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前言
近些年來(lái),，特別是美國(guó)911事件以后，以及國(guó)內(nèi)幾家大型公共場(chǎng)所,、化工,、煤礦,、商廈火災(zāi)造成慘痛的人民生命和財(cái)產(chǎn)重大損失后，人們對(duì)消防,、防火安全有了更加深刻的認(rèn)識(shí),。隨著城市人口的急劇增長(zhǎng)，高層建筑,、賓館酒店,、大型超市、醫(yī)院,、車站,、機(jī)場(chǎng)不斷的增加，地鐵,、隧道交通的建設(shè),，以及大型公共體育、場(chǎng)所,、公共交通設(shè)施的增加,，消防、防火安全的重要性凸現(xiàn)出來(lái),。如何在火災(zāi)的情況下,，在一定時(shí)間內(nèi)保障電力和通訊的暢通，zui大限度地贏得寶貴的搶救時(shí)間,，減少人員的傷亡和生命財(cái)產(chǎn)的損失,，這是人們一直在不斷探索的課題。
目前,，國(guó)內(nèi)外采用的大多是氧化鎂礦物防火絕緣電纜和云母帶纏繞的耐火電纜,。氧化鎂礦物防火絕緣電纜的結(jié)構(gòu)如下（略）：
由于這種結(jié)構(gòu)的電纜需要專門的生產(chǎn)加工設(shè)備，加之生產(chǎn)氧化鎂礦物防火絕緣電纜的設(shè)備不僅需要進(jìn)口,，而且非常昂貴,，資金投入太大；另外,，氧化鎂礦物防火絕緣電纜的外護(hù)層是全銅的,，造價(jià)上較高，在實(shí)際應(yīng)用方面受到一定程度的限制,；再加上銅護(hù)套氧化鎂礦物防火絕緣電纜在生產(chǎn)加工,、運(yùn)輸,、線路的敷設(shè)安裝和使用等過(guò)程中的特殊要求,，如氧化鎂礦物防火絕緣電纜的生產(chǎn)加工不能像高分子材料那樣便捷，敷設(shè)安裝難度大,，原材料成本造價(jià)高,，很難大規(guī)模地普及使用,，特別難以在民用建筑上推廣等。而云母帶纏繞的耐火電纜,，在生產(chǎn)過(guò)程中需要多層纏繞,，由于工藝條件的限制，往往易造成搭接縫處出現(xiàn)缺陷,，火燒后云母帶發(fā)脆,，容易脫落，也造成耐火效果差,，從而難以保障通訊,、電力在火災(zāi)情況下的安全暢通。
1 陶瓷化耐火硅橡膠的研究
陶瓷化耐火硅橡膠不同于普通的橡膠,，也不同于阻燃橡膠,，它具有優(yōu)于普通橡膠和阻燃橡膠的特性：在常溫下陶瓷化耐火硅橡膠具備了普通硅橡膠的性能，在高溫火焰的燒蝕后形成堅(jiān)硬的殼體,，保護(hù)被燒的物體不受損壞,。用陶瓷化耐火硅橡膠做成的電線電纜，被燒蝕后形成的堅(jiān)硬殼體保護(hù)著電線電纜,，從而保證了電力,、通訊的暢通，為火災(zāi)情況下人員的疏散和搶救贏得了寶貴的時(shí)間,。而阻燃膠只能延緩橡膠被燒成粉末的時(shí)間,，如果持續(xù)被火燒的話，橡膠就逐漸變成粉狀脫落,，失去了保護(hù)作用,，電線電纜將被擊穿而造成短路。
1.1 實(shí)驗(yàn)
陶瓷化耐火硅橡膠是在甲基乙烯基硅橡膠中加入白炭黑,、硅油,，以及其他助劑，經(jīng)過(guò)混煉后,，在開(kāi)煉機(jī)上加入硫化劑（雙-2,，5），然后經(jīng)過(guò)模壓,、擠出,。制成制品，然后經(jīng)過(guò)高溫爐或火焰的燒蝕,，性能測(cè)試結(jié)果如表1,、表2、表3所示。
表1 陶瓷化耐火硅橡膠的配方及物理機(jī)械性能
項(xiàng)目 | 用量/份 |
甲基乙烯基硅橡膠110-2 | 100 |
白炭黑 | 60 |
硅油 | 11 |
瓷化粉 | 適量 |
物理機(jī)械性能（試片厚度 2mm,，硫化條件：175℃×5min） | |
邵氏A硬度/度 | 68 |
拉伸強(qiáng)度/MPa | 5.5 |
拉斷伸長(zhǎng)率/% | 305 |
撕裂強(qiáng)度/kN·m-1 | 16.3 |
表2 片經(jīng)燒蝕后的結(jié)果
試片厚度/mm | 450℃×90min | 500℃×90min | 600℃×90min | 750℃×90min | 900℃×90min |
2 | 硬 | 硬 | 堅(jiān)硬 | 堅(jiān)硬 | 堅(jiān)硬 |
5 | 硬 | 硬 | 堅(jiān)硬 | 堅(jiān)硬 | 堅(jiān)硬 |
表3 試片在丙烷火焰中的燒蝕結(jié)果（2min斷煙）
試片厚度/mm | 700-800℃×90min |
2 | 堅(jiān)硬 |
5 | 堅(jiān)硬 |
1.2 特性
普通的高分子材料在經(jīng)過(guò)火焰燃燒后絕大部分都變成灰燼,，很少能夠變成陶瓷狀物體，所以起不到隔絕火焰的作用,。陶瓷化耐火硅橡膠在常溫下無(wú)毒,、無(wú)味，具有很好的柔軟性和彈性,，具備了硅橡膠的特質(zhì),。它在500℃以上的高溫和火焰燒蝕下，有機(jī)成分會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)被燒蝕轉(zhuǎn)化成堅(jiān)硬的陶瓷狀物質(zhì),，形成一層良好的隔絕盡,，阻擋火焰的繼續(xù)燃燒，而且燒蝕時(shí)間越長(zhǎng),、溫度越高,，堅(jiān)硬的效果越明顯，部分型號(hào)的陶瓷化耐火硅橡膠可以耐到12001500℃,。陶瓷化耐火硅橡膠可以使用常規(guī)的橡膠加工設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn),，生產(chǎn)的制品具備了硅橡膠的物理機(jī)械性能和其他各項(xiàng)性能，具有良好的加工性,。
陶瓷化耐火硅橡膠既不是阻燃膠,，也不是難燃膠。阻燃膠和難燃膠的作用機(jī)理是在高分子材料中加入有機(jī)和無(wú)機(jī)阻燃材料,，在燃燒的過(guò)程中,，生成的物質(zhì)可以使火焰逐漸熄滅，從而達(dá)到阻燃的效果,。但是,，在火災(zāi)中，火焰是在持續(xù)不斷燃燒著的,，阻燃膠和難燃膠被燒以后都會(huì)變成灰燼,，所以起不到消防、防火的作用,，這種用阻燃和難燃橡膠做成的阻燃電線電纜不能,、夠*保障火災(zāi)中的通訊、電力通暢,，人員和財(cái)產(chǎn)的安全難以得到保證,。陶瓷化耐火硅橡膠克服了上述缺點(diǎn)，是一種應(yīng)用前景很廣的新型高分子復(fù)合防火材料,。
1.3 防火機(jī)理
陶瓷化耐火硅橡膠的主體材料是高溫硅橡膠（HTV）,，在常溫下它具備了硅橡膠的基本特性,，無(wú)毒、無(wú)味,、耐高低溫、耐臭氧老化,、耐候老化,、優(yōu)良的電絕緣性能，也具備了普通高溫硅橡膠良好的加工性能,。
陶瓷化耐火硅橡膠在火焰的燒蝕下,，燃燒1-2min后即開(kāi)始燒結(jié)成堅(jiān)硬的陶瓷狀殼體的隔絕層，這種堅(jiān)硬的陶瓷狀殼體的隔絕層可以非常有效地阻擋火焰的繼續(xù)燃燒,，而且在被燒2-3min后*斷煙,。在接下來(lái)阻擋火焰的過(guò)程中，本身也不再產(chǎn)生煙霧,。在前期2-3min內(nèi)產(chǎn)生的煙霧,，也是無(wú)毒、無(wú)鹵的,。煙霧主要由有機(jī)硅燃燒后產(chǎn)生,，有機(jī)硅本身不含有毒、有鹵的物質(zhì),。
2 陶瓷化耐火硅橡膠應(yīng)用于防火電線電纜的探索性研究
2.1 陶瓷化耐火硅橡膠應(yīng)用于防火電線電纜的性能測(cè)試
對(duì)陶瓷化耐火硅橡膠制成的電線電纜的性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4,、5所示。
表4 標(biāo)稱截面1.5mm2陶瓷化耐火硅橡膠防火電線物理機(jī)械性能
測(cè)試項(xiàng)目 | 性能指標(biāo) |
拉伸強(qiáng)度/MPa | 5.1 |
拉斷伸長(zhǎng)率/% | 370 |
表5 陶瓷化耐火硅橡膠防火電線電纜在丙烷火焰中的燒蝕結(jié)果
標(biāo)稱截面/mm2 | 700-800℃×90min,，加載0.6kV |
1.5 | 通過(guò) |
4.0 | 通過(guò) |
50 | 通過(guò) |
2.2 加工性,、經(jīng)濟(jì)性
陶瓷化耐火硅橡膠和普通的高溫硅橡膠混煉膠的加工方法是*相同的，它具備了很好的擠出性和模壓性,，可以直接用硅橡膠電線電纜設(shè)備擠出,、硫化成電線電纜，無(wú)需增加設(shè)備,，更無(wú)需像氧化鎂礦物防火絕緣電纜那樣需要巨額的設(shè)備投入,，也無(wú)需像云母帶纏繞的耐火電纜那樣要經(jīng)過(guò)多次纏繞，費(fèi)工費(fèi)時(shí),，可以大幅度降低成本,。用陶瓷化耐火硅橡膠生產(chǎn)的電線電纜可以大幅度降低成本，可以和普通的電線電纜一樣便捷的進(jìn)行敷設(shè)安裝,，無(wú)需像氧化鎂礦物防火絕緣電纜那樣復(fù)雜敷設(shè),，為防火電線電纜的廣泛普及和應(yīng)用提供了前提條件和基礎(chǔ)。
2.3 應(yīng)用
陶瓷化耐火硅橡膠防火電線電纜所具備的良好的消防,、防火特性,，使得它可以廣泛應(yīng)用于公共消防、防火安全要求非常高的場(chǎng)所，如普通民災(zāi),、高層建筑,、電梯、大小型超市商場(chǎng),、地鐵,、機(jī)場(chǎng)、車站,、醫(yī)院,、銀行、寫(xiě)字樓,、賓館酒店,、郵政電信大樓、展覽館,、圖書(shū)館,、博物館、古代建筑,、學(xué)校,、電力大樓、公共場(chǎng)所,、隧道,、地下建筑、倉(cāng)庫(kù)等,，還可以用于冶金,、鋼鐵、焦炭,、煤礦,、電廠、輸變電站,、造船,、石油、化工,、醫(yī)藥,、核電站、航空航天,、軍事,、造紙等行業(yè)，以及家電,、汽車,、公共交通設(shè)施等等,。陶瓷化耐火硅橡膠防火電線電纜有著廣闊的應(yīng)用前景。
3 結(jié)語(yǔ)
陶瓷化耐火硅橡膠為消防,、防火又提供了一個(gè)新型的,、安全的防火、消防材料,，特別是為防火電線電纜的制造又開(kāi)辟出一條新思路和新方法,；它的誕生使得防火電線電纜的生產(chǎn)加工、敷設(shè)安裝和應(yīng)用得到了進(jìn)一步簡(jiǎn)化,。和以往的防火電纜相比，成本得到大幅度降低,，為廣泛普及,、推廣，特別是應(yīng)用于普通民用,，提供了可能性,，從而在相當(dāng)大的程度上保障了人民群眾的生命、生活和財(cái)產(chǎn)的安全,。
公司名稱：安徽佰能電氣有限公司
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