一、煤矿用阻燃电缆的阻燃原理机制:
凡能提高可燃性高分子聚合物的难燃性而保护制品不着火或使火焰延缓蔓延的化学物质称为阻燃剂所以,阻燃电缆阻燃的基本原理就是:向高分子聚合物中加人阻燃剂,以降低燃烧物的表面温度,稀释可燃物分子浓度和切断氧气的供给,来达到阻燃的目的。
目前国内用于高分子聚合物的阻燃剂有三大类。
①反应型阻燃剂:卤素阻燃剂,其阻燃机理为游离基机理和物理覆盖机理。前者是卤素阻燃剂在高温下发生分解反应,释放出卤化氢Hx(x为卤素元素),HX与火焰中链式反应的活化物质·OH、·O·等作用,使游离基浓度降低,从而减缓或终止燃烧的链式反应,达到阻燃的目的。后者是有机卤素化台物(如Br2-O-C6Br5)受热后释放出HX,它们是难燃气体,不仅稀释空气中的氧浓度而且由于HX的密度大于空气,排除和取代了空气形成保护层,使燃烧减缓或熄灭。
②添加型阻燃剂:水台金属化台物,其阻燃机理为水台金属化台物吸热分解释放出结晶水,降低表面温度。同时分解产生的金属氧化物又覆盖表面,阻止空气与可燃物分子的接触,从而达到阻燃的目的。
③炭化型阻燃剂:磷酸脂及其它磷化物,最常见的是磷酸三甲苯酯(TCP)。其阻燃机理为:有机磷化物在火焰的作用下发生分解,即有机磷化物一磷酸—偏磷酸一聚偏磷酸,最终生成的聚偏磷酸是非常强的脱水剂,能促使高分子聚合物及其热分解产物脱水炭化,而单质的碳通常不会进行火焰的蒸发燃烧。因此,生成的炭化膜表层起到了隔绝空气,阻止高分子聚合物继续燃烧的作用。
二、阻燃电缆的种类:
在规定的试验条件下,试样被外来火源加热燃烧,撤去火源后有焰或无焰燃烧在规定的时间内自行熄灭且炭化长度符合规定,具备这种特性的电缆称为阻燃电缆。根据国内《电线电缆手册》和国外IEC332系列标准,总结,将其分为三大类:
①普通阻燃电缆(ZR);
②低卤低烟阻燃电缆(DDZ);
③无卤低烟阻燃电缆(WDZ)。电缆发生火灾事故时会产生烟、卤酸等有害有毒气体,对灾害现场人员造成“二次灾害,特别是煤矿井下是相对封闭的系统,对现场人员会造成致命伤害,所以普通阻燃电缆和低卤低烟阻燃电缆将逐步被淘汰,经过我国科研人员的多年努力,开发了无卤低烟阻燃电缆。含卤电缆的阻燃机理是靠卤素的阻燃效应。
无卤电缆的阻燃机理是靠析出结晶水降低温度来熄灭火焰,其特点是:
①无卤酸气体;
②发烟量少;
③腐蚀性气体较少;
④阻燃性能好。