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陶瓷化硅橡膠
在防火耐火電線電纜的實(shí)際應(yīng)用案例
壹、陶瓷化硅橡膠簡(jiǎn)介

陶瓷化硅橡膠在常溫下和普通橡膠、硅橡膠及熱塑性彈性體一樣（EPDM、NR、SBR、 NBR、CPE、SBS、TPO、TPE 等），具有優(yōu)異的的彈性、柔軟性、阻燃性、電性能，它同 時(shí)還具備卓越的耐高低溫性，耐臭氧、耐熱氧及紫外線老化性能，特殊的表面性能，具有一 定的耐油、防水、耐溶劑性；陶瓷化硅橡膠不同于其他高分子材料的是無鹵、無毒、無味、 對(duì)人體、自然環(huán)境無不良影響，燃燒后的煙氣很小，沒有煙毒性，煙氣對(duì)人體也無害。
陶瓷化硅橡膠有別于其他橡膠、塑料等的最大特性——在火災(zāi)、高溫的情況下，能夠燒 成堅(jiān)硬的陶瓷狀，這是陶瓷化硅橡膠區(qū)別于目前所有高分子材料的“革命性”的特點(diǎn)，也是 它的最關(guān)鍵的特征。
下面是陶瓷化硅橡膠的特性：
一、 優(yōu)良的電絕緣性：可達(dá)到 XLPE 和 EPDM 的電性能：體積電阻率可達(dá) 2×1015Ω ?cm， 擊穿強(qiáng)度 22-25KV/mm，介電損耗正切 10-2，可以用于絕緣；
二、 卓越的耐高、低溫性：長(zhǎng)期工作溫度-70~200℃,根據(jù)不同的環(huán)境條件使用年限可達(dá) 5-50
年不等； 350℃以上開始變硬，可在高于 350℃以上靜態(tài)環(huán)境下長(zhǎng)期使用；
三、 耐臭氧和耐紫外線老化：無需添加防老劑和抗氧劑，常溫下壽命可達(dá) 30-50 年以上； 四、 特殊的表面性能：具有低吸濕性，防霉性能良好，對(duì)許多材料不粘；
五、 環(huán)境友好型：無鹵、無重金屬、無毒、無味，對(duì)人體、環(huán)境不產(chǎn)生影響； 六、 耐化學(xué)腐蝕性好，防水、抗油；
七、 優(yōu)良的憎水性、耐污閃性，抗爬電；
八、 加工性能好：易于混煉、成型、壓延、擠出、模壓等加工，膠料流動(dòng)性好；
九、 煙氣毒性是目前高分子材料，特別是電纜料中最高級(jí)別 ZA1 級(jí)，即燃燒后的煙氣小白鼠 吸入 30min 后,三天內(nèi)沒有變化；
十、 良好的隔熱性，導(dǎo)熱系數(shù) 0.0033W/Mk,特別是燒蝕后的內(nèi)部是均勻的蜂窩狀，具有更好 的耐火性和隔熱性；
十一、 阻燃性好：阻燃性可達(dá) FV-0 級(jí)，點(diǎn)燃后不延燃，帶導(dǎo)體燃燒基本點(diǎn)不著；
十二、 高溫燃燒后可燒成陶瓷狀，形成堅(jiān)硬的陶瓷鎧裝，保護(hù)線路暢通，這是陶瓷化硅橡膠 最特殊的性能，溫度越高，燒蝕時(shí)間越長(zhǎng)，陶瓷鎧體越堅(jiān)硬；它優(yōu)于云母帶，云母帶燃燒后 變硬、發(fā)脆，很容易脫落；
十三、 用陶瓷化硅橡膠生產(chǎn)的防火耐火電線電纜，耐火等級(jí)可達(dá)到 GB12666.6 的 A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即 在 950~1000℃火焰中燃燒 90min,3A 保險(xiǎn)絲不熔斷；也可達(dá)到英國(guó) BS6387 的 C W Z 最高級(jí)別， 即 C——在 950℃火焰中燃燒 3H，W——水噴淋，Z——震動(dòng)；
十四、 密度�。�1.42），價(jià)格低（最低 4 萬元/噸），性價(jià)比高；
十五、 基于以上的特性，可以完全代替云母帶用于中、低、高壓防火耐火電線電纜。

貳、用陶瓷化硅橡膠生產(chǎn)的防火耐火電線電纜與氧化鎂礦物防火絕

緣電纜、云母帶耐火電纜的比較及其優(yōu)越性

一、氧化鎂礦物防火絕緣電纜、云母帶耐火電纜和陶瓷化硅橡膠防火耐火線纜各項(xiàng)性能比較:

比較 氧化鎂礦物防火絕緣電纜 云母帶耐火電纜 陶瓷化硅橡膠防火耐火線纜
1.密度 密度 8.9； 密度≥2.0； 密度 1.42，
2.生產(chǎn)設(shè)備投資 廠房、專用設(shè)備投入非常大 需要專門的繞包設(shè)備 （a）無需投資，現(xiàn)有的橡皮、橡套電纜蒸汽連硫或硅橡膠
電線電纜電加熱、或水槽硫化設(shè)備均可；
（b）如果沒有，全部生產(chǎn)線投資 20-50 萬元
(i)65 硅橡膠電線電纜電加熱擠出硫化生產(chǎn)線 20 萬 元人民幣左右；
（ii）120 硅橡膠電線電纜電加熱擠出硫化生產(chǎn)線 50
萬元人民幣左右；
3.生產(chǎn)工藝 工藝復(fù)雜，效率低，生產(chǎn)成
本高 工藝繁瑣復(fù)雜，質(zhì)量
控制較為困難，水、 電，特別是人工等生 產(chǎn)成本高， 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，可提高生產(chǎn)效率；容易操作，可大幅降低生
產(chǎn)成本；質(zhì)量容易控制；
3．產(chǎn)品比較
（1）不能生產(chǎn)超小線，
如 0.75 及以下；
生產(chǎn)小線困難，特別
是 0.75 及以下小線， 表面不平整、不光滑 超小線、超大直徑電線電纜都可以生產(chǎn)，表面
平整、光滑；
（2)生產(chǎn)長(zhǎng)度受一定限制； 搭界處容易出現(xiàn)搭接
質(zhì)量問題； 可以生產(chǎn)無限長(zhǎng)度，無接縫；
（3）只能用于生產(chǎn)低壓耐火
線纜； 可用于中低壓線纜，
燒蝕時(shí)間較短；云母 帶被燒后發(fā)脆、容易 脫落;
可用于低、中、高壓線纜，燒蝕時(shí)間越長(zhǎng)溫度越高、殼體越
堅(jiān)硬，隔火、隔熱效果越好；最高溫度可達(dá) 3000℃以上；
（4）可以通過耐火實(shí)驗(yàn) 不能夠通過噴淋、震
動(dòng)實(shí)驗(yàn)； 可達(dá)到 GB12666.6 的 A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)可以通過目前世界上最
嚴(yán)格的英國(guó) BS6387 噴淋、震動(dòng)的 C W Z 級(jí)別試驗(yàn)；
(5）彎曲半徑大 彎曲半徑��； 和普通橡套線纜一樣，非常柔軟、彈性好，耐高溫，彎曲半
徑��；
4.敷設(shè)工藝 敷設(shè)非常繁雜，需要焊接等 敷設(shè)操作簡(jiǎn)便； 敷設(shè)操作簡(jiǎn)單，同于橡套線纜
5.性價(jià)比 比重大，運(yùn)輸、包裝成本高，
價(jià)格昂貴， 價(jià)格中等，只能達(dá)到
部分產(chǎn)品的要求； 價(jià)格成本低于云母帶，遠(yuǎn)低于氧化鎂礦物絕緣電纜，可以滿
足中、低、高壓防火耐火電線電纜的要求，即可做絕緣、耐 火層又可做護(hù)套；
6.應(yīng)用 氧化鎂絕緣層厚，重量大，只
能用于特殊場(chǎng)合，應(yīng)用范圍受 限制 只能做耐火層；
a.可做絕緣層，又可做防火層，還可以做護(hù)套，三者合一，
減薄壁厚，降低電纜重量，可以生產(chǎn)各種大小規(guī)格及超大 直徑和超細(xì)型號(hào)的柔性防火、耐火電線電纜；
b.可以生產(chǎn)軍工用核潛艇、核電站、光纜、礦用防火耐火電
柔性防火電纜、家裝線、信號(hào)線、控制電線電纜、防汽車自 燃電線、電力線纜、應(yīng)急線纜、發(fā)熱線等

三、用 陶 瓷 化 硅 橡 膠 生 產(chǎn) 防 火 耐 火 電 線 電 纜 的 設(shè)備及

工藝條件

采用生產(chǎn)硅橡膠電線電纜的生產(chǎn)設(shè)備，如電加熱烘道式或叫烘箱式硅橡膠電線電纜 擠出生產(chǎn)線、或水槽熱水式硅橡膠電線電纜擠出生產(chǎn)線，或橡套（橡皮）電線電纜連硫 生產(chǎn)線均可以進(jìn)行生產(chǎn)，加工工藝和普通硅橡膠基本相同。

一、加硫工藝：
1、硫化劑：雙-2.4（淡黃或白色膏狀），加入量按膠料重量的 0.8-1.2%，用天平 稱量；
2、將每箱 25KG 的膠料縱向切成 4-5 塊，分別放到輥距為 8-10mm 的開煉機(jī)上，待
膠料包輥后，依次加入雙-2.4，硫化劑分散完后，打 3-4 個(gè)垂直卷即可以下片， 然后切條待用；
注意：1.切不可過煉，否則容易粘輥，造成下片困難；
2.未加硫化劑的膠料，陰涼處存放時(shí)間 1-3 年；
3.加過硫化劑的膠料，陰涼處存放時(shí)間：夏季 7-30 天，冬季 不超過 60 天；
4.存放時(shí)間長(zhǎng)膠料容易結(jié)構(gòu)化變硬，這是硅橡膠的特性之一， 放到開煉機(jī)上返煉一下即可下片繼續(xù)使用。

二、 擠出工藝：擠出要采取冷擠，擠出機(jī)的螺桿、機(jī)頭、機(jī)身的溫度要用低于

30℃，最高不得超過 50℃，冷卻水溫越低越好；特別是橡套（橡皮）電線電纜連硫 生產(chǎn)線，機(jī)頭的冷卻一定要保證低，否則膠料容易自硫，堵塞機(jī)頭；模套（口模） 定型段的長(zhǎng)度小于普通橡膠、硅橡膠電線電纜擠出模套（口模）定型段的長(zhǎng)度，建 議定型段的長(zhǎng)度，小截面電線定型段長(zhǎng)度 1.5-3mm，大截面電纜定型段長(zhǎng)度 2-5mm， 可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。
如果出現(xiàn)擠出表面粗糙不光滑，調(diào)整擠出模套（口模）與模芯之間的距離，同 時(shí)，擠出的膠料要略微大于成品線的直徑，模套（口模）要較普通硅橡膠電線電纜 略微小一些，最終以實(shí)際生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試為準(zhǔn)，模套（口模）、模芯與導(dǎo)體、設(shè)計(jì) 線徑之間要相互匹配。
注意：擠出機(jī)不能加熱，一定要有冷卻系統(tǒng)；擠塑機(jī)不能生產(chǎn)，因?yàn)?擠塑機(jī)沒有冷卻系統(tǒng)和硫化裝置。

1、 電加熱烘道式或叫烘箱式硅橡膠電線電纜擠出生產(chǎn)線擠出工藝：
（1） 將電加熱烘道或叫烘箱按照第一段溫度：160-180℃，第二段溫度
165-185℃，第三段溫度 170-175℃，第四段溫度 175-180℃，最后段
240-280℃進(jìn)行溫度設(shè)置、加熱，也可根據(jù)不同型號(hào)的設(shè)備和不同結(jié)構(gòu)的 線纜設(shè)定各段硫化溫度，原則是產(chǎn)品斷面沒有微孔，電線電纜縱向沒有 氣泡產(chǎn)生，如果有氣泡產(chǎn)生，首先要將第一、二段的溫度降低 5-10℃， 逐段將溫度降低 5-10℃，沒有氣泡產(chǎn)生為止；
（2） 打開擠出機(jī)冷卻水，清洗喂料口和螺桿、機(jī)頭，確認(rèn)里面沒有雜物和其 它橡膠顆粒后開始喂膠，喂料要均勻，以保證擠出均勻，最好要有強(qiáng)制

喂料裝置，也叫旁壓輥；
（3） 調(diào)整偏心，開始擠出；擠出開始時(shí)要先慢，然后慢慢提速；
（4） 如果擠出表面粗糙，調(diào)整合適的模芯，模套的規(guī)格及其之間的距離，調(diào) 整擠出壓力，匹配的牽引速度和擠出速度。

2、 橡套（橡皮）電線電纜連硫生產(chǎn)線擠出工藝：
（1） 打開擠出機(jī)冷卻水，清洗喂料口和螺桿，確認(rèn)里面沒有雜物和其它橡膠 后開始喂膠，喂料要均勻，以保證擠出均勻，最好要有強(qiáng)制喂料裝置， 也叫旁壓輥；
（2） 調(diào)整偏心，開始擠出；擠出開始時(shí)要先慢，然后可以慢慢提速；
（3） 調(diào)整好偏心后，將管道封口關(guān)閉，開啟蒸汽，蒸汽壓力為 0.1-0.12Mpa, 注意：管道蒸汽不可超過 0.12 Mpa,否則膠料容易自硫，堵塞 機(jī)頭；
（4） 如果擠出表面粗糙，調(diào)整合適的模芯，模套的規(guī)格及其之間的距離，調(diào) 整擠出壓力，匹配的牽引速度和擠出速度。

3、 水槽熱水式硅橡膠電線電纜擠出生產(chǎn)線擠出工藝：
（1）將水槽加熱裝置打開，將水加熱至 100℃；
（2）打開擠出機(jī)冷卻水，清洗喂料口和螺桿，確認(rèn)里面沒有雜物和其它橡膠后 開始喂膠，喂料要均勻，以保證擠出均勻，最好要有強(qiáng)制喂料裝置，也叫 旁壓輥；
（3）調(diào)整偏心，開始擠出；擠出開始時(shí)要先慢，然后慢慢提速；
（4）如果擠出表面粗糙，調(diào)整合適的模芯，模套的規(guī)格及其之間的距離，調(diào)整 擠出壓力，匹配的牽引速度和擠出速度。

三、線纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)測(cè)試方面需要注意的相關(guān)問題：
1.有條件最好嚴(yán)格按照國(guó)際、國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，切不可隨意找個(gè)火源，不測(cè) 量火焰溫度隨意燒蝕；如果不具備相應(yīng)的試驗(yàn)條件，最好盡可能的模擬標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 的試驗(yàn)條件；
2.如果測(cè)試沒有通過，，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，再次雙倍取樣進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)檢查是 否存在以下情況，特別是小規(guī)格線徑的電線：
（1）電線斷面是否有針眼狀微孔，電線表面是否有氣泡？
（2）電線表面或斷面是否有細(xì)小雜質(zhì)顆�；蚱胀ǖ墓柘鹉z？ 硅橡膠和其它橡膠不相容，如果混入了擠出機(jī)里的普通硅橡膠顆�；蚱渌� 雜質(zhì)，高溫燃燒后，顆粒和雜質(zhì)被燒成粉末，造成擊穿；
（3）如果燒結(jié)后不夠硬，檢查環(huán)境是否潔凈，有沒有其它助劑粉末、粉塵，設(shè) 備是否徹底潔凈，操作人員的工作服、用具、設(shè)備是否潔凈，沒有粉塵、 雜質(zhì)顆粒；
3.在沒有擠出護(hù)套前人工絞線直接燒的情況下，切忌以下情況？
★擠出后停放 16 小時(shí)后，再進(jìn)行耐火試驗(yàn)，目的是讓膠料在擠出時(shí)產(chǎn)生的 應(yīng)力進(jìn)行一個(gè)釋放，否則在燒的過程中容易產(chǎn)生擊穿；
★★在人工絞線時(shí)，一定要按照標(biāo)準(zhǔn)、工藝、操作規(guī)程等技術(shù)要求進(jìn)行絞 線，切忌將擠出陶瓷化硅橡膠后的電線過度絞繞，產(chǎn)生過大的應(yīng)力，否 則在燒的過程中容易產(chǎn)生擊穿；

★★★絞線后，切忌在絞線的外部纏繞硬導(dǎo)體、鐵絲、鋁線等硬質(zhì)金屬絲 或其它硬線，因?yàn)槔p繞后會(huì)對(duì)陶瓷化硅橡膠線纜表面產(chǎn)生點(diǎn)、線狀的應(yīng)
力點(diǎn)，表面受力不均，應(yīng)力較為集中，在燒的過程中容易產(chǎn)生擊穿；
4.在試驗(yàn)的過程中：要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行燒蝕，使用黃色的外焰進(jìn)行燒蝕，按照標(biāo)準(zhǔn) 調(diào)整丙烷和空氣的流量及混合比例，切忌不完全燃燒，產(chǎn)生大量的積炭堆積在 試驗(yàn)線纜的表面；同時(shí)切忌將空氣流量開的過大，產(chǎn)生像氧氣焊樣的氣流，對(duì) 線纜產(chǎn)生沖擊和切割的效果，從而造成實(shí)驗(yàn)失敗
5.中壓耐火電纜在設(shè)計(jì)時(shí)，要注意對(duì)絕緣層的溫度保護(hù)設(shè)計(jì)，隔氧層要采用氧指 數(shù) 42 左右的電纜料，外護(hù)套要采用氧指數(shù) 38 左右的電纜料，內(nèi)層的玻璃布要 采用無堿玻璃布，填充層采用陶瓷化硅橡膠或無堿玻璃絲，從而保證在試驗(yàn)過 程中，絕緣層不熔融變形；絕緣層采用交聯(lián)聚乙烯，最好是輻照交聯(lián)聚乙烯， 輻照交聯(lián)聚乙烯耐溫較高，最高可達(dá) 180-200℃。
肆、陶瓷化硅橡膠生產(chǎn)防火耐火電線電纜的實(shí)際應(yīng)用案例

一、柔性防火電纜：
二.家裝線
三、中壓耐火電纜
四、汽車電線 五、應(yīng)急電力電線電纜 六、礦用防火耐火電線電纜
七、核潛艇、核電站 八、控制電線電纜 九、光纜