陶瓷化防火耐火硅橡胶的研究与应用

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1、陶瓷化防火耐火硅橡胶及其陶瓷化防火耐火硅橡胶复合带的研究及其在防火耐火电线电缆中的应用研究赵源彭小弟秦荣勤摘要：目前，所有的高分子材料，被火焰或高温灼烧后，都会被烧成灰烬；通过在高分子材料硅橡胶中，加入功能性材料——瓷化粉，在620℃以上的有焰或无焰的情况下，短时间内其混合物或硫化物可被烧成类似陶瓷状的、坚硬的、壳体的无机物质，最高可耐3000℃；这种特性可以应用于多个领域，做防火、耐火产品，如：防火耐火电线电缆、防火板、防火门、发泡防火保温材料、火箭发射平台高温隔火层等。关键词：硅橡胶瓷化粉陶瓷化烧硬灰烬结壳材料防火耐火电缆材料有焰无焰玻璃纤

2、维布绝缘层护套层耐火层随着城市人口的急剧增长，高层建筑、宾馆酒店、大型超市、医院、车站、机场不断增加，地铁、隧道以及大型公共娱乐场所、公共交通设施也在急剧增加，消防安全的重要性凸现出来；特别是如何在火灾的情况下，在一定时间内保障电力和通讯的畅通，最大限度的赢得宝贵的时间，减少人员的伤亡和生命财产的损失，是人们不断探索的课题。目前，国内外的防火电线电缆大多采用的氧化镁矿物绝缘电缆和云母带缠绕的耐火电缆；其中，氧化镁矿物绝缘电缆的结构如图1。.生产这种结构的电缆需要进口专门的设备，价格非常的昂贵，资金投入大；另外，这种电缆的外护层是全铜的，所以在造

3、价上也使得这种产品价格昂贵；再加上这种电缆在生产加工、运输、线路敷设安装和使用等过程中的特殊要求，很难大规模的普及使用，特别是在民用建筑等。云母带缠绕的耐火电缆在生产过程中，需要多层缠绕，由于工艺条件的限制，往往造成接缝出现缺陷，烧蚀后云母带发脆，容易脱落，造成耐火效果不好，从而难以保障通讯、电力在火灾的情况下的安全畅通。本工作是探索在高温热硫化（HTV）硅橡胶中，加入功能性材料，在常温下具备硅橡胶的基本特性——无毒、无味、密封性、弹性、不吸潮、不吸水、耐高低温、耐臭氧老化、耐候老化、优良的电绝缘性能及良好的加工性能；在高温火焰烧蚀下，使得加入

4、功能性材料的硅橡胶复合混合物形成坚硬的陶瓷化的铠装保护层，可以起到隔绝火焰，防火、绝缘、隔热、隔水、抗震的作用，从而保证了在火灾情况下，电力、通讯的畅通。1.实验1.1原材料热硫化（HTV）硅橡胶110-2，乙烯基含量：1.6%，分子量45-55；白炭黑；瓷化粉；助剂；玻璃纤维布等。1.2主要设备5立升密炼机；X(S)K-160开炼机；25T平板硫化机；1300℃马弗炉；高阻计；材料试验机，其它试验外协测试等。1.3试样制备将一定比例的热硫化（HTV）硅橡胶110-2、白炭黑；瓷化粉；助剂等按照一定的比例加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机

5、上加入硫化剂，再在平板硫化机上硫化成试片。1.4性能测试将硫化好的试片进行各项性能测试。2.结果与讨论2.1性能指标混炼后的混合物——陶瓷化防火耐火硅橡胶其物理性能如表1。表1陶瓷化耐火硅橡胶的物理性能测试项目性能指标一、硬度邵尔A70二、拉伸强度MPa7.8三、扯断伸长率%200四、撕裂强度KN/m18五、体积电阻率Ω·cm2×1015六、击穿强度KV.mm-125七、介电常数δ3.24八、介电损耗正切0.0037九、氧指数%40.5十、燃烧时释出气体的测定A.HCl含量mg/gB.PH值C.电导率uS/mm〈56.534.6十一、透光率%8

6、1十二、200℃×10day热空气老化1.拉伸强度（MPa）2.断裂伸长率（%）4.1120十三、产烟毒危险等级性级ZA1十四、阻燃性UL94V-0十五、环保检测符合ROSH十六、燃烧后固体物含量〉83%十七、密度1.422.2烧蚀性能2.2.1陶瓷化防火耐火硅橡胶的烧蚀性能见表2、表3；表2：试片在高温炉中的烧蚀结果1）烧蚀温度/℃试片厚度/mm25450陶瓷声坚硬瓷化陶瓷声坚硬瓷化500陶瓷声坚硬瓷化陶瓷声坚硬瓷化600陶瓷声坚硬瓷化陶瓷声坚硬瓷化750陶瓷声坚硬瓷化陶瓷声坚硬瓷化900陶瓷声坚硬瓷化陶瓷声坚硬瓷化1000陶瓷声坚硬瓷化陶瓷

7、声坚硬瓷化注：1）烧蚀时间均为90min。表3试样在乙炔火焰中的烧蚀结果（2min断烟）试片厚度/mm700~800℃×90min烧蚀后3000℃左右氧气焊火焰2陶瓷声坚硬瓷化陶瓷声坚硬瓷化5陶瓷声坚硬瓷化陶瓷声坚硬瓷化0.2mm陶瓷化复合带坚硬瓷化坚硬瓷化0.4mm陶瓷化复合带坚硬瓷化坚硬瓷化0.8mm陶瓷化复合带坚硬瓷化坚硬瓷化2.3陶瓷化防火耐火硅橡胶的防火耐火的机理普通的高分子材料经过火焰烧蚀后都变成了灰烬，不能变成陶瓷状物体；陶瓷化防火耐火硅橡胶，可以在500℃以上的无焰高温和620℃以上的火焰烧蚀下，烧结成坚硬的陶瓷状物体，而且烧蚀

8、时间越长、温度越高，陶瓷化效果越明显，烧蚀温度最高可以达到3000℃；陶瓷化防火耐火硅橡胶可以使用常规的橡胶加工设备进行生产，生产出的制品具备硅橡胶的