论文总字数：17676字

摘 要

可瓷化有机硅复合材料作为一种新型的防火材料，此防火材料是以硅橡胶为基体，在其中添加硅灰石、玻璃粉作为增强材料，氢氧化镁、硼酸锌作为阻燃剂以及硫化剂制备而成的。该材料在室温下具有与普通电缆材料类似的性质与性能，但是，在高温燃烧时能够形成坚硬的具有陶瓷结构的保护层，从而在很大程度上起到了阻燃、防火和保持使用性能的作用。该论文对可瓷化有机硅复合材料的发展现状、防火机理、性能以及制备的研究进展进行了系统的介绍，并最终发现在无机填料总量不变的前提下随着阻燃剂氢氧化镁于硅橡胶的配比的改变，其力学性能、电学性能和燃烧性能都有所改变。从实验现象和数据分析发现：可瓷化有机硅复合材料具有很好的瓷化性能，瓷化物结构致密且坚硬，可以抵抗1000℃以上的高温烧蚀。研究也发现，随着无机填料所占比例增加，材料的断裂伸长率和拉伸强度都有不同程度的下降，材料的表面电阻率和体积电阻率也都呈现出减小的趋势，而极限氧指数呈现上升趋势。经过表征分析发现瓷化物表面比较致密，气孔较少，并形成一定的玻璃相结构，而大量气孔存在于断面处。

关键词：可瓷化 硅橡胶 防火材料 无机填料

Preparation and properties of ceramic silicone Composites

Abstract

Ceramic organic silicon composite material as a new type of fire protection materiall,This fireproof material is based on silicone rubber,adding silica fume, glass powder as reinforcement , Magnesium Zinc borate as flame retardant,curing agent.At room temperature, it has the similar properties with the ordinary cable materials.But a protective layer with a ceramic structure can be formed at high temperature,it played a role of fire retardant and fire prevention.Development status, fire prevention mechanism, properties and preparation of ceramic polymer composites are studied in this paper.The change of the proportion of the glass and the silica fume was found under the premise of the total amount of the inorganic filler.The mechanical properties, electrical properties and combustion properties have been changed.From the experimental phenomena and data analysis:Can be made of ceramic organic silicon composite material has a good performance of porcelain,porcelain structure is compact and hard can resist 1000 degrees Celsius above the high temperature ablation. And with the increase of the proportion of inorganic filler, the elongation at break and the tensile strength of the material have different degrees of decline.The limit oxygen index showed an upward trend.After characterization and analysis, it is found that the surface of porcelain is relatively dense, the pores are less, and the structure of a certain glass phase is formed, and a large number of pores exist in the section.

Key words: Ceramic;silicon rubber; fireproof material;inorganic fillers

目录

摘 要 II

Abstract III

第一章 绪论 6

1.1 引言 6

1.2 陶瓷化复合防火材料的特性和机理 6

1.3 陶瓷化复合耐火材料的研究进展 7

1.3.1 有机硅基体 8

1.3.2 无机粘土矿物 8

1.3.3 助熔剂 9

1.3.4 硫化剂 9

1.3.5 阻燃剂 10

1.3.6 制备工艺 10

1.4 本课题的研究意义和研究内容 11

1.5 本课题的创新之处 12

第二章 实验部分 13

2.1 实验原料及仪器设备 13

2.2 样品制备 14

2.3 实验流程 14

2.4 性能测试 15

2.4.1 力学性能 15

2.4.2 抗弯强度测试 16

2.4.3 电学性能 16

2.4.4 极限氧指数测试 18

2.4.5 瓷化性能 18

第三章 结果与讨论 20

3.1 氢氧化镁含量相对增加对力学性能的影响 20

3.2氢氧化镁含量的相对增加对硫化性能的影响 21

3.3氢氧化镁含量的相对增加对电学性能的影响 21

3.4 氢氧化镁的相对增加对燃烧性能的影响 22

3.5 氢氧化镁含量的相对增加在不同烧结温度下对瓷化性能的影响 22

第四章 结论与展望 26

4.1 结论 26

4.2 展望 26

参考文献 28

致谢 30

绪论

1.1 引言

19世纪70年代工业革命以来，人们的生活逐渐进入了一个全新的时期---电气时代。从那以后电的应用开始在人类生活的方方面面发挥重要的作用，随着社会的进步和科技的发展，电能也逐渐成为了人们生活中不可缺少的一种资源。但随着电的广泛使用，由此所引发的火灾以及因火灾所导致的电力中断进而造成人们的生命和财产安全损失的事件和报道也开始引起了人们的高度重视。对此，世界各国开始加强了对电缆/电线材料的防火阻燃性能的重视。如何通过研制新型的防火电线/电缆，进而有效地避免因电的使用造成火灾事故以及如何在发生火灾时能在一定的时间内保障供电的通畅，减少人们的生命财产损失也就成为了研究人员所必须认真考虑和不断探索的问题^[1]。

电线/电缆是电力能源传输的主要介质，并广泛的应用在照明路线、电材设备、家用电器等方方面面。这些传输介质材料质量的好坏直接的影响到了电力能源使用过程中的利用率甚至直接影响到工程的整体质量及消费者的生命财产安全。目前，国内和国际使用的是氧化镁矿物绝缘电缆和云母胶带包裹耐火电缆^[2]。但由于此类电线/电缆的化学稳定性差及其使用场合的局限性，极大地限制了其在生产生活中的使用，为了获得性能更为优异的新型绝缘耐火材料，许多专家学者进行了大量的研究和探索。

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