电缆系统是基础设施中至关重要的组成部分,承担着信息信号与电能的传输功能。其运行的可靠性直接决定了设备及通信网络的稳定性,而电缆系统的长期安全运行,更是任何基础设施项目防火安全的关键保障。
据专家评估,电线电缆中所含的可燃成分——尤其是绝缘层和护套材料——是造成约50%电气火灾事故的主要原因。电缆或导线单个部件的局部燃烧不仅威胁公共与人身安全,还会破坏建筑结构的完整性,并带来巨大的经济损失。
电缆护套作为电缆内部结构与外部环境之间的第一道防护屏障,对火灾的发展动态具有显著影响。当前,电缆护套材料主要采用有机高分子聚合物,其中包括聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)以及聚乙烯(PE)。其中,聚氯乙烯(PVC)因兼具优异的机械性能、电绝缘特性及较低成本,成为最为广泛使用的电缆护套材料。
在热作用下,聚氯乙烯基复合材料会释放出氯化氢(HCl)气体,这是由于聚合物分子结构中含有氯原子所致。氯化氢气体能够在一定程度上抑制可燃气体浓度并降低燃烧强度,但其阻燃效果仍较为有限。此外,在PVC电缆护套燃烧过程中会产生大量有毒烟雾,严重影响防火安全,也使电缆复合材料难以满足诸如住宅建筑等应用场景的使用要求。
以聚氯乙烯(PVC)为基础的电缆因其性能稳定、成本适中,被广泛应用于各类工业领域。长期以来,采用完全不可燃电缆被视为降低火灾风险的主要途径,然而此类解决方案成本高昂,且在使用性能方面存在局限,因而难以大规模推广。实践证明,在PVC基电缆复合材料中引入阻燃剂,是兼顾安全与经济性的最优方向。该方法不仅显著提升了材料的耐火性能,同时保持了良好的机械及电气性能。
在PVC塑料以及无卤阻燃复合材料(HFFR, Halogen Free Flame Retardant Compounds)中应用阻燃剂的必要性,与全球对低可燃性电缆产品日益增长的需求及愈加严格的防火安全标准密切相关。如今,在光伏能源、建筑、核能、煤炭、水利等多个工业领域,无卤阻燃电缆的使用已日趋普遍。
