阻燃电缆在火灾环境中能够有效抑制或延缓火焰传播，为人员疏散与关键设备运行争取宝贵时间，因而在公共建筑、轨道交通、能源设施、工业厂房及船舶等场合得到广泛应用。其防火性能的实现，很大程度上依赖于绝缘层与护套所采用的材料体系。这些材料不仅需具备优良的电气绝缘性能，还必须拥有特定的阻燃机理与高温下的结构稳定性。了解常用的绝缘与护套材料及其特性，有助于在选型与设计时作出更科学、更安全的决策。

一、阻燃机理与材料设计思路

阻燃电缆的“阻燃”并非指材料完全不燃，而是通过化学与物理作用，降低燃烧的可能性，或在燃烧时减少热量释放、抑制可燃气体生成、减慢火焰蔓延速度。常用机理包括：

气相阻燃：材料受热分解产生惰性气体或自由基抑制剂，稀释氧气与可燃气体浓度，中断燃烧链式反应。

凝聚相阻燃：材料在高温下形成致密炭层，阻隔热量与氧气向内部传递，保护底层未分解区域。

吸热降温：某些组分在分解时吸收大量热，降低材料表面温度，减缓热分解速率。

绝缘与护套材料的设计往往结合上述机理，并通过添加阻燃剂、协效剂与成炭剂来优化性能。同时，材料需保持足够的机械强度、柔韧性、耐候性与电气绝缘水平，以兼顾安全与功能。

二、常用阻燃绝缘材料

1. 聚氯乙烯（PVC）

PVC 是早期广泛应用的电缆绝缘材料之一，通过添加卤系阻燃剂（如氯化石蜡、溴系化合物）可显著提升阻燃性。其分子中含有氯元素，受热分解时释放 HCl 气体，一方面稀释可燃气体，另一方面促进炭层形成。但需注意，HCl 气体具有腐蚀性，对金属部件与人体呼吸道有刺激，因此在密闭或人员密集空间需评估其适用性。现代阻燃 PVC 常配合抑烟剂，降低燃烧时的发烟量与毒性。

2. 交联聚乙烯（XLPE）

XLPE 由聚乙烯经化学或辐照交联而成，具有优异的电气性能与耐热性，长期使用温度可达 90 ℃ 甚至更高。纯 XLPE 阻燃性有限，通常通过添加氢氧化铝、氢氧化镁等无机阻燃剂实现“无卤阻燃”，这类阻燃剂在燃烧时吸热并释放水蒸气，抑制温升与火焰传播。无卤阻燃 XLPE 在燃烧时发烟量少、腐蚀性低，适用于高层建筑、地铁等对环保与人员安全要求高的场所。

3. 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）

EVA 柔韧性好，低温性能佳，常与阻燃剂配合用于柔软型阻燃电缆。其阻燃改性多采用无卤体系，通过无机填料与协效剂提升成炭性与热稳定性。EVA 基材料在光伏电缆、矿用软电缆中有一定应用。

4. 氟塑料（如 PTFE、FEP、ETFE）

氟塑料本身具有极佳的耐高温、耐腐蚀与阻燃性能，极限氧指数高，几乎不助燃，燃烧时发烟量极低。但其成本高、加工难度大，多用于航空航天、核能、高温工业等特殊领域，或用作关键部位的绝缘增强层。

5. 硅橡胶

硅橡胶耐高温、耐候性优异，通过添加铂金催化体系的阻燃配方，可实现无卤、低烟、无毒的阻燃效果，且在高温下仍能保持弹性，适用于耐火电缆（矿物绝缘除外）及移动柔性电缆。

三、常用阻燃护套材料

护套直接面对外部环境，需同时抵御机械损伤、化学腐蚀、潮湿与火焰侵袭，其阻燃设计尤为关键。

1. 阻燃 PVC 护套

在 PVC 基料中加入足量卤系或磷系阻燃剂，可制得阻燃护套，具备良好的机械保护与耐油性能。改进配方可降低燃烧发烟量与酸性气体释放，使其在一般工业与民用建筑中仍广泛使用。

2. 无卤低烟阻燃聚烯烃（LSZH）

以聚乙烯、聚丙烯或 EVA 为基体，配合大量无机阻燃剂（ATH、MDH）与协效剂，形成无卤低烟阻燃护套。其特点是在火灾中发烟量低、无腐蚀性气体，且密度小、柔韧性好，是现代公共交通、医院、数据中心等场所的首要选择。缺点是在高温下机械强度可能下降较快，需根据使用温度选型。

3. 氯丁橡胶（CR）

氯丁橡胶阻燃性较好，耐油、耐磨、耐候性突出，适用于矿山、港口、船舶等环境恶劣的场合。其阻燃可通过配方调整实现，但发烟与毒性需通过抑烟剂控制。

4. 聚氨酯（PUR）

PUR 护套耐磨、耐撕裂、耐油，低温柔韧性佳，通过添加专用阻燃剂可获得一定阻燃等级，常用于机器人电缆、拖链电缆等需要高机械强度的移动场合。

5. 热塑性弹性体（TPE）

TPE 兼具橡胶的柔韧与塑料的加工性，阻燃改性多采用无卤体系，适用于需要频繁弯曲且对环保有要求的场合，如家电连接线、建筑布线。

6. 陶瓷化硅橡胶

这是一种在遇火高温下能烧结成陶瓷状硬壳的特种橡胶，兼具硅橡胶的常温柔韧性与高温陶瓷的耐火性，可在火灾中维持线路完整性，用于耐火电缆的外护层或隔火层。

四、无卤与低卤体系的发展趋势

传统卤系阻燃材料（PVC、溴系 PE 等）虽阻燃效率高，但燃烧产物腐蚀性强、发烟量大，对人体与设备危害显著。随着环保法规与生命安全标准的提升，无卤低烟阻燃材料已成为主流发展方向。这类材料以无机氢氧化物为主阻燃剂，辅以硅系、磷系协效剂，在燃烧时形成膨胀炭层并吸热释水，实现阻燃、抑烟、低毒的统一。

不过，无卤体系在实现高阻燃等级（如 IEC 60332-3 成束燃烧）时往往需要较高填充量，可能影响材料的机械性能与挤出加工性，因此需通过纳米协效、表面处理等技术优化。

五、材料选择的综合考量

选择阻燃电缆的绝缘与护套材料时，应综合以下因素：

阻燃等级与测试方法：依据使用场所的防火标准（如单根垂直燃烧、成束燃烧、耐火、烟密度、毒性指数）选择对应材料。

电气性能：绝缘电阻、介电强度、耐电晕、耐老化等必须满足系统电压等级与运行环境要求。

机械与环境适应性：抗拉、抗压、耐磨、耐油、耐候、耐化学腐蚀等性能需匹配安装与使用条件。

温度范围：长期工作温度与短路耐受温度应覆盖系统可能出现的极端工况。

环保与健康：在人員密集或密闭空间，优先选用无卤低烟材料，减少有毒气体与腐蚀风险。

成本与可加工性：在满足性能前提下平衡材料成本与生产可行性，避免因过度追求某一项指标导致整体性价比下降。

六、结语

阻燃电缆的绝缘层和护套材料种类繁多，从传统的 PVC、XLPE 到先进的 LSZH、陶瓷化硅橡胶，各有其阻燃机理与适用边界。卤系体系阻燃效率高但伴随腐蚀与高烟问题，无卤低烟体系更符合现代安全与环保理念，却在配方与成本控制上面临挑战。在实际应用中，需根据电缆的使用场景、防火要求、环境条件和经济性，科学匹配材料体系，使阻燃性能、电气性能与机械耐久性达到协调统一，从而在火灾发生时很大限度保障线路完整与人员安全，为各类关键设施构筑可靠的电气安全屏障。