论文总字数：18463字

摘 要

陶瓷化高分子耐火材料具有优异的阻燃性能和防火性能，是陶瓷化耐火电缆所用材料。硅橡胶作为最主要的陶瓷化基体材料，有着非常好的耐高温性和耐低温性能，良好的耐老化性能，燃烧缓慢，热释放率低。硅橡胶通过添加玻璃粉、硅灰石、红磷，制备成了这种陶瓷化高分子耐火材料。本文研究无机填料和混炼胶不同比例混炼后对胶的力学性能（拉伸强度、断裂伸长率、硬度）、电学性能（体积电阻、表面电阻）以及燃烧性能（极限氧指数）变化的影响。结果显示：制备的这种材料具有较好的瓷化性能，瓷化物致密而又坚硬，可以抵抗至少1000℃的高温。在混炼胶一定时，随着无机填料所占比例增加，材料的拉伸强度和断裂伸长率都有不同程度的下降，邵氏硬度(A)处于上升状态，体积电阻率和表面电阻率则都呈现出减小的趋势，极限氧指数呈现上升状态。瓷化物表面比较致密，气孔较少，形成一些玻璃相；大量气孔存在于断面。

关键字：陶瓷化；耐火电缆；硅橡胶；无机填料

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 inorganic fillers, both of the tensile strength and the breaking elongation have different levels of decline. Shaw hardness(A) is in the state of up. Volume resistance and surface resistance shows a decrease trend and the limiting oxygen index (LOI) increased. The surface of ceramic residue was compact with a small number of pores and some liquid phrases were formed, while the cross-section had many pores.

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

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

1.2.3 阻燃剂 3

1.2.4 制备工艺 4

1.2.5 陶瓷化复合防火材料的防火机理 5

1.3 陶瓷化耐火电缆的材料研究进展 6

1.4 本课题的研究意义和研究内容 8

1.5 本课题的创新之处 9

第二章 实验部分 10

2.1 实验原料与仪器设备 10

2.2 样品制备 11

2.3 工艺流程 12

2.4 性能测试 12

2.4.1 燃烧性能测试（极限氧指数测试） 12

2.4.2 力学性能测试 13

2.4.3 瓷化性能测试 14

2.4.3 电学性能 14

第三章 结果与讨论 16

3.1 无机填料与混炼胶不同比例对燃烧性能的影响 16

3.1.1 极限氧指数（LOI）测试 16

3.2 无机填料与混炼胶不同比例对力学性能的影响 17

3.3 无机填料与混炼胶不同比例对瓷化性能的影响 18

3.4 无机填料与混炼胶不同比例对体系电学性能的影响 21

第四章 结论与展望 23

4.1 结论 23

4.2 展望 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 绪论

1.1 引言

几年来，科技的发展，城镇化速度的加快，人们的生活质量水平不断提高，高层建筑、大型超市、宾馆酒店、医院、车站、地铁、机场等大型公共场所设施不断增加，以及化工、医药、军事、冶金等重要产业迅速发展，随之消防安全的重要性凸现出来,消防安全开始被人们高度重视。电线和电缆的防火阻燃性能关系着人民的生命和财产安全，失火一旦发生,怎样在最短时间内保障通讯线路或电力的畅通，尽可能的赢得宝贵的时间, 降低人员的伤亡以及生命财产的损失, 是技术人员不断探索的课题^[1]。

目前,国内外大多采用的是云母带绕包以及氧化镁矿物绝缘防火电缆的耐火电缆，但由于受到使用场合和价格过高的局限,因此许多专家学者都在专于研究寻找新型的耐火电缆由性能更为优异的绝缘耐火材料制造，在这种背景下，陶瓷化耐火材料应运而生。

1.2 陶瓷化耐火电缆材料

陶瓷化耐火电缆的耐火与阻燃性能在人们日常生产生活的诸多领域中起着至关重要的作用，在人群密集的公共场所、航天航空、输电线路等对耐火电缆的使用很重要。陶瓷化耐火电缆采用陶瓷化复合防火材料，常温下这种陶瓷化复合防火材料与其它普通聚合物相比性能相同，并且能在较高的温度下能够形成一种陶瓷化保护层，具有一定的强度并且可以承受一定的冲击力，从而内部材料得到有效的保护不受大火破坏，这种“陶瓷化”聚合物因为具有较好的耐火性，在燃烧时无有毒有害物质释放，受到极大的关注和深入的研究。硅氧烷基聚合物具有引燃不是那么容易、且很慢燃烧速度、无燃烧滴落之现象并且燃烧时无有毒气体释放的性能，表现出良好的阻燃耐火性质。然而其燃烧过后，产生了并没有强度且呈现粉末状类似于陶瓷物质。人们对于这个问题进行研究发现，当加入适量的无机填料后，陶瓷化后的剩余物强度可以由温燃烧增强高，使其生成为不是粉状类似于网状的陶瓷化结构^[2]。

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