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合成云母带在A级耐火电缆中的应用

[当前栏目:技术支持]      [发布日期:2014-08-15]
摘要:合成云母带用于制造A级耐火电缆,已是成熟的技术,并已为国内外电缆行业所接受。目前市场上出现的多种耐火电缆用云母带,各有其优缺点,多种材料并存供电缆厂商选择,制造耐火等级不同的电缆。但是,对于1mm2及以上A级耐火电线电缆而言,合成云母带已是最佳的主导耐火绝缘材料。
  关键词:耐火电缆;合成云母带;应用
1、概述
  A级耐用火电缆的应用领域正在逐步扩大,从当初的海上石油平台扩大到了航空、航天、航海、地铁、隧道、商厦、医院、歌舞厅、冶金、化工和发电厂等对耐火等级要求较高的场合。近几年来,随着A级耐火合成云母带制造技术的成熟,用其制造的A级耐火电缆的用量正在不断增大。
  众所周知,耐火云母带分为A级(950一1000℃)和B级(750一800℃)两类。市场广为流行的有金云母带与合成云母带两种,前者一般适用于制造B级耐火电缆,后者既适用于B级耐火电缆,也适用于A级耐火电缆。A级带可以代替B级带制造B级耐火电缆,而B级带不能代替A级带制造A级耐用火电缆。国外云母带制造商只生产B级带,尚未见到有A级合成带的报道。最近,外国有一种薄膜补强金云母带正在竭力打入我国市场,企图与国人发明的合成云母带竞争,但那种薄膜型云母带也是B级带,根本不能与合成带相提并论,况且性能一价格经相差悬殊。
  本文论述了合成云母带在A级耐火电缆中的应用,以澄清某国外商对国产合成云母带及用其制造的耐火电线电缆的诽语,保持、巩固和扩大国产A级合成云母带和耐火电缆的国内外市场。
2、合成云母带的制作及特性
  为了克服白云母和金云母耐热等级不高的缺点,广州天河盈科新材料制品有限公司的陈云生率先发明了A级耐火合成云母带,通过了美国UL试验,并获得美国授予的国际爱因斯坦发明金奖和中国知识产权局授予的专利权,这是国人的骄傲。1994年,合成云母带首先在广州电缆厂试用成功,接着逐步推广应用至全国,并已指出口欧美、韩国和东南亚地区。
  合成云母是以氟离子代替羟基,在常压条件下合成出的尺寸大、晶型完整的人工云母。合成云母带是将合成云母抄制成的云母纸为主要材料,再用粘合剂将玻璃布粘贴在一面或两面而制成的。将玻璃布粘贴在云母纸一面的叫做"单面带",两面都粘贴的叫"双面带"。在制造过程中,将几个结构层次粘合在一起后,再经过炉子烘干,然后收卷,再分切成不同规格的带子。在合成云母带制造中,玻璃布和粘合剂的质量很重要。玻璃布的质量直接影响产品的机械强度,而粘合剂则是保证带子不分层的关键因素。国产粘合剂与进口粘合剂的质量相比差别较大,所以云母带的成本也有差异。
  合成云母带除具有天然云母带的特性即:膨胀系数小、介电强度大、电阻率高和介电常数均匀以外,其主要特点是耐热等级高,可达到A级耐火水平(950一1000℃),而天然云母带只能达到B级(750一800℃),即使包三层也难以达到A级。这已是众人皆知的事实。几年前在美国亚特兰大举行的国际电缆博览会上,合成云母带倍受各国关注,已充分说明了合成云母带的地位。有人说,国外几个大的云母带制造商只生产天然云母带的的原因,一是欧美环保条例严格(这一点将在下面论述),二是天然云母带已能满足欧美各国有关耐火电缆的标准。翻阅欧美各国电缆产品样本,几乎看不到有关于A级耐火电缆的报道。笔者曾与欧洲某公司洽谈过,他们拿出了用薄膜补强云母带制作的耐火电缆样品,耐火等级为B级,用于北海油田,他们说:"用这种云母带难以达到A级"。国外市场上既然没有A级云母带,当然只好用B级天然云母带,这是很正常的。在这种情况下,正如意大利某公司所说"有些奸商摇起幌子蒙骗用户"。另外,合成云母带比天然云母带质地柔软、绕包服贴、抗拉强度大,是1mm2及以上耐火电线电缆理想的耐火包带。几年来,国内不少重点工程都指定必须用A级合成云母带制造耐火电缆。
3、关于合成云母带的毒性
  合成云母带是以氟金云母原料制造的。金云母的结构式为:Kmg3(AISi3O10)(OH)2,氟金云母的结构式为:Kmg3(AISi3O10)(OH)F2,从分子结构来看,二者之间的差别是前者含OH离子,后者含F离子,其含氟量为8.89%,正是由于合成云母中含有F离子,才使耐热等级大幅度提高。而合成云母含氟的特点,也正是国外薄膜补强金云母带制造厂商为了竞争的需要而大作文章的借口。其实,对于耐火电缆来说,含氟与否并不是关键因素,问题是电缆燃烧时有多少氟释放出来,所释放出的氟是否达到致死量。某国外商只是说在薄膜补强金云母带中用的是一种"高聚物薄膜",而这中高聚物是否含氟等成分却只字不提,令人费解,只是在产品说明书中建议接触此薄膜时要戴手套,过后要用清洗剂把手洗干净。这说明,薄膜补强金云母带是有毒性成分的。在用氟金云母制造合成云母带的过程中,经过研磨和高温烘烤,云母带成品中的氟离子已经部分挥发,否则美国UL实验室也不会判定合成云母带的毒性"忽略不计",环保条例严格的欧美也不会进口合成云母带。正如北欧有位学者说;"绝对无毒是不可能的,大多数有机可燃物燃烧时都会放出Co,我们能说无毒吗?"
  其实,美国的环保条例也不一定最严格,远不及欧洲国家。例如,美国至今仍在大量使用氟塑料制造电线电缆,而氟塑料在燃烧时所释放出的氟比合成云母带多得多。而美国的氟塑料电线电缆却广泛应用于包括航海、航空、航天在内的各个重要领域,甚至连国会大厦内用的也是氟塑料电线电缆。UL实验室从来没有判定哪种氟塑料的毒性可忽略不计。现在,国内行业界也有呼吁大力发展氟塑料电线电缆。氟塑料绝缘的功与过,谁人评说?所以,我们实在没有必要以合成云母带"含氟"为由,而向美国人脸上贴金来愚弄自己。即使无卤的聚合物基本上是由C=C键组成的,燃烧的时候会没有Co放出吗?因此,对待合成云母带以攻其一点不及其余,他们所攻击的"毒性"这一点,是站不住脚的。至于合成云母带能否用于无卤耐火电缆,既然UL实验室已判定其毒性"忽略不计",当然可以用了。
4、合成云母带的应用注意事项
  每种材料在使用中都有需要注意的事项,合成云母带也不例外。
  一般来说,合成云母带在储存和使用中应注意以下事项:
  ·贮存环境应干燥通风,有效储存期为6个月;
  ·搬运过程中不得淋雨;
  ·在潮湿天气情况下,要注意包装,开箱使用后,要把剩余的云母带包好,以防落尘或受潮;
  ·勿将云母带在地上拖动,以防受污染或损伤;
  ·绕包张力控制要均匀,以防绕包过松脱落或过紧断带,以平滑、服贴、不脱落、不断带为宜;
  ·云母带接头时,要用薄型胶粘带,以防接续处径过大,影响挤包绝缘;
  ·根据导体外径大小和云母带的宽度,选择合适的绕包角和搭盖率,绕包角一般为40一50o,搭盖率一般为30一50%;
  ·每盘导体绕包好以后、挤包绝缘之前,要用合适的包装物包好,以防落尘、受潮或损伤,搬运过程中防止碰伤。
  根据不同的使用环境,还需要注意其他安全事项。
5、合成云母带与薄膜补强云母带的应用比较
  合成云母带与薄膜补强金云母带所用的云母种类和补强材料不同,而粘合剂可能是一样的。根据国内外对两种云母带的使用情况,
  我们可进行如下比较:
  (1)合成云母带的抗拉强度比薄膜补强金云母带大,若成卷收绕张力控制得当,绕包时不会断带。
  (2)合成云母带的柔软性比薄膜补强金云母带稍差,最适合于应用量大面广1mm2及以上电线电缆导体的绕包,绕包速度较慢;而薄膜补强金云母带很适合于是1mm2以下特种电线电缆导体的高速绕包,但需要特殊的绕包机。
  (3)合成云母带一般都是双面补强,在绕包过程中不易擦伤云母层,而薄膜补强云母带的云母层则很容易被擦伤。
  (4)合成云母带在绕包过程中,因其不含毒素,操作工人不必采取特殊的防毒措施;而使用薄膜补强金云母带时,需要采取劳动保
  护防范措施。
  (5)合成云母带在挤出绝缘前停机试料、调偏时不会熔化;而薄膜补强金云母带在这时候会熔化,需要留出数米长的裸导体供挤出
  调偏,造成浪费。
  (6)合成云母带对导体表面光滑度的要求较低,而薄膜补强金云母带对比要求则更高。
  (7)合成云母带用普通的绕包设备即可制造出合格的耐火电缆。而薄膜补强金云母带即使用国外先进的绕包设备,也很难制造出
  A级耐火电缆。
  (8)合成云母带的价格低廉,耐火电线电缆制造成本低,利润丰厚;而薄膜补强金云母带的价格昂贵,使电线电缆产品成本提高,相对而言利润较低。
  根据以上比较不难看出,而薄膜补强云母带,不论如何补强,仍然只不过是一种极普通的B级耐火材料。实践证明,我国新发明的A级耐火合成云母带,在实际应用中更可靠、更实惠,因而更受国内外电线电缆制造行业的欢迎。

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