合成云母帶在A級耐火電纜中的應用

摘要：合成云母帶用于制造A級耐火電纜，已是成熟的技術，并已為國內外電纜行業所接受。目前市場上出現的多種耐火電纜用云母帶，各有其優缺點，多種材料并存供電纜廠商選擇，制造耐火等級不同的電纜。但是，對于1mm2及以上A級耐火電線電纜而言，合成云母帶已是最佳的主導耐火絕緣材料。

　　關鍵詞：耐火電纜；合成云母帶；應用

1、概述

　　A級耐用火電纜的應用領域正在逐步擴大，從當初的海上石油平臺擴大到了航空、航天、航海、地鐵、隧道、商廈、醫院、歌舞廳、冶金、化工和發電廠等對耐火等級要求較高的場合。近幾年來，隨著A級耐火合成云母帶制造技術的成熟，用其制造的A級耐火電纜的用量正在不斷增大。

　　眾所周知，耐火云母帶分為A級（950一1000℃）和B級（750一800℃）兩類。市場廣為流行的有金云母帶與合成云母帶兩種，前者一般適用于制造B級耐火電纜，后者既適用于B級耐火電纜，也適用于A級耐火電纜。A級帶可以代替B級帶制造B級耐火電纜，而B級帶不能代替A級帶制造A級耐用火電纜。國外云母帶制造商只生產B級帶，尚未見到有A級合成帶的報道。最近，外國有一種薄膜補強金云母帶正在竭力打入我國市場，企圖與國人發明的合成云母帶競爭，但那種薄膜型云母帶也是B級帶，根本不能與合成帶相提并論，況且性能一價格經相差懸殊。

　　本文論述了合成云母帶在A級耐火電纜中的應用，以澄清某國外商對國產合成云母帶及用其制造的耐火電線電纜的誹語，保持、鞏固和擴大國產A級合成云母帶和耐火電纜的國內外市場。

2、合成云母帶的制作及特性

　　為了克服白云母和金云母耐熱等級不高的缺點，廣州天河盈科新材料制品有限公司的陳云生率先發明了A級耐火合成云母帶，通過了美國UL試驗，并獲得美國授予的國際愛因斯坦發明金獎和中國知識產權局授予的專利權，這是國人的驕傲。1994年，合成云母帶首先在廣州電纜廠試用成功，接著逐步推廣應用至全國，并已指出口歐美、韓國和東南亞地區。

　　合成云母是以氟離子代替羥基，在常壓條件下合成出的尺寸大、晶型完整的人工云母。合成云母帶是將合成云母抄制成的云母紙為主要材料，再用粘合劑將玻璃布粘貼在一面或兩面而制成的。將玻璃布粘貼在云母紙一面的叫做"單面帶"，兩面都粘貼的叫"雙面帶"。在制造過程中，將幾個結構層次粘合在一起后，再經過爐子烘干，然后收卷，再分切成不同規格的帶子。在合成云母帶制造中，玻璃布和粘合劑的質量很重要。玻璃布的質量直接影響產品的機械強度，而粘合劑則是保證帶子不分層的關鍵因素。國產粘合劑與進口粘合劑的質量相比差別較大，所以云母帶的成本也有差異。

　　合成云母帶除具有天然云母帶的特性即：膨脹系數小、介電強度大、電阻率高和介電常數均勻以外，其主要特點是耐熱等級高，可達到A級耐火水平（950一1000℃），而天然云母帶只能達到B級（750一800℃），即使包三層也難以達到A級。這已是眾人皆知的事實。幾年前在美國亞特蘭大舉行的國際電纜博覽會上，合成云母帶倍受各國關注，已充分說明了合成云母帶的地位。有人說，國外幾個大的云母帶制造商只生產天然云母帶的的原因，一是歐美環保條例嚴格（這一點將在下面論述），二是天然云母帶已能滿足歐美各國有關耐火電纜的標準。翻閱歐美各國電纜產品樣本，幾乎看不到有關于A級耐火電纜的報道。筆者曾與歐洲某公司洽談過，他們拿出了用薄膜補強云母帶制作的耐火電纜樣品，耐火等級為B級，用于北海油田，他們說："用這種云母帶難以達到A級"。國外市場上既然沒有A級云母帶，當然只好用B級天然云母帶，這是很正常的。在這種情況下，正如意大利某公司所說"有些奸商搖起幌子蒙騙用戶"。另外，合成云母帶比天然云母帶質地柔軟、繞包服貼、抗拉強度大，是1mm2及以上耐火電線電纜理想的耐火包帶。幾年來，國內不少重點工程都指定必須用A級合成云母帶制造耐火電纜。

3、關于合成云母帶的毒性

　　合成云母帶是以氟金云母原料制造的。金云母的結構式為：Kmg3（AISi3O10）（OH）2，氟金云母的結構式為：Kmg3（AISi3O10）（OH）F2，從分子結構來看，二者之間的差別是前者含OH離子，后者含F離子，其含氟量為8.89%，正是由于合成云母中含有F離子，才使耐熱等級大幅度提高。而合成云母含氟的特點，也正是國外薄膜補強金云母帶制造廠商為了競爭的需要而大作文章的借口。其實，對于耐火電纜來說，含氟與否并不是關鍵因素，問題是電纜燃燒時有多少氟釋放出來，所釋放出的氟是否達到致死量。某國外商只是說在薄膜補強金云母帶中用的是一種"高聚物薄膜"，而這中高聚物是否含氟等成分卻只字不提，令人費解，只是在產品說明書中建議接觸此薄膜時要戴手套，過后要用清洗劑把手洗干凈。這說明，薄膜補強金云母帶是有毒性成分的。在用氟金云母制造合成云母帶的過程中，經過研磨和高溫烘烤，云母帶成品中的氟離子已經部分揮發，否則美國UL實驗室也不會判定合成云母帶的毒性"忽略不計"，環保條例嚴格的歐美也不會進口合成云母帶。正如北歐有位學者說；"絕對無毒是不可能的，大多數有機可燃物燃燒時都會放出Co，我們能說無毒嗎？"

　　其實，美國的環保條例也不一定最嚴格，遠不及歐洲國家。例如，美國至今仍在大量使用氟塑料制造電線電纜，而氟塑料在燃燒時所釋放出的氟比合成云母帶多得多。而美國的氟塑料電線電纜卻廣泛應用于包括航海、航空、航天在內的各個重要領域，甚至連國會大廈內用的也是氟塑料電線電纜。UL實驗室從來沒有判定哪種氟塑料的毒性可忽略不計。現在，國內行業界也有呼吁大力發展氟塑料電線電纜。氟塑料絕緣的功與過，誰人評說？所以，我們實在沒有必要以合成云母帶"含氟"為由，而向美國人臉上貼金來愚弄自己。即使無鹵的聚合物基本上是由C=C鍵組成的，燃燒的時候會沒有Co放出嗎？因此，對待合成云母帶以攻其一點不及其余，他們所攻擊的"毒性"這一點，是站不住腳的。至于合成云母帶能否用于無鹵耐火電纜，既然UL實驗室已判定其毒性"忽略不計"，當然可以用了。

4、合成云母帶的應用注意事項

　　每種材料在使用中都有需要注意的事項，合成云母帶也不例外。

　　一般來說，合成云母帶在儲存和使用中應注意以下事項：

　　·貯存環境應干燥通風，有效儲存期為6個月；

　　·搬運過程中不得淋雨；

　　·在潮濕天氣情況下，要注意包裝，開箱使用后，要把剩余的云母帶包好，以防落塵或受潮；

　　·勿將云母帶在地上拖動，以防受污染或損傷；

　　·繞包張力控制要均勻，以防繞包過松脫落或過緊斷帶，以平滑、服貼、不脫落、不斷帶為宜；

　　·云母帶接頭時，要用薄型膠粘帶，以防接續處徑過大，影響擠包絕緣；

　　·根據導體外徑大小和云母帶的寬度，選擇合適的繞包角和搭蓋率，繞包角一般為40一50o，搭蓋率一般為30一50%；

　　·每盤導體繞包好以后、擠包絕緣之前，要用合適的包裝物包好，以防落塵、受潮或損傷，搬運過程中防止碰傷。

　　根據不同的使用環境，還需要注意其他安全事項。

5、合成云母帶與薄膜補強云母帶的應用比較

　　合成云母帶與薄膜補強金云母帶所用的云母種類和補強材料不同，而粘合劑可能是一樣的。根據國內外對兩種云母帶的使用情況，

　　我們可進行如下比較：

　　（1）合成云母帶的抗拉強度比薄膜補強金云母帶大，若成卷收繞張力控制得當，繞包時不會斷帶。

　　（2）合成云母帶的柔軟性比薄膜補強金云母帶稍差，最適合于應用量大面廣1mm2及以上電線電纜導體的繞包，繞包速度較慢；而薄膜補強金云母帶很適合于是1mm2以下特種電線電纜導體的高速繞包，但需要特殊的繞包機。

　　（3）合成云母帶一般都是雙面補強，在繞包過程中不易擦傷云母層，而薄膜補強云母帶的云母層則很容易被擦傷。

　　（4）合成云母帶在繞包過程中，因其不含毒素，操作工人不必采取特殊的防毒措施；而使用薄膜補強金云母帶時，需要采取勞動保

　　護防范措施。

　　（5）合成云母帶在擠出絕緣前停機試料、調偏時不會熔化；而薄膜補強金云母帶在這時候會熔化，需要留出數米長的裸導體供擠出

　　調偏，造成浪費。

　　（6）合成云母帶對導體表面光滑度的要求較低，而薄膜補強金云母帶對比要求則更高。

　　（7）合成云母帶用普通的繞包設備即可制造出合格的耐火電纜。而薄膜補強金云母帶即使用國外先進的繞包設備，也很難制造出

　　A級耐火電纜。

　　（8）合成云母帶的價格低廉，耐火電線電纜制造成本低，利潤豐厚；而薄膜補強金云母帶的價格昂貴，使電線電纜產品成本提高，相對而言利潤較低。

　　根據以上比較不難看出，而薄膜補強云母帶，不論如何補強，仍然只不過是一種極普通的B級耐火材料。實踐證明，我國新發明的A級耐火合成云母帶，在實際應用中更可靠、更實惠，因而更受國內外電線電纜制造行業的歡迎。