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陶瓷化耐火电线电缆硅橡胶
time:2015-12-28 14:35from:陶铠高分子材料（上海）科技中心 author:赵源 cliks:次
陶瓷化耐火电线电缆硅橡胶
赵 源
一、概述
随着电线电缆工业的发展，特别是对防火耐火电线电缆的要求进一步提高，简化工艺，降低成本成为了必然的发展趋势。
过去防火耐火电线电缆采用的氧化镁矿物防火绝缘电缆和云母带绕包的耐火电缆，由于这种结构的电缆需要专门的生产加工设备，加之生产氧化镁矿物防火绝缘电缆的设备，不仅要进口，而且非常的昂贵，资金投入太大；另外，氧化镁矿物防火绝缘电缆的外护层是全铜的，所以在造价上也使得这种产品价格较高，在实际应用方面，受到一定程度的限制，再加上铜护套氧化镁矿物防火绝缘电缆的在生产加工、运输、线路的敷设安装和使用等过程中的特殊要求，如氧化镁矿物防火绝缘电缆的生产加工不能像高分子材料那样加工便捷，敷设安装简单方便，原材料成本造价高，很难大规模的普及使用，特别是民用建筑等；云母带缠绕的耐火电缆，在生产过程中，需要多层缠绕，火烧后云母带发脆，容易脱落，造成耐火效果差，不能够承受喷淋、震动，从而难以保障通讯、电力在火灾的情况下的安全畅通。
在硅橡胶中加入特殊处理的瓷化粉，使得普通的硅橡胶具备了耐火性；也就是说，普通硅橡胶，包括阻燃硅橡胶在火烧后变成了粉末，特别是在震动的情况下很轻易的脱落，更不能承受水喷淋，普通硅橡胶也就不具备耐火性。
陶瓷化耐火硅橡胶在350℃以上的高温长时间作用下，和在600℃明火火焰15秒左右短时间的烧蚀下，烧结成具有自支撑体的坚硬壳体，类似陶瓷一样，所以叫“陶瓷化”；这种陶瓷化的自支撑体可以起到很好的隔火、挡火、隔温的效果，在喷淋和震动的情况下，也能够起到很好的保护作用。
自2005年研发、推广至今，已在电线电缆行业得到了广泛的应用，得到了电线电缆行业的肯定，主要用于中压耐火电缆和低压耐火电线电缆；国家电线电缆质量监督检验中心针对这一材料的运用于2012年制定发布了《额定电压6KV(Um=7.2KV)到35KV(Um=40.5KV)挤包绝缘耐火电力电缆技术规范》。
陶瓷化耐火硅橡胶的出现和应用，以及《额定电压6KV(Um=7.2KV)到35KV(Um=40.5KV)挤包绝缘耐火电力电缆技术规范》的发布，使得我国在耐火电缆方面的耐火等级达到了中压耐火，在国际上处于领先地位；过去的氧化镁矿物防火绝缘电缆和云母带绕包的耐火电缆只能使用于低压耐火电线电缆。
陶瓷化耐火电线电缆硅橡胶特殊的配方设计，使得它烧蚀后的残余物主要为具有优异绝缘性的二氧化硅，而且残余量高达85%左右，同时烧蚀后在支撑体内可以形成均匀的微孔，这一微孔可以起到非常好的绝缘效果和优异的隔热作用；经过特殊结构设计的耐火电缆在陶瓷化耐火电线电缆硅橡胶的保护下，不仅能够承受1000℃,3小时的通电烧蚀实验，还可以经受通电烧蚀下的喷淋、震动的实验。
陶瓷化耐火硅橡胶的低烟、无卤、无毒、无重金属性，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；用陶瓷化耐火硅橡胶生产的耐火电线电缆被广泛的应用于核潜艇、高层建筑、宾馆酒店、大型超市、医院、车站、机场、地铁、轨道交通、高铁、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。
二、陶瓷化耐火硅橡胶的进展
陶瓷化耐火硅橡胶由于有机物的存在，阻燃性受到了制约。虽然“耐火电缆”和“防火阻燃电缆”是两个不同概念的电线电缆，但电线电缆行业提出了更高的的要求，不但要求耐火，同时还要求防火阻燃，根据这一阻燃防火又耐火的要求，低烟、无卤、隔温、阻燃、防火、挡火、耐火的陶瓷化防火耐火硅橡胶就是紧接着要进行的研究课题。
目前，具备这一要求的陶瓷化防火耐火硅橡胶已经开始在电线电缆行业得到了运用，所生产的电线电缆不仅通过了国家检测中心的检测，还通过了BS6387英国实验室的检测。采用陶瓷化防火耐火硅橡胶生产的电线电缆，不仅具备原来陶瓷化耐火硅橡胶的耐火电缆的特性，还具备了防火阻燃电缆的特性，使得这一电线电缆不仅在国内，同时在国外也具有很高的竞争优势。
三、陶瓷化耐火硅橡胶的生产
陶瓷化耐火硅橡胶的生产是在35-50邵尔A硬度的高强度、高伸长率的混炼胶里加入相应的瓷化粉和瓷化膏，通过混炼就成为了具备烧蚀后自支撑体陶瓷化的陶瓷化耐火硅橡胶。
配方1：
配方2：配方1：
| 3# | 5# | 9# | |
| 35-50度混炼胶基胶 | 100kg（沉淀法混炼胶） | 100kg（半气相法混炼胶） | 100kg（气相法混炼胶） |
| 瓷化粉 | 56kg | 59kg | 63kg( |
| 甲基硅油 | 0-1.2kg | 0-1.2kg | 0-1.2kg |
| 合计： | 157.2kg | 160.2kg | 164.2kg |
| 硬度（邵氏A） | 70-75 | 70-75 | 70-75 |
| 拉伸强度（MPa） | ≥5.5 | ≥6.0 | ≥7.0 |
| 扯断伸长率(%) | ≥180 | ≥200 | ≥200 |
| 陶瓷化检验：出锅的胶取一小块，捻成签字笔尖形状，用酒精灯外焰烧15-30秒钟，然后用母指和食指捏，坚硬有大渣，如果烧30秒钟以上，非常坚硬，捏不动。 | 陶瓷状 | 陶瓷状 | 陶瓷状 |
| 2# | 6# | 8# | |
| 0.04-0.08乙烯基生胶 | 120kg | 120kg | 120kg |
| 沉淀法白炭黑 | 52-70 | 26-35 | 0 |
| 气相法白炭黑 | 0 | 26-35 | 52-70 |
| 瓷化粉 | 56kg | 59kg | 63kg( |
| 甲基硅油 | 0-1.2kg | 0-1.2kg | 0-1.2kg |
| 合计： | 157.2kg | 160.2kg | 164.2kg |
| 硬度（邵氏A） | 70-75 | 70-75 | 70-75 |
| 拉伸强度（MPa） | ≥5.5 | ≥6.0 | ≥7.0 |
| 扯断伸长率(%) | ≥180 | ≥200 | ≥200 |
| 陶瓷化检验：出锅的胶取一小块，捻成签字笔尖形状，用酒精灯外焰烧15-30秒钟，然后用母指和食指捏，坚硬有大渣，如果烧30秒钟以上，非常坚硬，捏不动。 | 陶瓷状 | 陶瓷状 | 陶瓷状 |
陶瓷化耐火硅橡胶硬度的高低可以通过加减硅油和白炭黑进行调整。
陶瓷化防火耐火硅橡胶是在硅橡胶中加入了更加特殊的瓷化粉和瓷化膏，在高温或火焰的作用下迅速形成陶瓷化的自支撑体，成瓷速度更快，自支撑体更加致密、坚硬，不仅耐火性优异，阻燃防火性也非常优良。
三、陶瓷化耐火硅橡胶的应用及前景
陶瓷化耐火硅橡胶主要应用在中压耐火电缆、柔性铠装防火电缆、通讯电缆、信号线缆、煤矿防火耐火电线电缆、石油平台防火耐火电线电缆、电力防火耐火电线电缆、铝合金防火耐火电线电缆；陶瓷化耐火硅橡胶的延伸产品——陶瓷化云母复合带应用前景更是广阔，其应用工艺和云母带一样，无需专用挤出设备，其性能超越了云母带，它克服了云母带烧蚀后发脆易脱落，不能够承受喷淋和震动，储存期短，受潮后绝缘下降非常严重，价格较云母带低廉，烧结后能够形成完整的一体，自支撑体陶瓷更加坚硬，得到了电缆生产企业更加广泛的应用，而且垂直燃烧不延燃，更加达到了阻燃防火、耐火的性能。
据不完全统计，2013-2014年，陶瓷化耐火硅橡胶的市场需求量达到8000万元到1亿元人民币（2014年电缆行业高分子材料市场总用量493亿元人民币）；近年，根据住建部、公安部对防火耐火电线电缆的耐火等级的进一步提高，以及2014年下半年和2015年一季度耐火电线电缆的增长趋势，加上产业结构的调整和企业产品更新换代的需求，电线电缆行业总体销售在收缩，但是防火耐火电线电缆在成倍增长，陶瓷化耐火硅橡胶的销售同期也在以翻倍的速度增长。
陶瓷化防火耐火硅橡胶不仅仅用于电线电缆行业，中高压电气、电缆附件、汽车行业等等都可以得到广泛应用。
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