選用的樹脂基料進行改性，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)電線電纜地下溝應(yīng)用的環(huán)境條件。在電纜防火涂料的研究中，所選用的樹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、防霉性和電纜防腐蝕性及對電纜基材有較強的黏結(jié)性。電纜防火涂料的基料一般選用氯化橡膠、過氯乙烯、氨基樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂等溶劑型樹脂和丙烯酸乳液、氯乙烯一偏二氯乙烯乳液、乳白膠、苯丙乳液等水溶型樹脂。能用于制備電纜防火涂料的樹脂有很多，在實際中經(jīng)常采用兩種以上的樹脂混合使用，相互之間取長補短，以獲得理想的涂膜性能。
阻燃劑是電纜防火涂料的另一關(guān)鍵組分，它對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纜防火涂料中的其他組分相互配合，使電纜防火涂料具有上述優(yōu)良的理化性能，而且在受火時膨脹發(fā)泡形成堅固致密的隔熱層。選用阻燃劑時，需參考國內(nèi)外有關(guān)資料，結(jié)合國內(nèi)資源情況，對預(yù)選適用的阻燃材料進行單項性能實驗研究。通過熱重和差熱分析，確定原料的熱分解性和阻燃性，在此基礎(chǔ)上將其分類，再通過配伍實驗觀察協(xié)同效果，這樣經(jīng)過分析和實驗來確定所選用的阻燃材料。
由于膨脹型防火涂料的防火隔熱效能是依靠涂層膨脹后形成的發(fā)泡層所具有的低導(dǎo)熱性而實現(xiàn)的，因此發(fā)泡層質(zhì)量的好壞，直接影響涂料防火隔熱性能的優(yōu)劣。涂層在膨脹發(fā)泡形成阻燃隔熱保護層的過程中，存在著發(fā)泡率與發(fā)泡層密實度這一對矛盾，若涂料膨脹發(fā)泡率太低，火源與電纜基材之間的有效隔熱距離近，出現(xiàn)防火隔熱效果差的問題；若涂料膨脹發(fā)泡率太大，則發(fā)泡層強度差，容易被火焰沖破，使其開裂而火焰直接進攻電纜基材，失去防火保護的目的。這就要求掌握發(fā)泡劑的量，找到涂料膨脹發(fā)泡層的一個最佳高度，當在這一值附近時，發(fā)泡層既有一定的強度，又使火源與電纜基材有一定的隔熱距離，從而獲得高質(zhì)量的發(fā)泡層，取得良好的隔熱效果。由于目前人們在選用阻燃劑時，首先會選用無公害、無污染、無放射性、在使用過程中無毒的綠色環(huán)保型阻燃劑，無機阻燃劑不僅有良好的阻燃效果，且無毒，燃燒時不產(chǎn)生濃煙和毒氣，原料來源豐富，成本亦低。因而在研究中采用加入一定量無機添加劑以提高涂料膨脹發(fā)泡層的質(zhì)量，從而達到最佳防火效果。
由于非膨脹防火涂料涂層較厚，難以滿足電纜的彎曲要求，因此電纜防火涂料的成膜物質(zhì)主要以高氯聚乙烯、氯化橡膠、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、苯丙乳液、氯偏乳液等為主。脫水成炭催化劑可選擇磷酸銨鹽和偏磷酸銨鹽，為提高涂層的抗水性，通常可選用在水中溶解度較小的聚磷酸銨。炭化劑有季戊四醇、二季戊四醇、多季戊四醇、淀粉、糊精等，炭化劑的選擇不僅要考慮其分解溫度，還要考慮和脫水炭化溫度的匹配，通常選用季戊四醇。常用的主發(fā)泡劑是三聚氰胺，輔助發(fā)泡劑有聚磷酸銨、氯化石蠟等。為進一步提高炭化層的強度，在涂料配方中應(yīng)加入炭化層補強劑，炭化層補強劑的作用與膨脹劑相反，用量應(yīng)適當，如一定量的石棉粉和酚醛纖維。著色劑可選擇遮蓋力強、著色力高及化學(xué)性能穩(wěn)定的鈦白粉和有機顏料。堿性的顏料能中和高溫下脫水成炭催化劑分解出來的磷酸，影響涂層的膨脹發(fā)泡效果，不宜采用。對溶劑型電纜防火涂料，選擇的溶劑不能破壞電纜絕緣護套料的性能，根據(jù)電廠和變電站的施工防火要求，可選用醋酸丁酯。在GA181-1998中，抗彎性與阻燃性同為A類缺陷指標，與阻燃性同等重要。
在其他材料基本確定的情況下，可通過填加增塑劑的方法來解決。一般小分子的增塑劑對炭化層有破壞作用，較大分子的增塑劑在提高涂膜韌性的同時基本不對其他性能造成負面影響。如磷酸酯類阻燃增塑劑，當以一定的配比加入涂料中攪拌均勻后，所制得的涂料柔韌性大大提高，能滿足電線電纜彎曲的要求。同時由于這種增塑劑兼具阻燃的性能，不會影響涂料的防火性能。
五、發(fā)展方向
無機防火涂料隔熱性、耐候性均差，進入20世紀80年代后基本已被淘汰，現(xiàn)在所使用的電纜防火涂料均是膨脹型防火涂料。一般來說，溶劑型電纜防火涂料的理化性能及耐侯性能均優(yōu)于水性電纜防火涂料，所以目前我國電纜防火涂料主要以溶劑型電纜防火涂料品種居多。但是溶劑易燃，施工時的火災(zāi)隱患也相當大，加之溶劑對人體有不同程度的傷害，因此特別是在電纜豎井、電纜溝、電纜隧道等空間狹窄或不易通風(fēng)的場所使用時應(yīng)加強安全防護措施。從環(huán)保的角度考慮，努力開發(fā)研制對電纜外皮有良好附著力、柔韌性好、耐彎曲、無毒、阻燃性能好的水溶性防火涂料來代替溶劑型防火涂料是必然的趨勢。
此外，人們對研究開發(fā)電纜的防火保護技術(shù)也給予了高度重視，近20年來陸續(xù)出現(xiàn)了阻燃電纜、耐火電纜、阻燃包帶、電纜槽盒、電纜橋架及耐火隔板等多種電纜防火保護產(chǎn)品，正確地選擇這些防火產(chǎn)品，并與防火涂料有機地結(jié)合起來必將有效地抑制電纜火災(zāi)的發(fā)生。
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