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阻燃护套料的抗弯曲热应力开裂性能
陈炳炎 龚成 普天线缆集团公司
的复杂过程。从原理上讲，只要减缓或阻止其中一个或几个要
素，就可达到阻燃的目的。无卤阻燃剂不但可以起到稀释可燃
材料浓度的作用，更重要的是，可以通过自身吸热脱水或促使
材料脱水，吸收燃烧产生的热量，降低燃烧材料表面温度，达
到阻止材料燃烧的目的。有些阻燃剂在自身脱水后形成一种不
燃的隔氧层或使可燃表面碳化，隔离与空气的接触，从而起到
阻燃的目的。
金属氢氧化物（水合金属氧化物）阻燃剂主要是指氢氧化
铝和氢氧化镁。氢氧化铝即三水合氧化铝，（简称ATH），是主
要的无机金属氢氧化物阻燃剂，占无机阻燃剂用量的80%以上，
ATH受热后，三个结晶水会在三个不同的温度下释放。ATH的阻
燃机理可以归纳为：一：填充ATH可以使可燃性高聚物的浓度下
一、阻燃护套料概述 降；二；ATH吸热后脱水，水化为水蒸气吸收聚合物燃烧所放
在某些环境中敷设使用的光、电缆，要求具有阻燃特性。
出的热量，抑制聚合物的温度升高，稀释可燃性气体和氧的浓
例如在地铁、隧道、石油、煤矿以及大楼、计算机房、公共建
度，阻止燃烧反应继续进行；三：ATH脱水后可在可燃物表面生
筑等场合使用的光、电缆。这时应采用阻燃材料制作光、电缆
成Al 2 O 3 隔热层，阻止聚合物与氧接触，起到阻燃作用。ATH的阻
护套，特别是随着光纤到户(FTTH)的迅速发展,室内光缆尤其是
燃效果与其添加量有很大的关系，一般需要50%以上才能有明显
皮线(接入网蝶形光缆)光缆中,必须采用阻燃护套料。阻燃护套
图1 RTTZ结构示意图
的效果。如此大的添加量会使塑料的粘度增大，塑性降低，断
料通常分两大类，一是阻燃聚氯乙烯(PVC)护套料，一是阻燃聚
裂伸长率下降。为了解决这个问题，一般采用偶联剂处理ATH，
烯烃(如PE ，EVA)护套料。
可取得较好的效果。金属氢氧化镁(MH)也是一种有效的无卤阻
聚氯乙烯分子中有氯原子(卤素原子)比起聚乙烯这类纯碳
燃剂，其原理和氢氧化铝相似。据研究表明，采用氢氧化镁阻
氢化合物有可燃性较低的优点，聚氯乙烯护套还具有良好机械
燃聚烯烃氧指数可达到41。以氢氧化镁为无卤阻燃剂的研究很
性能、抗化学反应、以及良好的环境性能，被广泛用作电缆护
多，均取得较好的效果，氢氧化镁阻燃剂和氢氧化铝类似，也
套料。聚氯乙烯中加入无机填料，抗氧化剂制成的阻燃料具有
叫高添加型阻燃剂，为此，对氢氧化镁进行了各种表面处理是
良好有阻燃性能，但是当阻燃PVC燃烧时产生的游离氯与空气中
必要的。单独使用一种阻燃剂一般很难满足无卤阻燃电缆料的
水分会反应生成具有强烈腐蚀性的HCl，还会产生浓重的黑烟。
使用要求，因此，常常选用两种或两种以上的阻燃剂配合使
因此，即使是低烟低卤的阻燃PVC在燃烧时生成的黑烟和腐蚀性
用。
HCl还会带来灭火的困难和对建筑物的损害。因而现在基本都弃
将氢氧化铝与氢氧化镁配合使用，可以起到协同作用，
用阻燃PVC护套料而采用更为环保的低烟、无卤的阻燃聚烯烃
虽然氢氧化镁分解吸收的热量比氢氧化铝小，但是分解温度较
材料作为光、电缆的阻燃护套料。但聚烯烃本身是易燃且延燃 o
高，可以达到340 C。氢氧化镁有促进聚合物表面成炭作用。两
的物质。为了降低其可燃性，要在混合物中填充无机物，如氢 表1
者结合使用使阻燃效果更好。日本专利提到，采用氢氧化铝和
氧化铝，氢氧化镁等。这些无机填料在一定温度下会熔融，其
氢氧化镁共混物阻燃PE，可使氧指数达到30，断裂伸长率达到
分解温度略高于护套挤出温度。在聚合物中加入无机填料后，
425%。
势必降低其机械性能和挤出性能，因而可通过加入偶联剂以改
采用纳米氢氧化镁低填充与红磷协效阻燃的新方法以及两
善混合物的机械和挤出性能，再加上适量的抗氧剂和炭黑，即
种不同表面处理状态的微米氢氧化镁并用技术，使材料具有高
制成低烟无卤的阻燃护套料。这种护套料在燃烧时不会产生腐
强度、高阻燃、流动性好、耐热性好等优良的综合性能。两种
蚀性气体且仅有低浓度的白烟。护套料在燃烧时产生的毒性物
不同表面处理状态的微米氢氧化镁并用的方法具有创新性，使
质包括两个方面，一是盐酸、硫酸、砷酸等，二是一氧化碳、
其在保证无卤、高阻燃、耐热性好的同时，又确保了材料强度
二氧化碳。其中一氧化碳是有机物燃烧时都会产生的物质，其
高、加工流动性好，使两者之间难以平衡的矛盾得以解决。
含量由火势决定。无卤化合物不含有氯、硫和氰，所以没有盐
酸、硫酸和砷酸产生，因而毒性很低。综上所述，阻燃护套料 三、阻燃护套料的抗弯曲热应力开裂性能
应从氧指数高、不延燃、烟气透明度高、无腐蚀性和毒性低等
在大多数的低烟无卤阻燃护套料的商业产品中均存在抗开
角度考核其性能。
裂性差的问题。在聚烯烃基料中加入无机填充物可以提高其阻
燃性能，而要満足阻燃性能指标要求，在低烟无卤阻燃护套料
二、低烟无卤(Low Smoke Zero Halogen 中无机阻燃剂需有足量的的含量，但隨着填充量的增大，阻隔
,LSZH)阻燃护套料 了聚合物分子链之间的连续性，减少了大分子链之间的缠结、
高分子材料的燃烧是一个包括热、氧、可燃材料三个要素
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