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中低压防火耐火电线电缆的最佳解决方案之一 ——陶瓷化防火耐火
time:2015-12-28 17:56from:陶铠高分子材料（上海）科技中心 author:赵源 cliks:次
中低压防火耐火电线电缆的最佳解决方案之一——陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶
赵 源
一、概述
今天给大家介绍一种新型高分子复合材料——“陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶”。它是目前解决“中低压耐火电线电缆的最佳解决方案之一”，也是目前唯一一种能够烧成陶瓷状的高分子复合材料，行业有专家称她是一种“革命性”的、防火耐火电线电缆 “新材料”；她可用于生产防火耐火电线电缆，耐火性、安全性、工艺性、环保性、结壳性和隔热性远高于在耐火电线电缆已经应用了近百年的云母带和其他用于耐火电线电缆的材料，价格低于云母带，是未来代替云母带的最佳材料之一。它无需繁琐的绕包，火烧后不会像云母带那样发脆脱落，能够自熄、不延燃，可以通过BS6387的喷淋、震动实验和中压耐火电缆的实验；无卤、无毒、无重金属，超过ROSH标准的要求；烟气毒性达到ZA1级，即小白鼠吸入30min后， 三天没有变化，燃烧后的烟雾不会对人体造成2次伤害；生产防火耐火电线电缆的工艺简单，不需要特殊设备，可采用电加热烘道硅橡胶电线电缆挤出生产线，或水槽热水式硅橡胶电线电缆挤出生产线，或蒸汽加热的橡皮（橡套）电线电缆连硫挤出生产线进行生产。
用“陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶”生产的防火耐火电线电缆，在-70～200℃的温度下，具有普通硅橡胶的弹性、柔软性、电性能和机械性能，可以全天候的正常使用，弯曲半径小，可以和普通橡皮电缆一样上盘、敷设，在350℃以上的无焰高温和600℃以上的火焰烧蚀下，形成坚硬的陶瓷化硬壳保护层，同时也具有很好的绝缘性，能够起到很好的隔绝火焰，防火绝缘的作用，从而保证了在火灾情况下，电力、通讯的畅通。
生产的防火耐火电线电缆可用于核潜艇、高层建筑、宾馆酒店、大型超市、医院、车站、机场、地铁、轨道交通、煤矿、化工、石油、医药、军事、核电站、钢铁、冶金、矿山、造船、公共娱乐场所、公共交通设施；去年的上海胶州路等的大火，使得消防、防火安全的重要性更加凸现出来，为人们一直在不断探索如何在火灾的情况下，在较长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，烟气毒性不会对人的生命造成二次伤害，减少人员的毒气死亡和生命财产的损失等课题，提供了一个最行之有效的可行性解决方案。
“陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶”不但可以代替云母带生产低压耐火线缆，生产的低压耐火电缆还可以代替氧化镁矿物防火绝缘电缆所使用的特殊场合，无需高额的设备投入，如果没有普通硅橡胶或橡套线缆生产线，整个设备投资20-50万元人民币。
二、 什么是“陶瓷化”耐火硅橡胶及其特性
1.什么是“陶瓷化”？
在600℃以上的温度下，橡胶高分子有机复合物材料被烧结成“陶瓷”状的坚硬的无机物壳体，敲击后带有清脆的陶瓷声响、类似于陶瓷，由高分子有机复合材料烧结后变成无机类的“陶瓷化”材料的过程。
2.“陶瓷化”防火耐火硅橡胶
（1）“陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶”的组成：
“陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶”的基材是硅橡胶，主要成分是有机硅和无机的二氧化硅,另外加入了我们自主研发的“瓷化粉”等组合物，使得硅橡胶在600℃以上的温度下，在很短的时间内被烧成坚硬的壳体，从而起到非常好的防火、隔火、耐火、阻燃的作用，温度越高，烧蚀得时间越长，烧得越硬，结壳越好。
（2）良好的耐火性和隔热性：
中国兵器工业集团济南53所曾经咨询过我们，这种材料是否能够耐到3000℃，他们要铺在火箭发射平台上，火箭发射时的火焰温度大概在3000℃，我们做了一个2mm的试片，用氧气焊对着试片烧，烧了近15min试片被烧硬，没有被烧穿。
我们曾经将喷枪温度调至850℃左右，对着2mm的试片的底部连续烧近3个小时，上部表面的温度200多度；喷枪温度调至1100℃左右，对着6mm的试片的底部连续烧近5个小时，上部表面的温度不到300℃，从而说明“陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶” 有良好的耐火性和隔热性；从使用和试用的几个客户在上缆所拿到的检测报告，中间的交联聚乙烯没有熔融变形也说明了这种材料良好的耐火性和隔热性。
（3）密度低、机械性能优良、电性能良好、阻燃性好、低烟、无卤、无重金属：
表1：
200℃×10天热空气老化实验性能保持率大于80%以上。
| 型号 | 密度 |
硬度 （Å） |
拉伸强度 (Mpa) |
伸长率 （%） |
撕裂强度 (KN/M) |
体积电阻 率Ω·cm |
击穿强 度KV/mm |
介电损 耗正切 |
烟气 毒性 |
氧指数 | 阻燃型 |
| TC9711 | 1.42 | 70±5 | ≥7.0 | ≥200 | ≥23 | 2×1015 | 24 | 0.01 | ZA1 | 38 | UL94V-0 |
| TC9710 | 1.42 | 70±5 | ≥7.0 | ≥200 | ≥23 | 2×1015 | 24 | 0.01 | ZA1 | 36 | UL94V-0 |
| TC5710 | 1.42 | 70±5 | ≥6.0 | ≥200 | ≥23 | 2×1015 | 23 | 0.01 | ZA1 | 35 | UL94V-1 |
| TC3710 | 1.45 | 70±5 | ≥5.5 | ≥180 | ≥21 | 2×1015 | 23 | 0.01 | ZA1 | 32 | UL94V-1 |
三、 用陶瓷化硅橡胶生产的防火耐火电线电缆的经济性、加工性和应用性
1. 电气性能良好：
“陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶”既可以做耐火层、也可以做绝缘层和护套；用“陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶”生产的1.5、2.5、3.0平方的小线，有几个厂家在加载0.6KV×90min, 850℃的情况下，通过了耐火实验，实验过程中电流、电压没有变化和波动；有几家客户在上海23所通过了BS6387的喷淋、震动实验；3×70、3×50的中压耐火电缆有几家已经在上缆所拿到了合格的测试报告，内部的交联聚乙烯绝缘层没有发生变形；这种产品国外也有一家生产，价格是我们2-3倍，在远东电缆做耐火实验的时候，表面出现了细微的裂隙，我们的和他同时做的时候，我们的没有发现。
2. 经济性：
“陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶”的目前执行全国的统一价格如下：
3.氧化镁矿物防火绝缘电缆、云母带耐火电缆和陶瓷化硅橡胶防火耐火线缆各项性能比较:
| 型号 | 密度 | 拉伸强度(Mpa) | 氧指数 | 击穿强度KV/mm | 阻燃型 | 市场价格，万元/吨 |
| TC9711 | 1.42 | ≥7.0 | 38 | 24 | UL94V-0 | 8.5 |
| TC9710 | 1.42 | ≥7.0 | 36 | 24 | UL94V-0 | 6.5 |
| TC5710 | 1.42 | ≥6.0 | 35 | 23 | UL94V-1 | 5.0 |
| TC3710 | 1.45 | ≥5.5 | 32 | 23 | UL94V-1 | 4.0 |
3.氧化镁矿物防火绝缘电缆、云母带耐火电缆和陶瓷化硅橡胶防火耐火线缆各项性能比较:
| 比较 | 氧化镁矿物防火绝缘电缆 | 云母带耐火电缆 | 陶瓷化硅橡胶防火耐火线缆 |
| 1.密度 | 密度8.9，价格昂贵 | 密度≥2.0；4-6万元/吨左右 | 密度1.42，同等价格成本低 |
| 2.生产设备投资 | 厂房、专用设备投入非常大 | 需要专门的绕包设备 |
无需投资，现有的橡皮电缆或硅 橡胶线缆设备；如果没有，全部 生产线投资50万元左右 （120热空气挤出硫化生产线） |
| 2．生产工艺 |
工艺复杂，效率低，生产成 本高 |
工艺繁琐，生产成本高 |
生产工艺简单，生产效率高；容易 操作，生产成本低 |
| 3．产品比较 |
（1）不能生产超小线， 如0.75； |
(1)小线表面不平整、不光滑， |
（1）超小线、超大直径电缆都可 以生产； |
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a) (2)生产长度有一定限制； |
（2）搭界处容易出现搭界质量 问题； |
（2）无接缝，可以生产无限长度； |
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（3）只能用于低压耐火线缆; |
（3）可用于中低压线缆，烧蚀 时间较短；云母带被烧后发脆、 容易脱落 |
（3）可用于中低压线缆，烧蚀时间 越长温度越高、壳体越坚硬，隔火、 隔热效果越好； |
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| （4）可以通过耐火实验 |
（4）不能够通过喷淋、震动的 BS6387实验； |
（4）可以通过喷淋、震动的 BS6387实验； |
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| （5）弯曲半径大 | （5）弯曲半径小 | （5）柔软、弹性好，弯曲半径小 | |
| 4.敷设工艺 | 敷设操作非常繁杂 | 敷设操作简便 | 敷设操作简单 |
四、陶瓷化高分子复合耐火硅橡胶防火电线电缆的应用
去年上海胶州路大火，再一次提醒和告诫我们，生命的脆弱和珍贵，防火材料的重要性；国家将大幅提高防火安全标准，这就给防火耐火材料提出了一个更加严格的要求。
陶瓷化耐火硅橡胶防火电线电缆所具备的良好的消防、防火特性，顺应了这一要求；她的优良的特性使得它可以广泛的应用于公共消防、防火安全要求非常高的场所，如普通民宅、高层建筑、大小型超市、商场、地铁、机场、车站、医院、银行、写字楼、宾馆酒店、邮政电信大楼、展览馆、图书馆、博物馆、古代建筑、学校、电力大楼、公共娱乐场所、隧道、地下建筑、仓库等，还可以用于冶金、钢铁、焦炭、煤矿、电厂、输变电站、造船、石油、化工、医药、核电站、航空航天、军事、造纸等行业，以及家电、汽车、公共交通设施等等；陶瓷化高分子复合耐火硅橡胶防火电线电缆将会有着广阔的应用前景。
五、结语
陶瓷化高分子复合耐火硅橡胶，为消防、防火又提供了一个新型的、安全的防火耐火的新材料，特别是为防火耐火电线电缆的制造，又开辟出一条新思路和新方法；它的诞生使得防火电线电缆的生产加工、敷设安装和应用得到了更深一步的简化，和以往的防火耐火电缆相比较，成本大幅度得到降低，防火耐火性能得到很大程度上的提高，为广泛的普及、推广，特别是应用于普通的民用，提供了可能性，从而相当大的程度上保障了百姓群众的生命、生活和财产的安全。
陶瓷化高分子复合耐火硅橡胶的研制成功和应用，为替代已使用近百年的云母带防火耐火电线电缆提供了一种可能，为提高整个行业的防火耐火电线电缆科技含量和科技水平以及整个产业在新材料方面的科技水平的整体提升，产品的更新换代等方面提供了一个“革命性”的新思路和发展方向，为中压耐火电缆提供了一种可靠的、可行的、经济、安全、性价比高的解决方案！
