陶瓷化硅橡胶

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1、３０８橡胶工业２０１３年第６０卷陶瓷化硅橡胶谢忠麟（北京橡胶工业研究设计院，北京１００１４３）摘要：介绍陶瓷化硅橡胶的特点：其在火焰中可形成自支撑陶瓷体，具有一定的强度，抗热冲击性和电性能良好，无卤、低烟、低毒、自熄、环保，易加工，可简化耐火电缆的生产工艺并降低成本。阐述了陶瓷化硅橡胶的配方，包括生胶、补强和增量填料及陶瓷化体系等，其中陶瓷化体系包括云母、硅灰石和高岭土等，并对耐火电缆、建筑门窗密封条和地铁车辆橡胶件配方进行举例。简要说明陶瓷化硅橡胶机理为硅橡胶分解产生的二氧化硅与耐火填料发生反应，在填料边缘处形成起桥接作用的低共熔混合物，冷却时形成陶瓷化产物。陶瓷化硅橡胶不仅

2、可用于耐火电缆中，还可广泛用于车辆密封条和航空防火涂料等方面。关键词：陶瓷化硅橡胶；陶瓷化机理；耐火电缆中图分类号：ＴＱ３３４．９文献标志码：Ｂ文章编号：１０００－８９０Ｘ（２０１３）０５－０３０８－０９保护火灾中人身和财产安全是人们关心的大整性。已研究过的可陶瓷化的聚合物有许多种，事，因此在建筑、电力、车辆、飞机、船舶等消防重包括热塑性塑料、热固性塑料和弹性体，其中最成点部门必须要求使用阻燃耐火的橡胶制品。普通功的是陶瓷化硅橡胶。近几年，我国研究者在推［１３－１５］橡胶在火中一般都会被完全烧毁，为了阻燃自熄，介陶瓷化硅橡胶的同时，进行了一些探［１６－１７］以往的技术是添加含卤

3、素阻燃剂（例如十溴二苯索，已在一些领域开始应用陶瓷化硅橡胶，重醚等），虽然效果很好，但是燃烧时放出大量有毒点是耐火电缆，其他制品也有一些应用（如耐火密和腐蚀性气体，并伴随有大量的烟雾，已被国内外封条、防火涂层等）。环保法规禁用。目前的技术主要采用无卤低烟阻本文简要介绍陶瓷化硅橡胶的特点、配方组燃橡胶，主要有硅橡胶、乙丙橡胶和乙烯－乙酸乙成、陶瓷化机理和应用前景。烯酯橡胶（ＥＶＭ）等，这些橡胶在火中燃烧具有难燃性和自熄性，在火灾中起一定作用。但是持续１特点高温燃烧后，烧余物没有机械强度，变成灰烬，不１．１在火焰中形成自支撑陶瓷体能保持制品的完整性，会造成更危险的二次灾害，当含有无

4、机填料的橡胶材料暴露在火焰中例如电缆的护套和绝缘烧毁后，造成短路。时，橡胶发生降解或燃烧，降解或燃烧产物挥发后几年前，澳大利亚的研究人员成功开发新型留下强度较小的无机残余物或灰分。这些残余物［１－１１］通常是不凝聚的或不自支撑的，甚至碎成颗粒或功能性材料———耐火性陶瓷化聚合物，并已［１０］由澳大利亚的ＣｅｒａｍＰｏｌｙｍｅｒｉｋ公司投产［１２］，引粉末，因此没有防火功效，如图１所示。当特起很大关注。此类优异的防火材料在常温下具有殊设计配方的陶瓷化橡胶暴露在火焰中时，视橡与普通聚合物相同的性能，遇高温着火后产生陶胶品种和配方调整，可在３５０～８００℃或以上范围瓷化，转变成坚硬的

5、自支撑的陶瓷化产物，这种陶内产生陶瓷化，烧结成多孔性自支撑的陶瓷体，如［１０］瓷化产物具有一定的强度且能承受一定的冲击图２所示，在６５０～１０００℃高温的火焰中、一力，可抵抗１０００℃明火的烧蚀，能保持制品的完定时间（０．５～２ｈ）内能保持结构的完整性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ），可以很好地发挥“被动防火”（ｐａｓｓｉｖｅ作者简介：谢忠麟（１９４１—），男，广东乐昌人，北京橡胶工业研究设计院教授级高级工程师（已退休），从事非轮胎橡胶制品研ｆｉｒｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）的功效，为消防安全赢得宝贵制及橡塑材料研究工作。时间。第５期谢忠麟．陶瓷化硅橡胶３０９前体积电阻率不小于１０１５１．２

6、有一定的强度，抗热冲击性好Ω·ｃｍ，随着烧结温度陶瓷化后的烧结体比较坚硬，敲击有陶瓷声，的升高，其体积电阻率下降，在１０００℃下燃烧３０７有一定的屈挠强度和压穿强度。陶瓷化硅橡胶试ｍｉｎ后，其体积电阻率下降为１０Ω·ｃｍ。普通硅橡胶烧结前后的体积电阻率分别不小于１０１５和件的弯曲强度远大于普通硅橡胶，而且随着温度７的升高明显增大。模拟救火过程给高温烧蚀的试１０Ω·ｃｍ。件喷洒水，陶瓷化硅橡胶的烧结体不炸裂，显示出１．５易加工良好的抗热冲击性。胶料制备和制品生产工艺与普通硅橡胶类１．３无卤、低烟、低毒、自熄、环保似，使用常规的橡胶加工设备（挤出机、平板硫化陶瓷化硅橡胶无需添加卤素

7、阻燃剂就可以达机、注射机等）就可以生产。到阻燃自熄的效果，阻燃性ＵＬ９４Ｖ－０，氧指数可耐火电缆生产工艺简化，成本降低。高达３８。在火焰的烧蚀下，被烧几分钟后便完全断烟，在接下来的烧蚀过程中，本身不再有烟雾产２配方生。陶瓷化硅橡胶燃烧产生二氧化碳、水和二氧２．１生胶化硅，均为无毒物质。深圳市沃尔核材股份有限主要使用甲基乙烯基硅橡胶（例如国产１１０－公司生产的一种陶瓷化耐火硅橡胶经国家防火建２硅橡胶）。也可使用高温硫化乙烯基封端的甲［１８］筑材料质量监督检验中心检测，烟气毒性为基乙烯基硅橡胶，