SFZ-1防火包详细技术内容

一、 前言

电缆火灾在世界各地时有发生，而且往往造成巨大的经济损失。世界各国消防部门均在分析研究，试图攻克“电缆及管道火灾”这一科技难题。封、堵、涂、隔是目前防患电缆及管道火灾的最有效措施。

SFZ-1型防火包是配以防火剂、耐火材料、防火助剂等混合均匀而成。该产品对管道或电线电缆贯穿孔洞，尤其是较大的孔洞、楼层间孔洞的封堵效果较好。它不仅具有所需的耐火极限，而且还具备较高的机械强度，在封堵时，管道或电线电缆表皮需堵一层有机防火堵料配合，以便贯穿物的检修和更换。

二、燃烧机理

燃烧是一种发光发热的化学现象，它必须具备三个条件，即可燃物质、助燃剂（如空气、氧气、氧化剂等）和火源（如火焰或高温作用）。此三个条件同时存在并且互相接触方能燃烧，如缺少其中一个条件或者它们之间不能直接接触，燃烧便不能发生或者燃烧立即熄灭。

木材、纸张、织物、有机聚合物等固体有机可燃物的燃烧过程，先是有机可燃物在高温或火焰的作用下，受热发生分解，放出可燃气体并同时放出热量。当可燃性气体和空气混合达到一定的浓度和达到燃点温度时，遇到明火则立即燃烧，当温度达到自燃点后，即使没有明火点燃也能发生燃烧，这种可燃性气体的燃烧是有焰燃烧，其燃烧反应是游离基连锁反应，热分解残留物被加热到600℃后，就发出无焰燃烧。 由于物质燃烧时释放出大量的热能，引起其周边的可燃物质发生热分解和燃烧，从而使燃烧不能蔓延扩大。热量的传播是燃烧蔓延的重要途径，可燃物质的燃烧作用机理概括如下：

1、形成泡沫炭化层以阻挡外部热源的作用

有些难燃剂，如聚磷酸铵、有机磷酸酯等它们在成炭剂、发泡剂的配合作用下，使材料受高温作用时，发生膨胀和炭化，形成导热性很小的海绵状炭化层，从而阻挡了外部火源的作用，达到抑制燃烧蔓延的目的。

2、形成熔融覆盖层以隔绝和空气的接触

有些难燃剂，如聚磷酸铵、硼酸盐、硼酸、钨酸盐等，在火焰或高温作用下，可形成不燃性的粘稠熔融体。该熔融体将物质表面覆盖起来，防止燃烧发生。另外它也可粘结填料和炭化层，形成无机的封闭层并牢固地附着于底材上，在高温下封闭物体表面，起隔绝空气的作用，从而起到阻止无焰燃烧的作用。

3、发生吸热反应，抵消外部热源的作用

有些难燃剂在火焰或高温作用下，能发生吸热反应。例如，氢氧化铝在200℃以下稳定，但在200-300℃间会急剧分解脱水，脱水量高达其重量的35%，其汽化时又吸收大量的蒸汽潜热（1967.33J/g），使底材表面温度迅速降低，抵消了外部热源的作用。在一定的时间内抑制了热分解和燃烧的进度。

4、改变热分解反应历程，阻止放热量大的反应发生 有机物燃烧时，随着二氧化碳和水的生成放出大量的热量。因此必须改变这种状况才能抑制燃烧。磷酸铵盐、聚磷酸铵盐、有机磷酸酯、硼酸盐、硫酸铵等难燃剂，它们在火焰或高温作用下能使含羟基的有机聚合物发生脱水成炭反应，或生成热稳定性高的酯，它们呈熔融的粘稠体，将碳层覆盖封闭起来。从而避免了生成二氧化碳的放热反应发生。

5、阻止有焰燃烧的连锁反应

有机可燃物受热氧化时能分解成种种基团，其中，羟基游离基能量很大，而且在燃烧反应中放出大量的热能并引起连锁反应，从而促进了燃烧的进度，其反应如下：

2 + H·（放热） H·+ O2 - + O·（连锁反应）

加入含卤素的有机物可以阻止连锁反应发生，因为含卤素的有机物在高温下能分解

出卤化氢捕捉羟基游离基，使连锁反应终止，从而阻止了有焰燃烧的发生：

2O + X· X·+ RH ·

6、分解出的惰性气体将可燃性气体稀释 含氮的化合物（铵盐及有机铵）、含卤素的有机化合物、碳酸盐及某些金属的氢氧化物等，它们在火焰或高温作用下能分解出大量的不性燃气体，如NH3、H2O、CO2、HCl、HBr等，将热分解生成的可燃性气体和空气中的氧浓度冲淡，从而抑制了有焰燃烧的发生。

三、SFZ-1型防火包的防火基本原理

从燃烧的条件知道，要使燃烧不能进行，必须将燃烧的三要素中的任何一个因素隔绝开来。如果以难燃或不燃的材料将可燃物表面封闭起来，避免与空气接触，使可燃表面变成难燃或不燃的表面。

从燃烧蔓延扩大的途径可知，要阻止燃烧的蔓延扩大，必须隔绝对被保护物体的任何形式的热量的传播。形成膨胀隔热层，利用吸热的化学反应抵消外部热源的作用等。其SFZ-1型防火包的反应如下：

O

—n H + RCH2CH2OH

OH

O

RCH2CH2OPO3·H2— n-1 H

RCH2CH2OPO3·H2—CH2 + H3PO4 n·H3PO4n2O 反应过程中聚磷酸重复生成，它是很强的脱水剂，在反应中能脱出大量的水，从而

改变了有机物热分解反应的化学历程，使含羟基的有机物脱水反应生成不饱和的主链，再由环化架桥反应，形成炭化层。

它对木材（纤维素、淀粉）的脱水成炭反应可简示如下

OH — OH CH — CH

—

n·H3PO4 CH — O H2C — OH

(OH)2OPO OPO(OH)2 ——n·H2O CH — O H2 COPO(0H)2

n·C6H7O2(OH)3 + 5n·H3PO42O + 5nH3PO4

以上反应过程中生成的磷酸，在高温下形成难挥发的聚磷酸，是粘稠状的熔融体。它可以将炭化物表面覆盖，防止氧扩散到碳的反应层中去引起放热量大的氧化反应。

四、SFZ-1型防火包的主要技术指标

五、材料配方及工艺路线的确定

1、材料研究路线

SFZ-1型防火包所选用的材料应使产品达到如下要求： a、具有不燃性，遇火时能膨胀，达到阻火目的； b、具有施工安装方便。 2、配方研究

所选用的材料为无机填料、耐火材料、防火助剂。无机填料起填充作用，具有不燃性，在进行了大量的调研和试验筛选，最终确定为321不燃性材料。耐火材料具有遇火时膨胀，形成严密封堵，在考虑了孔洞封堵时，要求具有较大的膨胀率，从众多即耐火又膨胀的材料中我们选定了526材料。助剂起到阻燃效果，主要为聚磷酸盐系列，包装袋采用编织紧密、耐用、不燃的纤维布制成。在选择原材料方面确定后，经过大量的正交试验，其基本配方确定为：无机填料25%~30%，耐火材料55%~60%，防火助剂10%~20%。

主要原料技术指标

321不燃材料：外观：浅黄色均匀颗粒，无明显杂质或块状颗粒

粒度：400μm

526耐火材料：外观：深棕色片状或粒状颗粒，无明显杂质。

粒度：2～6mm≥60%，≤0.5mm不能超过5%，水份：≤5% 膨胀倍数：≥5倍（450℃）

防火助剂： 纯度：工业一级品，粒度：40μm（320目）≥95%

水份：≤0.5%

3、工艺确定

主要把填料、耐火材料、助剂按一定的比例搅拌混合均匀，并盛放到玻纤袋中进行封口，即可。

工艺流程如下：

4、试制过程

在配方和工艺确定后，我们进行了试制，其试制产品在按照GB/T 9978-88《建筑构件耐火试验方法》标准中规定的试件安装、升温条件、压力条件、温度测试、试验观察等要求及公安部GA 161—1997《防火封堵材料的性能要求和试验方法》标准的技术要求进行了燃烧试验，经检测，其燃烧性能达到A级≥180min，燃烧效果图见检验报告。

六、主要生产工艺技术：

根据配方及工艺的要求，在经过大量的试验、市场调查、研究和论证后，确定了如下生产工艺技术：

1、标识：在SFZ-1型防火包袋上进行标识，标识应在相同的部位，字迹应清晰可见。 2、配料：在进行配料前，案称须进行校正，校正后方可进行各种原材料计量。 3、划线：根据SFZ-1型防火包的规格，应对防火袋进行划线，以便封口。

4、放置内袋：包装内袋放入到包装外袋中，注意包装内袋紧贴外袋，并使内袋外沿外翻。

5、手工操作：a）、手工工艺操作：分别用自制量杯量好单只SFZ-1型防火包体积的填料、耐火材料及助剂，倒入脸盆里，然后进行混合，混合后倒入灌装工具中进行单只灌装。b）、当用户有特殊要求时，采用以下手工工艺操作。根据用户特殊要求生产，具体按作业指导进行。

6、封口：将计量好的小袋包装用专用缝纫机缝纫封口，缝纫机采用五线制，缝口不得有跳针、拉紧、漏缝等现象，缝口后，SFZ-1型防火包内的空气尽量逼尽。 7、检验：由质检科人员进行检验，合格后方可进行包装处理。 8、入库：经包装后的产品可入库。

七、应用情况

SFZ-1型防火包具有施工简单、方便，无需浇注，可直接封堵。也可先预制成各种型号的包状体，直接封堵各种大、中、小电缆贯穿孔洞，省时、省工、省力，使难以现场浇注封堵的孔洞封堵变得轻而易举。由于该材料具有微膨胀性、耐火性，能牢固地封堵各种孔洞，阻止火灾的蔓延。

产品经济南钢铁集团体育馆、济南钢铁集团房产公司等单位使用，一致认为，该产品施工简单、方便，耐火性能好。可改善工人的劳动条件，降低工人的劳动强度，提高作业速度，保证电线电缆、电气设备的安全，有效地阻止了火灾的蔓延。