一 低煙無鹵 (LS0H或LSZH) 阻燃線纜料的演變與崛起 1 線纜中含鹵的危害 含鹵(特別是溴系)阻燃聚合物體系因其突出的阻燃效果，80年代中期以前在阻燃聚合物市場中占有絕對的統(tǒng)治地位。電線電纜工業(yè)界中的聚氯乙烯(PVC)即是其中的一例，至今仍在護(hù)套和絕緣料中承擔(dān)著主要角色。隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，PVC內(nèi)在的弱點(燃燒時釋放的
一.低煙無鹵 (LS0H或LSZH) 阻燃線纜料的演變與崛起
1.線纜中含鹵的危害
含鹵(特別是溴系)阻燃聚合物體系因其突出的阻燃效果，80年代中期以前在阻燃聚合物市場中占有絕對的統(tǒng)治地位。電線電纜工業(yè)界中的聚氯乙烯(PVC)即是其中的一例，至今仍在護(hù)套和絕緣料中承擔(dān)著主要角色。隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，PVC內(nèi)在的弱點(燃燒時釋放的大量煙霧，嚴(yán)重的腐蝕性氣體和有毒氣體)益發(fā)明顯。從那時起評估和尋找PVC料的替代物遂成為人們爭論的焦點。
早在1986年歐洲首先發(fā)現(xiàn)燃燒產(chǎn)物中含有的多溴二苯醚，四溴代雙苯并二惡烷及四溴代雙苯并呋喃等屬于致癌物質(zhì)。直至2001年英國又接連發(fā)現(xiàn)五溴二苯醚,十溴二苯醚在野生獵鷹蛋內(nèi)的生物積累高出家養(yǎng)獵鷹蛋400倍。于是再次發(fā)起拒絕生產(chǎn)與使用含溴阻燃劑的行動。
2. 北美與歐洲對線纜在火災(zāi)中的認(rèn)識
過去的幾十年無鹵阻燃體系逐漸進(jìn)入了歐洲，并被接受為電纜制造技術(shù)的一個部分。而美國則并非如此,一般只限于返銷歐洲的產(chǎn)品才做此規(guī)定。歐洲和美國基于不同的國情和背景有著完全對立的觀點： 美國流傳的概念認(rèn)為：禍災(zāi)的根源在于一氧化碳(CO)毒氣的產(chǎn)生以及其后的轟燃("flashover")過程中CO轉(zhuǎn)化為CO2的熱釋放。因此,如果能通過一些辦法提高物品的燃點及控制過程的熱釋放,即可減少火災(zāi)的危害。
北美UL認(rèn)證機(jī)構(gòu)提出基于北美的線纜防火標(biāo)準(zhǔn)。要滿足UL的標(biāo)準(zhǔn)必須將鹵素添加到線纜絕緣層的聚合物中，其PVC線纜含有氯，而FEP(Teflon特氟瓏聚四氟乙烯，也就是CMP)線纜含有氟。FEP具有很強的防火性，在燃燒冒煙解體之前可以承受800℃以上的溫度，也就是燃點達(dá)到800℃以上。但是，由于要滿足UL的標(biāo)準(zhǔn)必須將當(dāng)鹵素添加到線纜絕緣層的聚合物中，則PVC線纜燃燒時會散發(fā)出氟化氫和二氧化物氣體，它們被綠色和平組織確定為“科學(xué)已知的、具有毒性的合成化學(xué)物”。而當(dāng)FEP線纜燃燒時，它釋放出無色、無味，但毒性比氯化氫更強的氟化氫。有測試表明，在FEP煙霧中還存在另外一種危險氣體。
歐洲則認(rèn)為：在燃燒中產(chǎn)生的鹵酸(HCL)釋放量、氣體腐蝕性、煙霧濃度及氣體毒性是決定人們能否安全脫離火災(zāi)現(xiàn)場的主要因素。目前全球大部分地區(qū)敷設(shè)的電力及通信線纜均含有鹵素，該類線纜在燃燒時會散發(fā)出有毒霧狀化學(xué)物質(zhì)。火災(zāi)現(xiàn)場，含鹵線纜會產(chǎn)生酸性氣體，有損人員的鼻、喉等器官，煙霧還容易使人員迷失方向，難以逃離火災(zāi)現(xiàn)場。因此，歐洲地區(qū)大部分均采用低含鹵或低煙無鹵素綠色環(huán)保型線纜標(biāo)準(zhǔn)。
禍災(zāi)的嚴(yán)重性取決于人們脫離火情現(xiàn)場的成功率。煙氣的刺激性和毒性是制約脫離火情現(xiàn)場的主要因素。因此，對于燃燒中產(chǎn)生的煙，毒，和腐蝕應(yīng)該給予優(yōu)先的關(guān)注。換言之，徹底擯棄鹵素物質(zhì)的生產(chǎn)和使用是當(dāng)務(wù)之急。
二.無鹵素線纜的特點
1. 不含有鹵素，不產(chǎn)生有害氣體及腐蝕性氣體
在無鹵素線纜的組成材料中，除了不使用鹵族元素之外，磷類阻燃劑也在排除之列。歐洲的線纜生產(chǎn)商為了符合嚴(yán)格的防毒性規(guī)范，均不使用鹵素，代之以金屬加入到聚乙烯和聚內(nèi)烯線纜絕緣層中。當(dāng)受熱時，這種線纜只散發(fā)出毒性很小的可見蒸汽。
2.燃燒時發(fā)煙量少
具統(tǒng)計，在火災(zāi)中死亡的人員中有三分之一的是因為吸入電線線纜燃燒時釋放的有毒氣體而窒息死亡，所以我們提出了線纜不僅需要具有良好的阻燃性能，而且應(yīng)該具備一旦燃燒后產(chǎn)生的氣體中無鹵酸(有害氣體)并且發(fā)煙量低，以確保不熟悉現(xiàn)場的人員有逃生機(jī)會。
3.不含有鉛等重金屬，不含環(huán)境激素，不污染土壤
鉛及鉛的化合物，會被人體的消化器官和呼吸器官攝取，在人的血液及腦部積累，危害人體的健康。而當(dāng)線纜皮經(jīng)過破碎、掩埋處理后，鉛化合物也會從氯化物中逸出，污染土壤和水質(zhì)，危害人體。
4. 抗老化較好，可長久確保網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)
PVC線纜四對線其芯線絕緣材質(zhì)為聚乙烯(PE), 因此在采用聚氯乙烯(PVC)當(dāng)外皮材料時, 經(jīng)過一段時間后 , 聚氯乙烯(PVC)上的塑料油會自行移動至四對線的外皮 , 將導(dǎo)致其芯線絕緣的聚乙烯(PE)介質(zhì)發(fā)生改變，從而造成網(wǎng)絡(luò)四對線的傳輸特性變差。而如采用低煙無鹵素(LSZH)當(dāng)外皮材料 , 因為低煙無鹵素(LSZH)本身就是一種PE材質(zhì) , 而PE與PE長時間接觸并不會產(chǎn)生移動現(xiàn)象。因此也就不會影響纜四對線芯線絕緣介質(zhì)聚乙烯(PE)，不會改變四對線線對的特性，從而可永遠(yuǎn)確保線纜長久的品質(zhì)。
同時，由于這種無鹵纜的防火性能不如含鹵纜，并且其絕緣層很快會燃燒。因此，越來越多的歐洲線纜生產(chǎn)商著眼于生產(chǎn)低煙無鹵阻燃型線纜以及耐火型線纜，并已研制出用無鹵復(fù)合物做護(hù)套線纜，其防火等級已相當(dāng)于UL標(biāo)準(zhǔn)中CMR的線纜防火等級。這種耐火線纜在發(fā)生火災(zāi)時能正常工作，繼續(xù)輸送電力和數(shù)據(jù)，可用于煙霧報警和緊急照明。并且發(fā)生火災(zāi)時不會蔓延火勢，只產(chǎn)生少量無腐蝕性、無毒的煙霧。
三.線纜產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展
電線電纜行業(yè)的發(fā)展尤為突出。當(dāng)前世界上已有為數(shù)眾多的電線電纜料的供應(yīng)商。其中大部分廠家新近正在從事無鹵材料的開發(fā)研制與生產(chǎn)。例如：Datwyler等。市場上已有供不同種用途(建筑，通訊，交通，鐵路等)需要的不同類型的無鹵電纜產(chǎn)品。
應(yīng)該看到，隨著線纜行業(yè)的發(fā)展，除電力電纜外，建筑物內(nèi)市電(220/240伏)布線電纜，電話電纜以及數(shù)據(jù)電纜都得到了長足的進(jìn)展。迄今，電力線纜(< 1 kV)及220/240伏市電線纜料中的一半以上仍是PVC線纜料。一般，建筑市電布線電纜及電話電纜均為護(hù)套(PVC) + 絕緣(PVC); 數(shù)據(jù)電纜:則是護(hù)套(PVC) + 絕緣(中密或高密PE)。有趨勢表明在重要場合下LSZH將逐漸成為這些線纜料的首選。例如英國自從倫敦皇家地鐵站慘痛火災(zāi)事故發(fā)生以后，相關(guān)部門已經(jīng)明令在公共場合下必須采用符合使用技術(shù)指標(biāo)的LSZH電纜料。
近代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)帶動計算機(jī)局域網(wǎng)(LAN)的飛速發(fā)展，進(jìn)而導(dǎo)致對相互連接的數(shù)據(jù)傳輸電纜的渴求與日俱增。一般估計，每臺計算機(jī)平均需要60米的LAN電纜。因此數(shù)據(jù)電纜的應(yīng)用兩可想而知。
面對來自以美國為主的異議以及考慮到未來的發(fā)展前景，進(jìn)一步推動以無鹵聚烯烴電纜料為主的電纜料行業(yè)，2001年在歐洲成立了FROCC (Fire Retardant Olefinic Cable Compounds) 協(xié)會。
四.環(huán)保安全及標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)
總的方向：安全環(huán)保第一。制定頒布更加嚴(yán)格的法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)。
全球各地的防火標(biāo)準(zhǔn)各不相同，北美有UL標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)中有專門針對通信線纜的防火標(biāo)準(zhǔn)，并強調(diào)如何減少火焰擴(kuò)張、火勢蔓延和煙霧產(chǎn)生。在歐洲和亞洲，針對通信線纜的防火標(biāo)準(zhǔn)并不存在，但在一些歐洲國家有低煙無鹵(LSZH)的歐洲線纜標(biāo)準(zhǔn)。
1. 北美的阻燃標(biāo)準(zhǔn)等級有哪些?
北美UL標(biāo)準(zhǔn)按阻燃等級從高到低(不同的適用區(qū)域)，分別是：
● 阻燃CMP(適用于通風(fēng)管道或有空氣回流增壓區(qū)域)
● 非助燃干線級CMR(適用于垂直主干及水平區(qū)域)
● 非助燃商用級CM(適用于水平區(qū)域)
● 非助燃通用級CMG(適用于水平區(qū)域)
● 一般家居級CMX(必須單根水平鋪設(shè))
2. 歐洲低煙無鹵線纜的標(biāo)準(zhǔn)是什么?
歐洲低煙無鹵線纜包含以下3個標(biāo)準(zhǔn)：
● IEC60332-3或者IEC60332-1(火焰擴(kuò)張和阻燃)。
● IEC61034 (煙霧發(fā)散)
● IEC 754(腐蝕性和毒性)
3. IEC60332-1和IEC60332-3有什么區(qū)別?
IEC60332-1(只能用于水平)是采用單根線的垂直燃燒測試，防火等級較低，較容易燃燒，而且明火即使滅了，它很可能有回火，燃燒時產(chǎn)生的一氧化碳含量很高。而IEC60332-3(適用于垂直和水平)是采用一簇線的垂直燃燒測試，所以防火等級比IEC60332-1的高很多，可謂既無毒素，又能有效防火。更重要的是，救生器件會更容易將火焰隔離開來，同時還會大大降低火災(zāi)引起的一系列連鎖的危險。
4. 不同品牌的符合IEC60332-3的線纜的阻燃要求都一樣嗎?
不一樣。因為在IEC60332-3標(biāo)準(zhǔn)中還分A級、B級和C級。符合A級的需要更多的線纜作測試，而且測試時火焰的燃燒時間為40分鐘;符合C級測試要求的火焰燃燒時間只有20分鐘。所以符合IEC60332-3A的線纜比符合IEC60332-3C的線纜要求更加嚴(yán)格。
五.無鹵阻燃線纜材料的技術(shù)指標(biāo)
總的技術(shù)發(fā)展方向：
1. 提高產(chǎn)品的高科技含量(如，相界面相容技術(shù)，抗老化技術(shù)，膨脹型阻燃技術(shù)，納米技術(shù)，特殊加工技術(shù)，等)
2. 嚴(yán)格三低兩高要求：低煙，低毒，低腐蝕，高阻燃，
3. 提高(質(zhì)量/價格)比
六.無鹵阻燃線纜材料中的幾種新技術(shù)
無鹵阻燃線纜材料的發(fā)展與材料科學(xué)與技術(shù)的長足進(jìn)展密不可分。當(dāng)今，材料科技領(lǐng)域發(fā)展很快，面貌日新月異，直接關(guān)系到無鹵阻燃線纜材料行業(yè)的今后前途。下面的幾種新型技術(shù)值得注意：
1. 膨脹型阻燃技術(shù)：包括化學(xué)型與物理型兩大類。
2. 聚合物納米技術(shù)：聚合物層狀硅酸鹽(Polymer Layered Silicates)
3. 金屬茂催化聚合技術(shù)：通過此種技術(shù)可以得到特殊性能的聚乙烯，聚丙烯等原料。
七.結(jié)束語
高樓大廈內(nèi)管道密布，各種強弱電線纜縱橫交錯，只要一處有火情，若不能及時撲滅，很快就會蔓延至整幢大樓。同時，在火災(zāi)中喪身的人群中，大部分不是被燒死的，而是由于吸入各種燃燒物所散發(fā)出的濃煙和毒素窒息而死的。
歸根結(jié)底，綜合布線只是建筑物中的一個子系統(tǒng)，建筑物整體的阻燃能力并不單單取決于綜合布線線纜的阻燃能力，客戶選擇的時候必須要綜合考量監(jiān)控、門禁等等線纜以及管道材料的阻燃能力，根據(jù)實際需求和現(xiàn)場的情況再決定選用低煙無鹵線纜還是其他類型線纜。在大廈中，煙感探測、消防聯(lián)動、噴水系統(tǒng)、防火卷簾、防火培訓(xùn)、裝修系統(tǒng)以及防火意識等，這些因素都是需要注意的，只有這樣，才能達(dá)到防火的目的。
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