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[技術(shù)資料] 陶瓷化耐火硅橡膠的應(yīng)用進(jìn)展
P:2010-03-22 15:00:56
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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，在一定時間內(nèi)保障電力和通訊的暢通，最大限度的贏得寶貴的時間，減少人員的傷亡和生命財產(chǎn)的損失，是人們不斷探索的課題。
目前，國內(nèi)外的防火電線電纜大多采用的氧化鎂防火絕緣電纜和云母帶纏繞的耐火電纜；其中，氧化鎂防火絕緣電纜的結(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，價格非常的昂貴，資金投入太大；另外，此種電纜的外護(hù)層是全銅的，所以在造價上也使這種產(chǎn)品價格較高；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。陶瓷化耐火硅橡膠的主體材料是熱硫化（HTV）硅橡膠，在常溫下它具備了硅橡膠的基本特性，無毒、無味、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。在硅橡膠中加入助劑材料，做成的電線、電纜，常態(tài)下仍具備硅橡膠的特性，在500 ℃高溫和700℃以上的火焰燒蝕下，硅橡膠形成堅硬的陶瓷化保護(hù)層，從而起到隔絕火焰，防火的作用，從而保證了在火災(zāi)情況下，電力、通訊的暢通。
陶瓷化耐火硅橡膠的性能
1．1陶瓷化耐火硅橡膠的性能
陶瓷化耐火硅橡膠是在HTV硅橡膠生膠中，加入白炭黑、硅油、結(jié)構(gòu)化控制劑及其它助劑，經(jīng)過真空捏合機(jī)混煉，在開煉機(jī)上加入硫化劑，然后采用模壓、擠出成行，制成制品。其物理性能如表1。
收稿日期：2007-02-06。
作者簡介：梁喆（19——），女，主要從事。。。請補(bǔ)充。
*聯(lián)系人：E-mail:zhaoyuan9731@sina.com.
表1陶瓷化耐火硅橡膠的物理性能1）
測試項目 | 性能指標(biāo) |
邵爾A硬度/度 | 68 |
拉伸強(qiáng)度/MPa | 5.5 |
扯斷伸長率/% | 305 |
撕裂強(qiáng)度/kN.M-1 | 16.3 |
注：1）硫化劑為雙-2，5；試片硫化條件175℃×5 min；試片厚度2 mm。
陶瓷化耐火硅橡膠的燒蝕性能間表2、表3。
表2 試片在高溫爐中的燒蝕結(jié)果1）
燒蝕溫度/℃ | 試片厚度/mm | |
2 | 5 | |
450 | 陶瓷聲 瓷化 | 陶瓷聲 瓷化 |
500 | 陶瓷聲 瓷化 | 陶瓷聲 瓷化 |
600 | 陶瓷聲 瓷化 | 陶瓷聲 瓷化 |
750 | 陶瓷聲 瓷化 | 陶瓷聲 瓷化 |
900 | 陶瓷聲 瓷化 | 陶瓷聲 瓷化 |
注：1）燒蝕時間均為90 min。
表3試片在丙烷火焰中的燒蝕結(jié)果（2 min斷煙）
試片厚度/mm | 700~800 ℃×90min燒蝕后 |
2 | 陶瓷聲 瓷化 |
5 | 陶瓷聲 瓷化 |
1．2陶瓷化耐火硅橡膠的防火機(jī)理
普通的高分子材料經(jīng)過火焰燒蝕后絕大部分都變成了灰燼，不能變成陶瓷狀物體，所以起不到防火的作用；陶瓷化耐火硅橡膠，可以在500 ℃以上的高溫和火焰燒蝕下，燒結(jié)成堅硬的陶瓷狀物體，而且燒蝕時間越長、溫度越高，陶瓷化效果越明顯，部分型號的陶瓷化耐火硅橡膠的燒蝕溫度可以達(dá)到1200~1500 ℃；陶瓷化耐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性能，具有良好的加工性。
陶瓷化耐火硅橡膠從嚴(yán)格意義上講，既不是阻燃膠，也不是難燃膠。阻燃膠和難燃膠的作用機(jī)理是在高分子材料中加入有機(jī)和無機(jī)阻燃材料，在燃燒的過程中，生成的物質(zhì)可以使火焰逐漸熄滅，從而達(dá)到阻燃的效果；但是，在火災(zāi)中，火焰是在一直不斷的燃燒著，阻燃膠和難燃膠被燒以后都被燒成灰燼，所以起不到防火的作用。用阻燃和難燃橡膠做成的阻燃電線電纜不能夠保障在火災(zāi)中的通訊、電力的通暢。
陶瓷化耐火硅橡膠在常溫下無毒、無味，具有很好的柔軟性和彈性，具備硅橡膠的特質(zhì)，陶瓷化耐火硅橡膠在火焰的燒蝕下，燃燒2-4min后即開始燒結(jié)成堅硬的陶瓷狀殼體，這種堅硬的陶瓷狀殼體的隔絕層可以非常有效的阻擋火焰的繼續(xù)燃燒；而且在被燒2-4min后完全斷煙，在接下來的燒蝕過程中，本身不再有煙霧產(chǎn)生；在前期的2-4min內(nèi)產(chǎn)生的煙霧，也是無鹵、無毒的；煙霧主要是有機(jī)硅燃燒后產(chǎn)生的，有機(jī)硅本身不含有毒、有鹵物質(zhì)。是一種完全具備了消防、防火要求的新型高分子復(fù)合防火材料。
陶瓷化耐火硅橡膠防火電線電纜中的應(yīng)用
陶瓷化耐火硅橡膠用于防火電線電纜的性能見表4、表5。
表4 1.5 m2陶瓷化硅橡膠防火電線的物理性能
測試項目 | 性能指標(biāo) |
拉伸強(qiáng)度/MPa | 5.1 |
扯斷伸長率/% | 370 |
表5陶瓷化耐火硅橡膠防火電線電纜在丙烷火焰中的燒蝕結(jié)果
標(biāo)稱截面/mm2 | 經(jīng)700~800 ℃×90min燒蝕后（0.6 kV） |
1.5 | 通過 |
4.0 | 通過 |
50 | 通過 |
由表4、表5可見， 請補(bǔ)充！
陶瓷化耐火硅橡膠和普通的HTV硅橡膠混煉膠的加工方法基本相同，可以直接使用硅橡膠電線電纜生產(chǎn)設(shè)備制成電線電纜，無需增加設(shè)備，更不需要巨額的投入，可以大幅度降低成本；用陶瓷化耐火硅橡膠生產(chǎn)的電線電纜可以和普通的電線電纜一樣便捷的敷設(shè)安裝，為防火電線電纜的廣泛的普及應(yīng)用，提供了前提條件和基礎(chǔ)。
陶瓷化耐火硅橡膠防火電線電纜所具備的良好的消防、防火特性，可廣泛應(yīng)用于公共消防、防火安全要求非常高的場所，如普通民災(zāi)、高層建筑、電梯、大小型超市商場、地鐵、機(jī)場、車站、醫(yī)院、銀行、寫字樓、賓館酒店、郵政電信大樓、展覽館、圖書館、博物館、古代建筑、學(xué)校、電力大樓、公共娛樂場所、隧道、地下建筑、倉庫等，還可以用于冶金、鋼鐵、焦炭、煤礦、電廠、輸變電站、造船、石油、化工、醫(yī)藥、核電站、航空航天、軍事、造紙等行業(yè)，以及家電、汽車、公共交通設(shè)施等等；陶瓷化耐火硅橡膠防火電線電纜有著廣闊的應(yīng)用前景。由于用它生產(chǎn)的防火電線電纜加工工藝簡單、價格低、不需要增加投入，是一種應(yīng)用前景很廣的新型高分子復(fù)合防火材料。
3結(jié)束語
陶瓷化耐火硅橡膠，為消防、防火又提供了一個新的、安全的防火材料，特別是為防火電線電纜的制造開辟出一條新方法；它的誕生使得防火電線電纜的生產(chǎn)加工、敷設(shè)安裝和應(yīng)用得到了更深一步的簡化，和以往的防火電纜相比較，成本大幅度得到降低，為廣泛的普及、推廣，特別是應(yīng)用于普通的民用，提供了可能性，從而相當(dāng)大的程度上保障了百姓群眾的生命、生活和財產(chǎn)的安全。
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