电线电缆陶瓷化阻燃剂研究现状及产品推荐

2025-03-19 15:44:07 江西砥石 200

高分子材料在建筑、机械、电气等多个领域都有广泛应用，是目前产量最大的一类材料。然而，大多数高分子材料属于碳氢化合物，具有易燃、可燃的特点。在燃烧时，它们热释放速率大、热值高，火焰传播速度快且不易熄灭，通常还会产生大量烟气和熔融滴落物，容易引发重特大火灾事故。

聚烯烃材料（如聚乙烯、聚丙烯）常用于电线电缆绝缘和护套，但其可燃性强，燃烧时易滴落、起火。火灾中，易燃的绝缘和护层材料会熔融滴落，导致导线裸露、短路，影响电力和通讯。

无卤阻燃剂在聚烯烃材料中的应用

聚烯烃材料的燃烧过程主要是热分解产生大量挥发性可燃物质，燃烧过程中释放的热量又促进了聚烯烃的分解。阻燃剂作为赋予易燃高分子材料难燃性的功能性助剂，是高分子材料阻燃的关键。

阻燃聚烯烃材料的阻燃机理主要表现在利用阻燃剂减缓材料受热分解、限制热量传递从而起到避免火灾的作用。

根据阻燃剂的成分组成，无卤阻燃剂包括碳系、磷系、氮系、硅系、硼系、无机金属氢氧化物和膨胀型等。聚烯烃材料中PE和PP主要是通过添加金属氢氧化物和膨胀阻燃剂实现无卤阻燃的。

1. 金属氢氧化物阻燃剂

金属氢氧化物阻燃剂主要包括氢氧化镁（MH）、氢氧化铝（ATH）、双金属氢氧化物（LDHs）等，金属氢氧化物阻燃剂主要的研究方向包括表面改性处理（表面活化、包覆等技术）、协同复合技术和粒度超细化等几个方面，以降低因高添加量造成的力学性能下降的程度。

（1）表面改性处理

金属氢氧化物与聚合物极性相差大、相容性差，在混炼时不易分散，极大影响了复合材料的力学性能。通常采用表面改性来提高金属氢氧化物的分散性及其与聚合物的界面相容性。

（2）协同复合技术

协同复合技术是将金属氢氧化物与其他阻燃剂复配以减少其用量，主要是利用不同阻燃剂之间的协同作用，在材料燃烧时的不同温度阶段发挥阻燃作用。

（3）粒度超细化

粒度超细化是采用某种手段减小金属氢氧化物颗粒粒径，增加其与聚合物的接触面积、改善分散性，从而减少阻燃剂用量。

2. 膨胀阻燃剂

膨胀阻燃剂（DFR-01）在燃烧过程中形成多孔膨胀炭层起阻隔作用，保护内部材料，主要包括物理膨胀阻燃剂和化学膨胀阻燃剂。

DFR-01是一款以磷、氮为阻燃元素的聚烯烃膨胀型无卤阻燃剂。专为聚丙烯、聚乙烯制品所设计，亦可用于其它高端聚烯烃阻燃制品。含酸源、气源和碳源，以成炭、膨胀机理发挥阻燃作用。

陶瓷化聚烯烃材料研究成果

电线电缆绝缘及护层材料大多是易燃的高分子材料，在发生火灾时经过火焰烧蚀后会熔融滴落，使导线裸露在外，易发生短路，不能保障火灾中电力和通讯的畅通。根据使用场合的不同，往往需要采用阻燃或耐火型电缆，这两者的性能指标完全不同。

在电线电缆阻燃性能设计时，可考虑相应高分子材料的燃烧机理而选择相应的阻燃剂；而对于电线电缆的耐火设计，传统的方法是采用云母带、无机矿物质绝缘料、金属护层等，为了寻找新型的耐火方式，江西砥石创新研发出新型陶瓷化阻燃剂DFR-03。

陶瓷化高分子材料陶瓷化过程示意图

陶瓷化聚烯烃的耐火机理是基于在火灾或高温下成瓷填料被烧结成具有一定机械强度的瓷体，从而起到隔热、隔氧的作用，但大多数采用的成瓷填料均不具备阻燃性，且陶瓷化聚烯烃是以高分子材料作为基材，这就决定了它的阻燃性得到了不同程度的限制。

DFR-03是一款以硅酸盐为主要成分的新型环保无卤阻燃剂，可应用于橡胶和塑料领域，如聚烯烃阻燃耐烧蚀、B1低烟无卤电缆料陶瓷化。

（产品实验参数，不应被视为最大值或最小值）

电线电缆料中使用陶瓷化阻燃剂不仅能够显著提升其防火安全性，还能拓展其应用领域，满足不同行业对材料的多样化需求。同时，随着陶瓷化聚烯烃阻燃剂的不断研发，江西砥石也将持续关注陶瓷化阻燃剂未来市场，创新研发更加高效阻燃、绿色环保、稳定的陶瓷化阻燃剂，为客户提供了可靠的解决方案。