摘 要

SiR/APP/Al(OH)₃/Mica复合材料是一种近年来逐渐受到重视的可瓷化硅橡胶复合耐火材料，这种材料在常温下具有一般聚合物的优良性能，在高温环境下，会烧结形成坚硬的陶瓷保护层，起到隔绝火焰和防火的作用，因而具有较大的研究价值及应用前景，本文采用机械共混法制备SiR/APP/Al(OH)₃/Mica复合材料，并考察了复合材料在不同热环境中的物相和结构演变，重点研究无机添加剂含量和热处理时间对复合材料物相和结构的影响。

在马弗炉的高温暗火环境下对样品进行热处理，研究表明：在800℃的高温暗火环境下，产物主要为SiO₂、KAl₃Si₃O₁₁、mica和AlPO₄等物相。无机添加剂含量的上升，产物中KAl₃Si₃O₁₁、mica和AlPO₄等相含量上升，SiO₂相含量下降，线变形率下降，失重率下降；热处理时间上升，产物中SiO₂、KAl₃Si₃O₁₁和AlPO₄等相含量上升，mica相含量下降，显气孔率上升，线变形率上升，失重率上升。

在酒精喷灯的高温明火环境下对样品进行热处理，研究表明：在高温明火环境下，产物的物相仍为SiO₂、KAl₃Si₃O₁₁、mica和AlPO₄等物相。无机添加剂含量上升，产物中的KAl₃Si₃O₁₁、mica和AlPO₄等相含量上升，SiO₂含量下降，线变形率下降，失重率下降；热处理时间上升，产物中的各物相含量基本不变，线变形率不变，失重率下降。

在两种不同的热处理环境中，产物物相均为SiO₂、KAl₃Si₃O₁₁、mica和AlPO₄相，马弗炉中的煅烧产物相较于酒精喷灯上的燃烧产物，线变形率较小，失重率较大。

关键词：热环境，成瓷过程，物相，结构

Abstract

SiR/APP/Al(OH)₃/Mica composites is a refractory composites with an increasing attention in recent years. This material has good performance of generally polymers at room temperature. And in high-temperature environments , this material can sinter to form a hard ceramic protective layer, which played the role of isolated flames and fire, and thus it have greater research value and application prospect.In this paper, SiR/APP/Al(OH)₃/Mica composites are prepared by mechanical blending method. Silicone rubber composite is heat-treated in different thermal environments, which to study inorganic additive content and the heat treatment time affect phase and structure of silicone rubber composite systematically.

The prepared sample has heat treatment in the muffle furnace under the environment of dark fire. Research shows: Under the dark fire environment of 800 degrees, the products are SiO₂, KAl₃Si₃O₁₁, mica and AlPO₄. With the increase of the content of inorganic additives, the content of KAl₃Si₃O₁₁, mica and AlPO₄ increased in the product, SiO₂ content decreased, line deformation rate decreased, weight loss rate decreased. With the increase of heat treatment time, the content of SiO₂, KAl₃Si₃O₁₁ and AlPO₄ increased, the content of mica decreased, the deformation rate increased, and the weight loss rate increased.

The prepared samples has heat treatment on the alcohol burner under environment of naked flame. Research shows: In the high temperature of naked flame, the phase of the product is still SiO₂, KAl₃Si₃O₁₁, mica and AlPO₄, etc. With the increase of the content of inorganic additives, the content of KAl₃Si₃O₁₁, mica and AlPO₄ increased in the product, SiO₂ phase content decreased, line deformation rate decreased, weight loss rate decreased. With the increase of heat treatment time,The content of the products in the product is basically the same, the line deformation rate is constant, and the weight loss rate is decreased.

In two different heat treatment conditions, the phase of the product is SiO₂, KAl₃Si₃O₁₁, mica and AlPO₄.Compared with the product of alcohol burner,the product calcined in muffle furnace has smaller deformation rate and larger weight loss rate.

Key words: thermal environment, porcelain process, phase, structure.

目 录

第1章 绪论 1

1.1 前言 1

1.2 可瓷化硅橡胶复合材料常用的无机填料 2

1.2.1 高岭土 2

1.2.2 云母 2

1.2.3 氢氧化铝 3

1.2.4 氢氧化镁 4

1.2.5 聚磷酸铵 5

1.2.6 玻璃料 5

1.3 可瓷化硅橡胶复合材料的制备工艺 6

1.3.1 机械共混法 6

1.3.2 溶胶凝胶法 6

1.3.3 插层复合法 7

1.4 可瓷化硅橡胶复合材料的阻燃耐火机理 7

1.5 本文研究的目的、意义及主要内容 8

1.5.1 研究目的和意义 8

1.5.2 本论文的研究内容 8

第2章 SiR/APP/Al(OH)₃/Mica复合材料的制备 10

2.1 引言 10

2.2 实验原料和实验仪器 10

2.3 实验过程 11

第3章 SiR/APP/Al(OH)₃/Mica复合材料在高温暗火环境（马弗炉）中的物相和结构演变 13

3.1 实验与测试 13

3.1.1 实验原料 13

3.1.2 实验工艺过程 13

3.1.3 分析测试 13

3.2 不同无机添加量对SiR/APP/Al(OH)₃/Mica复合材料物相和结构的影响 14

3.3 不同热处理时间对SiR/APP/Al(OH)₃/Mica复合材料物相和结构的影响 16

3.4 本章小结 19

第4章 SiR/APP/Al(OH)₃/Mica复合材料在高温明火环境（酒精喷灯）中的物相和结构演变 20

4.1 实验与测试 20

4.1.1 实验原料 20

4.1.2 实验工艺过程 20

4.1.3 分析测试 20

4.2 不同无机添加量对SiR/APP/Al(OH)₃/Mica复合材料物相和结构的影响 21

4.3 不同热处理时间对SiR/APP/Al(OH)₃/Mica复合材料物相和结构的影响 23

4.4 本章小结 24

第5章 结论 26

致谢 27

参考文献 28

第1章 绪论

1.1 前言

随着人们安全意识和生活水平的提高，以及人口剧增带来的居住压力，消防安全问题引起人们的高度重视。近年来，火灾给人们的财产生命造成了巨大损失，减缓火焰传播速度，同时保障通讯线路，电路和逃生线路畅通是减少火灾损失的关键，因此防火电线/电缆材料的制造显得尤为重要[^[1]]。一种新型的可瓷化硅橡胶复合材料能在常温下表现出聚合物的优良性能，同时在高温下又能生成致密坚硬的陶瓷层，防止火焰的进一步传播，保证了线路的安全，为防火耐火材料的制备提高了新的思路[^[2]]。

现阶段，国内外主要使用云母带绕包防火电缆和氧化镁矿物绝缘防火电缆这两类防火电缆。国内使用的云母带绕包防火电缆生产速度慢，成本较高，电缆绝缘层在着火后会转变为碳化层，遇到水导电，起不到真正的防火作用[^[3]]。这种云母绝缘防火电缆未能通过国外权威机构的测试。而国外较多使用氧化镁绝缘防火电缆，虽耐火和绝缘性能较优秀，但质量大，生产成本很高。此外，氧化镁与空气中的水发生反应，逐渐被腐蚀生成氢氧化镁，导电会造成短路，电缆使用周期较短[^[4]]。由于以上局限性，这两类耐火材料并不能达到我们现阶段的实用性要求[^[5]]。