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摘 要

可瓷化硅橡胶材料具有非常突出的阻燃性能和防火性能，通常是陶瓷化耐火电缆所用的材料。硅橡胶当作最主要的陶瓷化基体材料，拥有着非常好的耐高温性及耐低温性能，同时具有良好的耐老化性能，此外其燃烧缓慢和热释放率低。硅橡胶经过添加玻璃粉、硅灰石、硼酸锌，制备成这种陶瓷化的高分子耐火材料。本文主要研究无机填料和混炼胶的不同比例混炼后对胶力学性能（拉伸强度、断裂伸长率、硬度）、电学性能（体积电阻、表面电阻）、瓷化性能及燃烧性能（极限氧指数）变化的影响。结果显示：实验制备得到的这种陶瓷化的高分子耐火材料具备了非常好的瓷化性能，其生成的瓷化物致密且坚硬，并且最少可以抵抗1000摄氏度的高温。在混炼胶不变时，随着无机填料硼酸锌的所占比例增加，有助于降低试样的强度及断裂伸长率。此外对于电学性能、磁化性能以及燃烧性能也有较大的影响。

关键字：硅橡胶 陶瓷化 无机填料 耐火电缆 硅橡胶

Preparation and properties of the ceramic fire-resistant cable material

Abstract

Ceramifiable fireproof polymer materials have excellent performance of fire-resisting and fireproof, and it’s the material of the ceramic fire-resistant cable. As the main ceramifying matrix material, silicone rubber is well known for its good performance of high temperature Resistance and low temperature resistance and thermal stability, it has slow combustion and low heat release rate. Ceramifying silicone rubber was prepared by blending silicone rubber and glass frits and wollastonite and red phosphorus. In this paper, we will research the changes of mechanical property(The tensile strength, breaking elongation and hardness), Electrical properties (volume resistance and surface resistance) and Combustion performance (limiting oxygen index) effected different proportions of inorganic fillers and silicone rubber mixed. The results display that this material has good performance of vitrified, and the porcelain is compound dense and hard, it can resist high temperature at least 1000℃. As the silicone rubber at constant, with the increase of proportion of zinc borate inorganic fillers, both of the tensile strength and the breaking elongation have different levels of decline. And it also has a great influence on the electrical properties, magnetic properties and combustion properties.

Key words: silicone rubber ;cerami ;inorganic fillers ; fire-resisting cable

目 录

陶瓷化耐火电缆材料的制备与性能 I

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 陶瓷化耐火电缆材料 1

1.2.1 有机硅基体 2

1.2.2 粘土矿物粉末填料 2

1.2.3 阻燃剂 3

1.2.4 制备工艺 3

1.2.5 陶瓷化复合防火材料的防火机理...................................................4

1.3 陶瓷化耐火电缆的材料研究进展 4

1.4 本课题的研究意义和研究内容 6

1.5 本课题的创新之处 6

第二章 实验部分 7

2.1 实验原料与仪器设备 7

2.2 样品制备 8

2.3 工艺流程 9

2.4 性能测试 9

2.4.1 燃烧性能测试（极限氧指数测试） 9

2.4.2 力学性能测试 10

2.4.3 瓷化性能测试 11

2.4.4 电学性能.........................................................................................11

2.4.5 抗弯强度测试.................................................................................12

2.4.6 硫化曲线测定.................................................................................13

第三章 结果与讨论 14

3.1 硼酸锌与混炼胶不同比例对燃烧性能的影响 14

3.2 硼酸锌与混炼胶不同比例对力学性能的影响 15

3.3 硼酸锌与混炼胶不同比例对瓷化性能的影响 16

3.4 硼酸锌与混炼胶不同比例对体系电学性能的影响 19

3.5硼酸锌与混炼胶不同比例对硫化性能的影响 20

第四章 结论与展望 21

4.1 结论 21

4.2 展望 21

参考文献 22

致谢 24

第一章 绪论

1.1 引言

社会进入第二十一世纪后，随着人们生活水平和消防安全意识的逐步提高，高层建筑、宾馆、超市、医院、地铁、火车站、机场和隧道不断增加，消防安全的重要性日益凸显出来,消防安全问题现已引起了大家的重点关注。电缆的防火能力关系着广大百姓生命和财产安全,当今世界所有的国家都非常的关心。一旦火灾发生,如何在最短的时间内保证电力及通讯的线路畅通,保证人民生命财产安全,是研究及工程技术人员须认真考虑的重要课题。

目前，国内和国际使用的氧化镁矿物绝缘电缆和云母胶带包裹耐火电缆，但由于价格和使用场合,因此许多专家及学者均在致力于寻找出一种性能更好的新型绝缘耐火材料。这种情况下，陶瓷化的高分子复合防火材料就应运而生。

1.2 陶瓷化耐火电缆材料

陶瓷化耐火电缆的耐火性能与阻燃性能在人们的日常生产生活中的诸多领域起着重要作用，在人群密集的公共场所、输电线路、航天航空等对耐火电缆的使用非常重要。陶瓷化耐火电缆能在较高的温度下够形成一种陶瓷化的保护层，具有一定的强度，能承受一定程度的冲击，而内部材料得到有效的保护，免受火灾伤害，因为陶瓷聚合物具有良好的防火性能，不释放有毒有害物质的燃烧，受到很大关注和深入研究。基于硅氧烷的聚合物不易着火，燃烧速度慢，不滴现象，燃烧无有毒气体释放性能和具有良好的阻燃性能。然而在其燃烧过后，产生类陶瓷物质呈现粉末状且没有强度。人们针对这个问题进行研究后发现，当加入适量无机填料后，可以大大增强高温燃烧陶瓷化后剩余物的强度，使其生成不是粉状类而似于网状的陶瓷化的结构^[2]。

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