4阻燃化基本的技术
采煤工作面采空区阻化剂防灭火安全技术措施50101采煤工作面采空区阻化剂防灭火安全技术措施

目录一、阻化剂防火工艺 (1)二、喷洒阻化剂主要设备选型: (2)三、阻化剂防灭火措施 (2)四、安全技术措施 (3)五、注意事项 (6)50101采煤工作面采空区阻化剂防灭火安全技术措施我矿正在回采的50101采煤工作面,属于自然发火煤层。
发火期4~6月。
为了抑制采空区内残煤自燃延长其发火期。
使用喷洒阻化剂溶液防灭火。
抑制残留煤的自燃。
为了能更好的使用阻化剂溶液,减小采空区漏风,延长采空区残留煤的发火期,特制定以下安全技术措施。
一、阻化剂防火工艺在工作面运料巷适当位置(尽量靠近工作面)放置两辆矿车作为阻化剂药箱,交换使用,按需浓度(20%)将工业CaCl2倒入1t矿车内,用临时供水管路按比例加足清水,配成溶液搅拌均匀后,用BH-40/2.5型煤矿用液压泵(置于平板车上)将阻化液沿顺槽和刮板输送机电缆槽下方铺设(每20m安一三通接一截止阀)的φ25mm高压胶管压至工作面,与φ13mm的胶管和喷枪相连。
一台泵配一支喷枪,由专人手持喷枪,从支架间隙向采空区喷洒,每间隔5组支架喷一次,每次喷洒6min,流量不小于35L/min。
正常回采期间每班喷洒一次,安排在检修班工作面放顶后进行,如遇停产、过断层、收尾等情况时,必须对采空区加大喷洒频率。
喷洒系统工艺图如下图所示。
图6-3-3 移动式喷洒系统工艺图1-供水管路;2-药液箱;3-吸液管;4-压力表;5-阻化多用泵;6-高压胶管;7-阀门;8-三通;9-喷枪二、喷洒阻化剂主要设备选型:BH-40/2.5型阻化剂喷射泵2台; φ50×3.5无缝钢管,200m ; DN25压力胶管,100m ; 调度绞车JD-11.4,2台; MC1-6A 矿车,5辆; DN50闸阀,10个; Y 型压力表,10个; 泥浆泵3PN ,2台; MYZ-150钻机,1台; 喷枪,QWF-1,4个。
三、阻化剂防灭火措施1、阻化剂的浓度阻化剂的药液浓度是使阻化剂防灭火的一个重要参数,它决定防火效果,双影响吨煤成本。
阻燃剂国标

阻燃剂国标阻燃剂,作为一种能够赋予易燃材料难燃性、自熄性或消烟性的功能性助剂,在多个领域如建筑、交通、电子、纺织等都有着广泛的应用。
为了确保阻燃剂的安全性和有效性,各国都制定了相应的标准来规范其生产和使用。
一、阻燃剂国标概述阻燃剂国标是指由国家标准化管理委员会或其他相关机构制定并发布的,关于阻燃剂产品的一系列技术标准。
这些标准通常包括阻燃剂的分类、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等方面的规定。
国标的制定旨在确保阻燃剂产品的安全性、稳定性和环保性,同时促进阻燃剂行业的健康发展。
二、阻燃剂国标的主要内容1. 分类与命名:国标首先对阻燃剂进行了分类,根据不同的使用场景和化学成分,将阻燃剂分为多个类别。
同时,为了便于管理和使用,国标还对阻燃剂进行了统一的命名规则。
2. 技术要求:这部分是国标的核心内容,详细规定了阻燃剂应满足的各项性能指标,如外观、密度、熔点、闪点、热稳定性、阻燃性能等。
这些指标是评价阻燃剂质量的重要依据,也是生产厂家必须达到的标准。
3. 试验方法:国标提供了用于测定阻燃剂性能指标的试验方法,包括试样的制备、试验条件、试验步骤以及结果判定等。
这些试验方法具有可操作性和可重复性,能够确保测试结果的准确性和可靠性。
4. 检验规则:国标规定了阻燃剂的检验规则,包括检验分类、检验项目、抽样方法、判定规则等。
这些规则为阻燃剂的质量监督提供了依据,有助于确保市场上销售的阻燃剂产品符合国标要求。
5. 标志、包装、运输和贮存:国标对阻燃剂的标志、包装、运输和贮存等方面也做了详细规定。
这些规定旨在确保阻燃剂在运输和贮存过程中的安全性和稳定性,防止因不当操作而导致的质量问题或安全事故。
三、阻燃剂国标的重要性1. 保障人身财产安全:阻燃剂广泛应用于各种易燃材料中,其质量直接关系到这些材料的阻燃性能。
如果阻燃剂质量不达标,将会导致易燃材料的阻燃性能下降,从而增加火灾发生的风险。
因此,阻燃剂国标的制定和实施对于保障人身财产安全具有重要意义。
钢结构的防腐与防火技术

钢结构的防腐与防火技术钢结构作为一种广泛应用于建筑中的材料,具有高强度、轻量化、耐腐蚀等优势。
然而,钢结构在长期使用过程中容易受到腐蚀和火灾的威胁,因此,钢结构的防腐与防火技术显得尤为重要。
一、防腐技术1. 表面涂装防腐表面涂装防腐是钢结构防腐的主要手段之一。
通过在钢结构表面涂覆一层具有防腐性能的涂料,可以隔离钢材与外界环境的接触,从而达到防腐的效果。
常用的涂料有环氧涂料、聚氨酯涂料等。
这些涂料具有优良的耐腐蚀性能和粘附性能,可以有效地保护钢结构。
2. 热镀锌防腐热镀锌是将钢结构浸入熔融的锌中,通过化学反应形成一层锌铁合金层的防腐方法。
锌具有良好的防腐性能,可以在一定程度上延长钢结构的使用寿命。
热镀锌处理后的钢结构具有较好的耐腐蚀性能和耐磨性能,适用于一些特殊环境下的建筑。
3. 电镀镍防腐电镀镍是一种通过电解将镍沉积在钢结构表面形成防腐层的方法。
电镀镍层具有较好的耐腐蚀性能和耐磨性能,并且具有一定的美观效果。
电镀镍防腐可以针对不同的环境需求进行调整,使得防腐效果更加可靠。
二、防火技术1. 阻燃涂料阻燃涂料是一种可以减缓火势蔓延的涂料,可以降低火灾发生的风险。
阻燃涂料可以在建筑物的钢结构上形成一层具有隔热和阻燃效果的保护层,能够在火灾发生时为钢结构提供保护。
常用的阻燃涂料有阻燃型膨胀阻燃涂料和阻燃型有机涂料等。
2. 防火涂料防火涂料是一种可以隔离钢结构与火源之间的热量交换的涂料。
这种涂料具有良好的隔热性能和防火性能,能够在火灾发生时有效保护钢结构。
防火涂料还可以抑制烟雾的产生,减少人员疏散时的烟气危害。
3. 防火涂层加固防火涂层加固是指在钢结构的表面附着一层具有防火功能的材料,并进行加固处理。
这种方法可以提高钢结构的耐火极限,使其在火灾发生时能够更长时间地保持稳定。
常用的加固材料有钢砂混凝土、轻质隔热材料等。
总结:钢结构的防腐与防火技术是保障建筑安全性的重要环节。
通过表面涂装、热镀锌和电镀镍等防腐技术可以减少钢结构的腐蚀风险;而阻燃涂料、防火涂料和防火涂层等防火技术可以提高钢结构的耐火性能。
阻燃材料的发展历程与趋势

阻燃材料的发展历程与趋势随着人们对火灾安全的要求越来越高,阻燃材料的研发和应用变得至关重要。
阻燃材料具有延缓火势蔓延、减少火灾损失的作用,对于保护人民生命财产安全起着重要的作用。
本文将探讨阻燃材料的发展历程以及未来的趋势。
一、阻燃材料的发展历程1.早期阻燃材料的应用早期的阻燃材料主要采用无机化合物,如铝盐、磷酸盐等,这些材料具有较好的阻燃效果,但是存在着重量大、易老化等缺点。
此外,这些无机阻燃材料的生产成本较高,应用范围有限。
在早期,阻燃材料主要应用于建筑行业、电气行业等需要高阻燃性能的领域。
2.有机阻燃材料的发展随着有机化学的发展,有机阻燃材料开始逐渐取代无机材料。
有机阻燃材料具有较低的密度、较高的阻燃效果以及较低的生产成本,因此在各种领域得到广泛应用。
有机阻燃材料的研发主要集中在改性聚合物、阻燃涂料等方面。
这些材料不仅具有优异的阻燃性能,同时还能保持材料的力学性能,满足不同领域的应用需求。
3.新型阻燃材料的涌现近年来,随着科技的不断进步,新型阻燃材料不断涌现。
例如,纳米阻燃材料、生物基阻燃材料等。
纳米阻燃材料利用纳米技术改善了材料的阻燃性能,同时降低了材料的密度和成本。
生物基阻燃材料则利用可再生资源替代传统的有机阻燃剂,具有绿色环保的特点。
这些新型阻燃材料的出现促进了阻燃技术的发展,为各个领域提供了更好的解决方案。
二、阻燃材料的发展趋势1.绿色环保随着人们对环境保护的重视,绿色环保将成为未来阻燃材料发展的重要方向。
研究人员将进一步探索生物基阻燃材料、可降解阻燃材料等,以减少对环境的影响。
未来的阻燃材料应该具有良好的阻燃性能,同时满足绿色环保的要求。
2.功能多样化未来的阻燃材料将朝着功能多样化的方向发展。
除了传统的阻燃功能外,阻燃材料还将具备抗菌、抗氧化、导热等功能。
这样的多功能材料可以满足不同领域的需求,提供更加综合的防护效果。
3.智能化应用随着物联网和人工智能技术的不断发展,未来的阻燃材料将实现智能化应用。
阻燃材料的基本原理与机制

阻燃材料的基本原理与机制阻燃材料是一种具有阻燃性能的材料,它能够在受到火源作用时减缓燃烧速度或阻止火势蔓延,为我们的生活和工作提供了更大的安全保障。
本文将介绍阻燃材料的基本原理与机制。
一、阻燃材料的基本原理阻燃材料的基本原理是通过改变材料的化学性质或物理性质,使其在受到火源作用下产生一系列的化学反应或物理变化,从而阻碍火焰的扩散和燃烧的进行。
1. 产生惰化层阻燃材料可以通过产生惰化层的方式来减缓燃烧速度。
当阻燃材料受到高温时,它会发生化学反应,产生一层惰性气体或无机氧化物,如CO2、氮气或磷酸盐等。
这一层惰化物可以降低燃烧物的燃烧速度,阻碍火焰的蔓延。
2. 散热降温阻燃材料还可以通过散热降温的方式来减缓燃烧速度。
当阻燃材料受到高温时,它能够吸收大量的热能,将其传导到周围环境中,从而降低燃烧物的温度,使火焰无法进一步燃烧。
3. 阻碍氧气供应阻燃材料还可以通过阻碍氧气供应的方式来减缓燃烧速度。
当阻燃材料受到高温时,它能够释放出少量的易燃气体或者构成阻挡层,阻碍空气中的氧气进入燃烧区域,从而减缓燃烧速度。
二、阻燃材料的机制阻燃材料的机制主要包括物理机制和化学机制两种。
1. 物理机制物理机制是指阻燃材料通过改变物质的物理状态或物理性质,来减缓燃烧速度或阻止火势蔓延。
比如,阻燃材料可以通过提高熔点或者添加密封层来阻止火焰的扩散;通过增加表面积或者减小粉末颗粒的大小来降低燃烧速度。
2. 化学机制化学机制是指阻燃材料通过改变物质的化学反应或化学性质,来减缓燃烧速度或阻止火势蔓延。
比如,阻燃材料可以通过生产惰性物质、形成防火气体、生成分解产物等方式来抑制火势的发展;通过控制氧化反应、阻止自由基的生成等方式来降低燃烧速度。
三、阻燃材料的应用阻燃材料广泛应用于建筑、电力、交通、航空航天等领域。
在建筑领域,使用阻燃材料可以提高建筑物的火灾安全性能,保护人民的生命财产安全;在电力领域,通过使用阻燃材料可以减少电气设备的起火事故,提高电网的稳定性;在交通领域,使用阻燃材料可以减少车辆火灾事故的发生,提高交通工具的安全性能;在航空航天领域,使用阻燃材料可以保障航空器材料在高温和高压环境下的安全运行。
阻燃剂基本知识及用途

阻燃剂基本知识及用途技术的目的是使非阻燃材料具备阻燃的性能,在一定条件下不容易燃烧或者能够自熄。
阻燃的途径不外乎以下几种:1、阻燃剂使可燃烧物炭化,从而达到阻燃效果。
这种阻燃效果主要是在固相中发挥作用,这种类别的阻燃材料主要是磷类阻燃剂(包括有机磷类和无机磷类)。
2、阻燃剂在燃烧条件下形成不挥发隔膜,隔绝空气达到阻燃目的。
这种阻燃效果主要是在液相中发挥作用。
这种类别的阻燃材料主要有硼酸盐、卤化物、氧化锑和磷类材料,或者这几种材料间的相互反映生成的物质。
3、阻燃剂分解产物将氢氧自由基连锁反应切断从而达到阻燃目的。
这种阻燃效果主要是在气相中发挥作用。
这种类别的材料主要是在气相中发挥作用。
这类阻燃材料主要是卤化物和氧化锑。
4、燃烧热的分散和可燃物质的稀释。
这类阻燃材料主要是硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁等物质,主要是因分解大量吸热、所产生的不燃物质稀释可燃性气体而达到阻燃目的。
其他的还有氮系的阻燃剂,目前新型的磺酸盐系列(市场品为3M的FR-2025),硅系的偶联剂(GE 开发出高效产品,却因为其高昂的成本而应用不多)等。
按照标准的规定,一般采用酒精喷灯燃烧实验或者模拟巷道丙烷燃烧实验来检测产品的阻燃性能。
卤素阻燃剂基本知识根据许多科学研究显示,卤素系阻燃剂已经成为日常环境中到处扩散的污染物,且对于环境与人类的威胁日益升高。
而制造、循环回收、或抛弃家电及其它消费性产品的行为,则是造成这些污染物释放到环境的主要途径。
为保护环境,某些卤素系阻燃剂已经不能使用在电器产品和房屋建材的塑料材料部份(此泛指塑料的表面/外壳)。
塑料材料中禁用卤素系阻燃剂的原因是此种阻燃剂无法回收使用,而且在燃烧与加热过程中会释放有害物质,威胁到人类身体的健康、环境和下一代子孙。
如同其它有毒的重金属(如铅、镉、水银、六价铬等),欧盟(EuropeanUnion)在欧盟电子电机中危害物资禁用(RestrictionoftheUseofHazardousSubstancesinelectricalandelectronicequipment,RHS)指令中决定在2006年7月1日全面禁止PBB(PolybrominatedBiphenyls)及PBDE(PolybrominatedDiphenylEthers)等溴系阻燃剂的使用。
化工生产防火防爆技术(5篇)
化工生产防火防爆技术引言:化工行业是现代工业发展的重要领域,化工生产过程中常涉及很多危险品和易燃易爆物质,因此在化工生产中,防火防爆技术是十分重要的。
本文将从防火和防爆两个方面介绍化工生产的相关技术。
一、防火技术在化工生产中,防火技术是避免火灾事故的关键。
以下是几种常见的防火技术:1. 安全管理合理的安全管理是预防火灾的基础。
化工生产企业应制定周密的安全管理制度,明确责任和权利,加强从业人员的安全防范意识教育和培训,确保所有人员严格遵守各项操作规程。
2. 阻燃技术阻燃技术是一种防止火灾蔓延的重要手段。
阻燃剂是一种能够抑制燃烧的物质,通过添加阻燃剂到可燃物质中,可以有效降低材料的燃烧性能,减少火灾蔓延的速度和程度。
3. 自动灭火系统自动灭火系统是一种常见的防火技术,可以实时监测和控制火灾的发生。
常见的自动灭火系统包括火灾报警系统、气体灭火系统和水喷淋系统等。
这些系统能够在火灾发生时自动启动,及时进行报警和灭火,有效避免火灾事故的扩大。
4. 隔离与分隔化工生产场所应按照安全要求进行合理的隔离和分隔设计。
不同性质、危险性和易燃性的物质应分别存放,并设置防火隔离带或分隔区域来避免不同物质之间的相互影响。
5. 通风系统通风是防止火灾扩大和排除有害气体的重要手段。
化工生产场所应合理设计通风系统,确保通风效果良好,及时排除有害气体,降低爆炸和火灾的风险。
二、防爆技术在化工生产中,防爆技术是避免爆炸事故的关键。
以下是几种常见的防爆技术:1. 防爆设备和工具化工生产过程中应使用防爆设备和工具,例如防爆电气设备、防爆灯具等。
这些设备和工具经过特殊设计,能够防止火花或静电等因素引发爆炸。
2. 空气净化系统空气中的有害气体是爆炸的重要源头。
化工生产场所应设置空气净化系统,及时清除空气中的有害气体和粉尘。
定期检测和清理空气净化设备是防止爆炸事故的重要环节。
3. 防静电措施静电是化工生产中常见的爆炸源。
采取适当的静电消除措施,例如使用导电地板、设置导电设备和可导电空间等,能够有效防止静电的积累和释放,减少爆炸事故的发生。
阻燃化学纤维的高效柔性化制备技术开发方案(二)
阻燃化学纤维的高效柔性化制备技术开发方案一、实施背景随着公众对安全意识的提升,阻燃材料在众多领域的重要性日益凸显。
特别是在建筑、汽车、飞机等领域,阻燃材料的应用越来越广泛。
然而,当前市场上的阻燃化学纤维材料普遍存在制备过程效率低下、材料柔性不足等问题,难以满足日益增长的需求。
因此,开发一种高效、柔性化的阻燃化学纤维制备技术势在必行。
二、工作原理该技术方案基于纤维素的化学改性原理,通过选用特定的催化剂和反应条件,使化学纤维在保持良好阻燃性能的同时,具备良好的柔性和可加工性。
具体来说,我们将利用纤维素的羟基进行接枝改性,引入具有阻燃性能的基团,如磷酸酯或硼酸酯。
这些基团不仅能有效提高纤维的阻燃性能,而且能赋予纤维优良的柔性。
三、实施计划步骤1.催化剂选择与优化:筛选适用于纤维素化学改性的催化剂,通过实验确定最佳的催化剂用量和反应条件。
2.纤维制备:将经过改性的纤维素进行纺丝处理,制备成阻燃化学纤维。
3.纤维处理:通过热处理、拉伸等方式对纤维进行后处理,进一步提高其阻燃性能和柔性。
4.性能检测:对制备得到的阻燃化学纤维进行各项性能指标的检测,如阻燃性能、力学性能、热稳定性等。
5.应用研究:将所制备的阻燃化学纤维应用于实际场景中,评估其实际使用效果。
四、适用范围该技术方案适用于各种需要使用阻燃化学纤维的领域,如建筑、汽车制造、航空航天等。
同时,由于该技术方案制备的阻燃化学纤维具有良好的柔性,也可应用于纺织品、家居用品等领域。
五、创新要点1.通过纤维素的化学改性方法,实现了阻燃性能和柔性的同时提升。
2.选用新型催化剂,优化了反应条件,提高了制备效率。
3.后处理技术的引入,进一步增强了纤维的阻燃性能和柔性。
4.拓宽了阻燃化学纤维的应用领域,为不同领域的安全提供了新的解决方案。
六、预期效果1.制备得到的阻燃化学纤维其阻燃性能应达到国家标准及客户要求。
2.纤维的力学性能(如强度、伸长率)应明显优于现有市售产品。
高分子材料的阻燃技术探讨
高分子材料的阻燃技术探讨随着现代化的发展,高分子材料广泛应用于现代化的工业生产中。
然而,高分子材料因具有易燃、易熔和有毒等特性,使得其在生产、运输、储存和使用过程中产生火灾事故,严重威胁到人们的生命财产安全和环境保护。
因此,高分子材料的阻燃技术的研究与发展显得尤为重要。
高分子材料的阻燃技术是指通过添加阻燃剂、改变材料结构等手段,使材料具有一定的阻燃性能,使其在一定的火焰来源下,能够避免或抑制燃烧反应的继续进行。
高分子材料的阻燃技术主要是从防火和环保两个方面出发,采用物理、化学和结构等多种手段综合防护,以控制热分解产物和气体的释放速率和种类,从而限制火势的扩散和减少有毒气体的产生。
(1)物理隔离法物理隔离法是通过在高分子材料的表面或内部添加隔热隔氧层的方式降低材料燃烧反应的程度,从而抑制火势的扩散。
这种隔离层需要具备一定的厚度和热稳定性,能够承受高温,同时不能影响材料的机械性能和加工性能。
(2)气相阻燃法气相阻燃法是指在高分子材料中添加具有热解产物中的“无效”部分,从而减少可燃物的含量,阻止火焰的蔓延。
这种方法的优点是制品加热后会产生大量凝聚相和非易挥发相,从而降低了材料的火焰扩散速度。
这种方法的实现需要深入了解材料的热解过程以及热解产物的性质。
(3)化学反应法化学反应法是指通过在高分子材料中添加化学阻燃剂,使其在遇到火源时发生化学反应,生成难燃或不易燃的产物,从而达到阻燃的目的。
这种方法的优点是能够针对材料的特性和所需的性质,选用不同类型的阻燃剂,而且材料制品不受质量变化和不受环境影响。
但也有其不足,如阻燃剂的添加量过多,会导致材料的成本增加或导致固化不良等质量问题。
(4)改变材料结构法改变高分子材料结构的思路与化学反应法非常类似,这种方法是通过改变高分子碳链的结构,增加三聚氰胺等复合材料的含量,从而增加材料的耐火性和机械性能。
此外还可以通过特殊增强剂的添加,增加高分子材料的耐热性和耐氧化性,提高材料的阻燃性能。
高分子材料阻燃技术研究
高分子材料阻燃技术研究
高分子材料的阻燃技术研究是为了防止高分子材料在火灾中易
燃易爆,避免火灾蔓延和难以控制。
目前,常见的高分子材料阻燃
技术有以下几种:
1. 添加阻燃剂。
阻燃剂能够在材料表面形成保护层,减少材料
燃烧的产物,并能吸收和分散热量。
目前常用的阻燃剂有几十种以上,如磷酸盐、氧化铝、聚硅氧烷等。
2. 改变聚合物结构。
增加聚酯中羧酸官能团的含量,将其改变
为聚酰胺等结构,可使其阻燃性的提高。
3. 合成阻燃材料。
合成一些具有阻燃性能的高分子材料,如氮、磷、硅、硝基等元素的化合物。
4. 采用纳米技术。
纳米材料的界面能力、表面积、物理机械特性、电化学性能等能够改善分散性,增加阻燃物质和塑料之间的作
用力,增强阻燃效果。
总的来说,高分子材料阻燃技术的研究不断推进,旨在提高材
料的耐高温、阻烟性、低毒性等性能,确保材料在火灾时的安全性。
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4.阻燃化的基本技术4.1技术动向及期望的阻燃技术通过对地球环境影响的深刻思考,以电线和电缆为中心之高分子的阻燃化技术,应聚焦于“安全”并开发“环境协调”型的材料,已如前所述。
但这一课题要求从本质上解决矛盾,仅依靠过往之技术是很难做到的。
当前大量使用的多种阻燃剂,不仅释放有害气体,且会招致烟雾增大。
无卤阻燃材料虽能使有害性得到改善,但通常会使制品的某些特性降低亦不够完善。
所以,人们期望开发出具有新概念的阻燃化技术。
对于阻燃材料的设计,以往是把阻燃性能和材料自身性能同时作为重点,并列起来加以考虑的。
如阻燃性能、低发烟性、释放气体的低毒害性以及阻燃成品的功能、加工性能与成本的平衡等。
这种手法在寻求“与环境协调”以及“废弃处理时的安全和再利用”方面总是有一定限度的。
如众所知,阻燃作用只要在一旦发生火灾时能够发挥出来即可,平时会更加注重材料的一些基本性能。
所以,阻燃功能的设计,应该是紧急时瞬间即可得到最大限度发挥,进行废弃处理时要能迅速分解,且再利用时又可按照需要改变形态并赋予相应功能,这些都是很必要的。
(参见图11)。
4.2各种气体对人身的危害性7~9)高分子材料燃烧时,不仅仅是燃烧产生有害气体,缺乏氧气以及热气流等,均会对人体造成影响。
在真正发生火灾时,很难定量地把握燃烧气体的整体危害性。
有人提出,根据各种气体本身的危害性,及其在燃烧气体中所占比率,累积算出「毒性指数:TI 」的方法。
但是,同一材料在不同燃烧条件下产生之气体的成分,会存在很大的差别,处理这类数据时,不得不十分谨慎。
4.3腐蚀性气体的影响23)对阻燃材料燃烧产生气体之腐蚀性,有人根据铜表面的腐蚀量,进行了评价。
令氯含量(29wt%)的PVC 、溴含量(13.32wt%)的PE 、磷含量(8wt%)的EVA 的燃烧生成气,分别与金属铜接触60分钟后的腐蚀厚度,如图12所示。
图12阻燃材料燃烧气体对铜的腐蚀效果未添加阻燃剂之LDPE 、EVA 产生气体的腐蚀厚度为18~35Å、含磷的是300~400Å、含溴的是500~600Å说明腐蚀性增强了,而PVC 则达到了3000Å,显示出最强烈的腐蚀性。
这说明,含有卤素之材料的生成气体,在有水分共存的条件下,腐蚀性有急剧增强的特征。
4.4阻燃剂的安全性有机阻燃剂含有大量的卤素,燃烧时会产生卤化氢等产物。
再者,当前最有效且使用量最多的十溴二苯醚(DBDPO ),在接近600℃时的分解产物中,可能含有聚溴代二苯呋喃类2)。
现状是,人们不得不面对,阻燃剂燃烧生成物含有许多有害物质的现实。
另外,阻燃剂自身的安全性也必须加以考虑,例如表6中列举了0 C u 腐蚀量(A )E V AF R -E V A (P )L D P EF R -L D P E (P )F R -L D P E (Br )一些大家熟知的磷系阻燃剂的急性毒性。
表6磷系阻燃剂的急性毒性4.5防火材料发生火灾时,电线·电缆线路的安全性不仅仅是自身的阻燃化,还要形成如图1324)所示之整体布线全局系统性的防灾保护(耐热保护、防止蔓延)。
电缆的完全不燃化—MI 电缆赋予一定时间的耐热功能 耐火电线(840℃×30分)耐热电线(380℃×15分)其它耐热保护配线 电线管等耐热处理新铺设电缆的阻燃化图13电线、电缆的阻燃化及其防火对策防止电缆网火灾蔓延以及保护居 住区和重要设备 等免受二次灾害在对配线回路进行耐热·防火处理时,应选用消防法和建设基准法规定的耐热电线(380℃×15分)和耐火电线(840℃×30分)。
其中,耐火电线的绝缘体,应采用云母胶带。
对于电线·电缆布线回路上墙壁·地板通孔间隙处,应采用高阻燃性能之材料密封,以防蔓延。
此外,对已铺设之电线·电缆的阻燃操作,亦可采用防火涂料、防火胶带、防火套筒等加以包覆的处理方式(图14、15)25)。
这些防火材料均为「发泡碳化」型物质,能够形成坚固的碳化隔热层,可有效地隔离外部热源,收到防止电线·电缆燃烧的效果。
防火涂料,则是由水溶性橡胶、液态橡胶、胶乳、碳源、无机填充剂、有机·无机纤维、三聚氰胺以及磷酸类物质组成的。
阻燃套管阻燃胶带控制重叠部分>50mm丁腈橡胶粘接电缆图14阻燃套管防火处理法阻燃片阻燃胶带控制重叠部分>50mm丁腈橡胶粘接电缆图14阻燃片防火处理法4.6无卤阻燃技术4.6.1概要卤素系列阻燃剂和含卤素系列聚合物的难点,在于其发烟性以及产生大量有害气体。
尤其是PVC 和各种卤素系列阻燃剂,被指责燃烧时可能产生微量的二恶英或其关联体。
抑制PVC燃烧时产生HCl的方法通常是添加CaCO3,但其本身并非阻燃剂,过度添加会使释放到气相中的HCl大幅度减少,反而会招致阻燃性能降低,也是一个难点。
在这一背景下,完全不使用卤族元素之无卤阻燃技术得到了实用化。
这类技术的基点是,在聚烯烃类树脂中添加数量较多的无机阻燃剂Al(OH)3 和Mg(OH)24.6.2 Al(OH)3和Mg(OH)2Al(OH)3和Mg(OH)2是具有代表性的无卤无机阻燃剂,在高温时通过脱水反应能吸收周围的热量使温度降低。
按照单位重量来计算,Al(OH)3的吸热量更大一些,但在245~320℃的温度范围内,水份即全部脱尽。
特点是有效温度范围较低,对于在较低温度下开始分解的聚合物有效。
而Mg(OH)2的脱水温度范围在340~490℃之间,可以期待在较高的温度范围内发生作用,对于高温分解型的聚合物,例如聚烯烃类等则更为适宜。
另外,从抑制材料温升效果来看,添加同等数量时,Al(OH)3显得更优秀一些,若从提升氧指数来考察,则Mg(OH)2的更胜一筹,可谓各有所长。
表7中简要地列出了两者在其它方面之特性的对比,可以根据使用的必要性和目的不同分别选用。
例如,在电器绝缘体的阻燃化中,Mg(OH)2几乎成了聚烯烃类基体的专用材料。
而对于蒙皮材料或是VA-EVA含量较高之基材,Al(OH)3会更好一些。
表7 Al(OH)3 和Mg(OH)2的特性对比⑴抑制材料温度上升的效果Mg(OH)2<Al(OH)3⑵降低表面散热效果Mg(OH)2<Al(OH)3⑶燃点升高效果(少量配合)Mg(OH)2>Al(OH)3燃点升高效果(多量配合)Mg(OH)2<Al(OH)3⑷延迟起火时间的效果Mg(OH)2<Al(OH)3⑸氧指数升高效果Mg(OH)2>Al(OH)3⑹促进碳化效果 Mg (OH )2 >Al (OH )3表8列举的是Al (OH )3和Mg (OH )2 及其相应金属氧化物添加效果的对比,以便于更好地理解无卤阻燃剂的效果。
4.6.3游离卤素阻燃剂抑制发烟的效果采用NBS 法对各种材料之发烟性进行比较时,确认Mg (OH )2抑制发烟的效果如图16所示,无论有无明火,其发烟性均明显下降且阻燃性能也充分达到了实用的水平。
这种阻燃效果,与以往一些类型阻燃剂添加量达到~30PHR (根据情况有的并用Sb 2O 3)时是同等的。
由于无卤阻燃剂的添加量需达到100~150PHR ,使得单位重量的有机物(燃料)数量相对减少了。
表8配合各种无机填充剂之试样的燃点和阻燃性另一方面,将这些无机阻燃剂添加到PVC 中,不仅阻燃性能得到了提高,在抑制HCl 产生的同时还可以收到抑制发烟的效果(图17)。
这一事实表明,无卤阻燃剂之所以能够起到抑制发烟的作用,恐还有未知的机理存在,意味深远。
4.6.4无卤阻燃剂的表面处理图16用NBS法测定添加Mg(OH)2阻燃材料发烟情况图17 Mg(OH)2C aCO3Al(OH)3对PVC产生HCl的抑制效果有人提出采用高级脂肪酸或耦联剂对Al(OH)3和Mg(OH)2 进行表面处理的方案,不失为一种更有效的对策。
表9所示为采用有机硅酮处理之Al(OH)3时,HDPE机械特性的改善程度。
当前,虽然已经确认不同类型的表面处理方式,会收到相应的改善效果,并可防止吸水后电气性能的递减。
但遗憾的是,这种手法和技巧未得到普及,尚未被确认为一种普遍的通则,暂难实现彻底改善。
4.6.5开发阻燃催化剂的探索工作14)为了尽量减少无卤阻燃剂的用量,本文作者提出在聚合物燃烧热分解过程中,采用「阻燃催化剂」来促进在梯形聚合物阶段发生碳化反应的过程。
例如,在EVA中添加100PHR之Mg(OH)2的体系内,加入少量如表10所示之各种金属化合物(3PHR),如氧化镍、硼酸图18无卤聚烯烃之极性与阻燃性和机械强度之间的关系表9添加有机硅酮处理之Al (OH )3时HDPE 的机械特性表10添加阻燃催化剂的效果以及增量效果这一事实说明,某些特定金属元素具有「阻燃催化作用」。
倘能改善其与聚合物的相溶性,尚可在某种程度上对物性的降低起到一定的抑制作用。
如图19所示,当添加有机金属络合物时,如添加水杨醛-Zn 、-Cu 、或8-羟基喹啉-Mn 、-Cu 或-Ni等,仍然是加入3PHR 者在提高阻燃性能方面更为有效(表11)。
不过,即使是相同的配位体,由于中心金属和金属氧化数的不同,亦会出现意想不到效果,甚至其机能完全发生逆转。
HC=O OCuO O=CH二(水杨醛)铜H 3C CH 3C O O C HC Cu CHC O O CH 3CCH 3二(乙酰丙酮)铜 OH OH 3C N N CH 3C CuC CH 3C N N CH 3O H O二(二甲基乙二肟)铜OCu O 二茂铁二(8-羟基喹啉)铜图19有机金属络合物体系阻燃催化剂的化学结构这些「阻燃催化剂」的作用机理,目前尚不十分清楚难以作出统一的解释。
但凡在阻燃性能得到提高的系统内,碳化残渣量均无例外地增多了(表12)。
据此推测。
是由于高温时形成表面碳层的作用得到增强,使阻燃性能得到了提高。
其中,尤以有机金属的络合物最为特殊,金属元素的存在数量极少,收获的效果却是非常显著的。
即使络合物自身分解点和挥发温度低亦无妨碍,特别是燃烧后的残渣中金属元素的含量较多,引起了极大地关注。
表11 EVA-Mg (OH )2有机金属络合物的阻燃性能表12 EVA-Mg(OH)2阻燃催化剂组成物碳化残渣量★1:添加量3PHR★2:EVA-Mg(OH)2体系相应碳化材料数量4.6.6无卤阻燃剂的课题无卤阻燃技术虽然取得了快速进展,但仍然存有不完善或未完成的部分。
作为这一范畴之主要课题的相应对策如表13所示,期待其能够迅速取得突破性进展。
表13无卤化技术和存在问题的相应对策4.7低发烟技术16、17)4.7.1概论燃烧时产生烟雾,除其自身有危害性还会影响视线,对避难和灭火行动造成障碍,从而导致二次灾害。
另外,氯系聚合物会产生大量的HCl,对周围的设备造成腐蚀伤害,亦应探索预防的技术。