PE电缆料的无机阻燃配方体系研究

一、引言

聚乙烯（PE）具有良好的电气绝缘性、化学稳定性和加工性能，因此被广泛应用于电缆料领域。然而，PE属于易燃材料，限制了其在一些对防火安全要求较高的场合使用。为了提高PE电缆料的阻燃性能，无机阻燃剂因其环境友好、热稳定性好等优点，成为构建阻燃配方体系的重要选择。对PE电缆料无机阻燃配方体系的研究，对于提升电缆的安全性和拓展其应用范围具有重要意义。

二、常用无机阻燃剂在PE电缆料中的应用

氢氧化铝（ATH）：ATH是一种极为常见的无机阻燃剂，在PE电缆料中应用广泛。其阻燃原理主要基于受热分解特性，当温度达到200 - 250℃时，ATH会发生分解反应，吸收大量的热量，从而降低材料表面的温度， 抑 制燃烧的进行。同时，分解过程中释放出大量水蒸气，稀释了周围的可燃气体浓度，阻隔了氧气与可燃物质的接触。分解产生的氧化铝会在材料表面形成一层致密的保护膜，进一步阻止热量和氧气的传递。通常，在PE电缆料中ATH的添加量需要达到40% - 60%，才能获得较好的阻燃效果。但随着添加量的增加，会导致PE电缆料的力学性能下降，如拉伸强度、断裂伸长率降低，同时加工性能也会变差，熔体流动性下降。

氢氧化镁（MDH）：MDH也是一种重要的无机阻燃剂，其分解温度在300 - 350℃，比ATH更高，这使得它在一些需要较高加工温度的PE电缆料中具有独特优势。MDH同样依靠受热分解吸热以及释放水蒸气来实现阻燃。与ATH类似，MDH在分解时产生的氧化镁会在材料表面形成隔离层，起到隔热、隔氧的作用。在PE电缆料中，MDH的添加量一般在30% - 50%左右。MDH的添加也会对电缆料的力学性能产生一定影响，不过由于其分解温度较高，在高温环境下能提供更持久的阻燃效果，在一些对高温性能有要求的电缆应用中具有重要价值。

膨胀型阻燃剂（IFR）：IFR是一种新型的无机环保阻燃剂体系，主要由酸源、碳源和气源组成。在PE电缆料中，当受到热量作用时，酸源分解产生酸，促使碳源脱水碳化，形成一层多孔的炭质泡沫层。同时，气源分解产生大量不燃性气体，使炭质泡沫层膨胀，这层膨胀的炭质泡沫层具有良好的隔热、隔氧性能，能有效阻止火焰的传播和热量的传递。IFR在PE电缆料中的添加量相对较低，一般在10% - 30%之间，就能实现较好的阻燃效果，并且对材料的力学性能和电气性能影响较小。常见的IFR体系如聚磷酸铵 - 季戊四醇 - 三聚氰胺等，在PE电缆料的阻燃领域展现出了良好的应用前景。