目前國(guó)內(nèi)外研發(fā)生產(chǎn)電纜防火涂料的廠家有十幾家,根據(jù)其防火隔熱機(jī)理,主要可分為膨脹型電纜防火涂料和燒蝕型電纜防火涂料兩類,其中膨脹型電纜防火涂料主要基于涂層物質(zhì)遇熱產(chǎn)生致密膨脹炭層,起到隔熱防火效果,從而阻止基材燃燒及熱解,而燒蝕型電纜防火涂料則主要利用涂料自身不燃或難燃性,以及高溫下分解產(chǎn)生性氣體,稀釋可燃?xì)怏w濃度,及材料自身吸熱反應(yīng),降低燃燒溫度,從而達(dá)到保護(hù)下層電纜基材目的。
1膨脹型電纜防火涂料
膨脹型電纜防火涂料為現(xiàn)階段應(yīng)用于換流站,變電站等場(chǎng)所實(shí)施電纜防火保護(hù)的主流產(chǎn)品,此類防火涂料占據(jù)市場(chǎng)份額大,絕大部分國(guó)內(nèi)企業(yè)僅生產(chǎn)此類電纜防火涂料。
基于成膜物、膨脹體系配方及助劑的差異,其火災(zāi)行為與防火性能又存在較大區(qū)別。Charcoat公司的CharcoatCC為水性膨脹型內(nèi)烯酸乳膠涂料,暴露于火焰或溫度高于175℃時(shí),即形成保護(hù)型膨脹炭層,870℃下10min后膨脹率達(dá)6~7倍;SVT公司的PYRO-SAFEFLAMMOPLASTKS1屬無溶劑類膨脹型防火涂料,受熱至250℃開始形成輕質(zhì)、細(xì)孔的炭貢泡沫隔熱層,無干擾下可發(fā)泡至原厚度100倍,與FireSecuritv公司的膨脹型涂料燃燒后的膨脹率相近:FlameControl公司的FlameControlNO.7O為增強(qiáng)型水基隔熱膨脹厚漿涂料,當(dāng)暴露于火焰或高溫下形成厚型、致密、堅(jiān)固的泡沫層結(jié)構(gòu):國(guó)產(chǎn)TFDF-201和RF-7400AB分別為水性丙烯酸樹脂類和無溶劑膨脹型電纜防火涂料,受火時(shí)迅速形成均勻致密海綿狀隔熱層。
此外,國(guó)外部分膨脹型電纜防火涂料產(chǎn)品還展了基于IEC60331系列標(biāo)準(zhǔn)的750℃纖維素火與1100℃碳?xì)浠饻y(cè)試.其中CharcoatCC能承受750℃纖維素火與1100℃碳?xì)浠馂?zāi)約90min,F(xiàn)ireSecurity公司的FS型膨脹涂層則可通過1100℃碳?xì)浠衔锶紵辽?0min,且經(jīng)受830℃防火測(cè)試3h后電纜絕緣和電性能無任何影響,由此將其應(yīng)用推廣至石化企業(yè)、海上平臺(tái)、天然氣廠和化工廠等場(chǎng)所;同時(shí)CharcoatCC等產(chǎn)品還嘗試進(jìn)行了溝槽或隧道環(huán)境內(nèi)淹沒和半淹沒條件下電纜受水長(zhǎng)期影響及侵襲性相關(guān)測(cè)試,以便進(jìn)一步拓展其在更惡劣環(huán)境場(chǎng)所的應(yīng)用。我國(guó)膨脹型電纜防火涂料除防火性能外更專注于提升產(chǎn)品耐候性,TFDF-201、DL-HS、RF-7400AB型號(hào)產(chǎn)品均能滿足7d耐油、耐鹽水、耐濕熱性測(cè)試與15次耐凍融循環(huán)測(cè)試等耐候要求,相較之下,國(guó)外多數(shù)膨脹型電纜涂料對(duì)自身耐候性要求不高,如Sika公司的KBS◎Foamcoat因配方對(duì)濕度、水分敏感.故僅推薦用于干燥、低濕度環(huán)境FS型膨脹涂層和PYRO-SAFEFLAMMOPLASTKS1也被限用于室內(nèi)或部分遮蔽環(huán)境,不得直接暴露于潮濕或易受氣候影響的環(huán)境。
2燒蝕型電纜防火涂粒
燒蝕型電纜防火涂料在國(guó)內(nèi)應(yīng)用鮮見,屬手電纜防火涂料領(lǐng)域的新興產(chǎn)品,其防火機(jī)理主要為火災(zāi)時(shí)涂料通過吸熱送到保護(hù)電纜目的,原料分別為開溫時(shí)能通過化學(xué)變化和物理變化消耗能量并實(shí)施冷卻的物質(zhì),及能釋放有效抑制火焰氣體的物質(zhì)。
Sika公司的KBSCoating為耐候型非膨脹水性防火涂料,氧指數(shù)可達(dá)100%,應(yīng)用較為廣泛:SVT公司的PYRO-SAFE?FLAMMOTECT-A屬強(qiáng)耐腐蝕非膨脹型電纜防火涂料,吸熱反應(yīng)始于約170℃,同時(shí)形成隔離性表面,根據(jù)EN13501-1:2007《Fireclassificationofconstructionproductsandbuildingelements-Part1:Classificationusingdatafromreactiontofiretests》,防火性能達(dá)E級(jí),根據(jù)ASTME84-21a;2021標(biāo)準(zhǔn),達(dá)**級(jí),火蔓延指數(shù)為15,發(fā)煙指數(shù)為60,具有較高的防腐性能,基至可為近海環(huán)境中電纜提供防火
保護(hù):NeutronFireTechnologies公司的FirebreakC1O0是以水性聚醋酸乙烯酯其聚乳液為成膜物制備的耐候型水性防火涂料,當(dāng)于膜層厚度儀為0.9mm時(shí)線纜破壞被控制在極限值的1/2以下,其阻止火焰蔓延性能達(dá)到IEC60332-3-22:2018對(duì)成束電纜垂直方向蔓延能力的國(guó)際要求,采用3層干膜厚后維護(hù)電路完整性能力達(dá)到IEC60331-11:1999國(guó)際要求,能為高壓電纜提供長(zhǎng)達(dá)121min的電路完整性(測(cè)試中斷)。
3結(jié)語
?。?)電纜防火涂料與鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)防火涂料相似,但因其保護(hù)基材與應(yīng)用環(huán)境不同,其性能要求又存在差異。優(yōu)異的電纜防火涂料除需具備優(yōu)異的防火性能外,還應(yīng)對(duì)有機(jī)樹脂基材具有良好的適應(yīng)性滿足地下電纜溝等惡劣環(huán)境耐候要求,并要有燃燒低毒性、使用環(huán)保性、室溫固化**性等特點(diǎn)。
?。?)國(guó)內(nèi)外不少規(guī)范對(duì)使用電纜防火涂料提出強(qiáng)制與非強(qiáng)制性規(guī)定和建議,但多圍繞電力系統(tǒng)場(chǎng)所的應(yīng)用提出要求,對(duì)其他電纜火災(zāi)危險(xiǎn)性高的區(qū)域(如老舊小區(qū)、鋼廠等)涉及較少,而產(chǎn)品性能評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),如GB28374-2012所涉及的耐油、耐鹽水、而濕熱和耐凍融循環(huán)要求無法滿足涂料實(shí)際使用需求,難以杜絕涂料實(shí)際使用中的粉化、開裂、剝落、霉變、防火性能衰減等問題,故相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步完善和增補(bǔ)。
?。?)目前電纜防火涂料制備研究多以膨脹型涂料為對(duì)象,主要聚焦在防火涂料配方優(yōu)化、升級(jí)及對(duì)成膜物、填料、助劑等成分的替代與改性,以期達(dá)到降低煙氣毒性、改善耐候性能等目標(biāo)。
(4)現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上常見電纜防火涂料主要為膨脹型涂料產(chǎn)品,而國(guó)外電纜防火涂料產(chǎn)品種類更加豐富,部分公司提供非膨脹燒蝕型和膨脹型電纜防火涂料,但多數(shù)膨脹型電纜防火涂料不許應(yīng)用在潮濕、室外環(huán)境。