1、陶瓷化防火耐火硅橡膠及其陶瓷化防火耐火硅橡膠復(fù)合帶的研究及其在防火耐火電線電纜中的應(yīng)用研究趙源彭小弟秦榮勤摘要：目前，所有的高分子材料，被火焰或高溫灼燒后，都會(huì)被燒成灰燼；通過在高分子材料硅橡膠中，加入功能性材料——瓷化粉，在620℃以上的有焰或無焰的情況下，短時(shí)間內(nèi)其混合物或硫化物可被燒成類似陶瓷狀的、堅(jiān)硬的、殼體的無機(jī)物質(zhì)，最高可耐3000℃；這種特性可以應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，做防火、耐火產(chǎn)品，如：防火耐火電線電纜、防火板、防火門、發(fā)泡防

2、火保溫材料、火箭發(fā)射平臺(tái)高溫隔火層等。關(guān)鍵詞：硅橡膠瓷化粉陶瓷化燒硬灰燼結(jié)殼材料防火耐火電纜材料有焰無焰玻璃纖維布絕緣層護(hù)套層耐火層隨著城市人口的急劇增長，高層建筑、賓館酒店、大型超市、醫(yī)院、車站、機(jī)場不斷增加，地鐵、隧道以及大型公共娛樂場所、公共交通設(shè)施也在急劇增加，消防安全的重要性凸現(xiàn)出來；特別是如何在火災(zāi)的情況下，在一定時(shí)間內(nèi)保障電力和通訊的暢通，最大限度的贏得寶貴的時(shí)間，減少人員的傷亡和生命財(cái)產(chǎn)的損失，是人們不斷探索的課題。目前

3、，國內(nèi)外的防火電線電纜大多采用的氧化鎂礦物絕緣電纜和云母帶纏繞的耐火電纜；其中，氧化鎂礦物絕緣電纜的結(jié)構(gòu)如圖1。.生產(chǎn)這種結(jié)構(gòu)的電纜需要進(jìn)口專門的設(shè)備，價(jià)格非常的昂貴，資金投入大；另外，這種電纜的外護(hù)層是全銅的，所以在造價(jià)上也使得這種產(chǎn)品價(jià)格昂貴；再加上這種電纜在生產(chǎn)加工、運(yùn)輸、線路敷設(shè)安裝和使用等過程中的特殊要求，很難大規(guī)模的普及使用，特別是在民用建筑等。云母帶纏繞的耐火電纜在生產(chǎn)過程中，需要多層纏繞，由于工藝條件的限制，往往造成接縫

4、出現(xiàn)缺陷，燒蝕后云母帶發(fā)脆，容易脫落，造成耐火效果不好，從而難以保障通訊、電力在火災(zāi)的情況下的安全暢通。本工作是探索在高溫?zé)崃蚧℉TV）硅橡膠中，加入功能性材料，在常溫下具備硅橡膠的基本特性——無毒、無味、密封性、彈性、不吸潮、不吸水、耐高低溫、耐臭氧老化、耐候老化、優(yōu)良的電絕緣性能及良好的加工性能；在高溫火焰燒蝕下，使得加入功能性材料的硅橡膠復(fù)合混合物形成堅(jiān)硬的陶瓷化的鎧裝保護(hù)層，可以起到隔絕火焰，防火、絕緣、隔熱、隔水、抗震的作用

5、，從而保證了在火災(zāi)情況下，電力、通訊的暢通。1.實(shí)驗(yàn)1.1原材料熱硫化（HTV）硅橡膠1102，乙烯基含量：1.6%，分子量4555；白炭黑；瓷化粉；助劑；玻璃纖維布等。十四、阻燃性UL94V0十五、環(huán)保檢測符合ROSH十六、燃燒后固體物含量〉83%十七、密度1.422.2燒蝕性能2.2.1陶瓷化防火耐火硅橡膠的燒蝕性能見表2、表3；表2：試片在高溫爐試片在高溫爐中的燒蝕結(jié)果中的燒蝕結(jié)果1）燒蝕溫度燒蝕溫度℃試片厚度mm25450陶瓷聲

6、堅(jiān)硬瓷化陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化500陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化600陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化750陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化900陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化1000陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化注：注：1）燒蝕時(shí)間均為）燒蝕時(shí)間均為9090minmin。表3試樣在乙試樣在乙炔火焰中的燒炔火焰中的燒蝕結(jié)果（蝕結(jié)果（2minmin斷煙）斷煙）試片厚度mm700~800℃90min燒蝕后3000℃左右氧氣焊火焰2陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化5

7、陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化陶瓷聲堅(jiān)硬瓷化0.2mm陶瓷化復(fù)合帶堅(jiān)硬瓷化堅(jiān)硬瓷化0.4mm陶瓷化復(fù)合帶堅(jiān)硬瓷化堅(jiān)硬瓷化0.8mm陶瓷化復(fù)合帶堅(jiān)硬瓷化堅(jiān)硬瓷化2.3陶瓷化防火耐火硅橡膠的防火耐火的機(jī)理普通的高分子材料經(jīng)過火焰燒蝕后都變成了灰燼，不能變成陶瓷狀物體；陶瓷化防火耐火硅橡膠，可以在500℃以上的無焰高溫和620℃以上的火焰燒蝕下，燒結(jié)成堅(jiān)硬的陶瓷狀物體，而且燒蝕時(shí)間越長、溫度越高，陶瓷化效果越明顯，燒蝕溫度最高可以達(dá)到3000℃；陶瓷化防火耐

8、火硅橡膠可以使用常規(guī)的橡膠加工設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)出的制品具備硅橡膠的各項(xiàng)性能，具有良好的加工性。陶瓷化防火耐火硅橡膠的主鏈含SiO鍵，主鏈的斷裂和側(cè)基的氧化是硅橡膠在高溫有氧氣氛中的主要反應(yīng)，其中主鏈斷裂生成環(huán)狀硅氧烷，使硅橡膠軟化；而側(cè)基氧化生成活性自由基，自由基間反應(yīng)，導(dǎo)致硅橡膠發(fā)生交聯(lián)和硬化。在300℃以上時(shí)，硅橡膠側(cè)鏈上的硅碳鍵也會(huì)裂解，分子間通過硅碳鍵形成交聯(lián)；在更高溫度下燃燒生成二氧化硅；表面會(huì)形成由碳、硅和氧元素組成的阻隔

9、層。該阻隔層呈粉末狀，不連續(xù)，強(qiáng)度低；單單這層阻隔層很難起到隔熱、耐火作用。陶瓷化防火耐火硅橡膠就是一種能在高溫條件下，燃燒后形成堅(jiān)硬陶瓷狀物體。硅橡膠的陶瓷化過程就是將硅橡膠燃燒產(chǎn)物不斷的固化、捆綁的過程，使分散的、疏松的、不連續(xù)的無機(jī)小顆粒緊緊的結(jié)合在一起。由于其形成機(jī)制和最終的產(chǎn)物都如同陶瓷，故形象稱之為陶瓷化硅橡膠。它是在硅橡膠中加入在高溫下可以瓷化的復(fù)合材料，常溫下保持硅橡膠的所有特性，遇到500℃以上的無焰高溫和620℃以上