陶瓷化硅橡胶阻燃体系的应用与研究进展

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新型耐火电缆材料—陶瓷化硅橡胶及复合带

新型耐火电缆材料—陶瓷化硅橡胶及复合带

新型耐火电缆材料—陶瓷化硅橡胶及复合带新型耐火电缆材料———陶瓷化耐火硅橡胶及复合带赵源一、概述耐火电缆是指在火焰燃烧情况下能够保持一定时间安全运行的电缆。

我国国家标准GB12666.6(等IEC331)将耐火试验分A、B两种级别,A级火焰温度950~1000℃,持续供火时间90min,B级火焰温度750~800℃,持续供火时间90 min,整个试验期间,试样应承受产品规定的额定电压值。

耐火电缆广泛应用于高层建筑、地下铁道、地下街、大型电站及重要的工矿企业等与防火安全和消防救生有关的地方,例如,消防设备及紧急向导灯等应急设施的供电线路和控制线路。

目前,国内外的防火电线电缆大多采用的氧化镁矿物绝缘电缆和云母带缠绕的耐火电缆;其中,氧化镁矿物绝缘电缆的结构如图1。

.氧化镁矿物绝缘电缆是耐火电缆中性能较优的一种,它是由铜芯、铜护套、氧化镁绝缘材料加工而成的,简称MI(minerl insulated cables)电缆。

该电缆完全由无机物构成耐火层,而普通耐火电缆的耐火层是由无机物与一般有机物复合而成,因此MI电缆的耐火性能较普通耐火电缆更优且不会因燃烧而分解产生腐蚀性气体。

MI电缆具有良好的耐火特性且可以长期工作在250℃高温之下,同时还有防爆、耐腐蚀性强、载流量大、耐辐射、机械强度高、体积小、重量轻、寿命长、无烟的特点。

但价格贵、工艺复杂、施工难度大,在油灌区、重要木结构公共建筑、高温场所等耐火要求高且经济性可以接受的场合,可采用这种耐火性能好的电缆,但只能用于低压耐火电缆。

云母带缠绕的耐火电缆是在导体外部反复缠绕多层云母带,借以阻挡火焰的燃烧,从而延长安全运行的时间,保持线路在一定的时间内畅通。

二、氧化镁白色无定型粉末。

无臭、无味、无毒。

具有极强的耐高低温(高温2500℃,低温-270℃)、抗腐蚀性、绝缘性和良好的导热性和光学性能、无色透明的晶体,熔点2852℃。

氧化镁有高度耐火绝缘性能,熔点很高。

陶瓷化硅橡胶复合带

陶瓷化硅橡胶复合带

沃尔兴 科技改变世界 服务创造价值Volsun Electronics TechnologyVolsun ElectronicsRUB-SILIC(CCT) 陶瓷化防火耐火复合带● 产品介绍以“革命性”的有机高分子材料---陶瓷化防火耐火硅橡胶和耐高温玻纤布为基材延压复合而成,在350℃以上温度下开始变硬结成陶瓷状的壳体。

在火灾情况下“陶瓷化”坚硬的壳体可以起到很好的阻燃、耐火、防火、隔火的作用,最高可达3000℃,有效保障线路的畅通。

主要用于替代云母带做电线电缆的防火耐火层,也可同时做绝缘层,广泛应用于生产高、中、低压耐火电线电缆、柔性防火电缆、舰船用线缆以及矿用线缆等。

● 产品特点✧在350℃~3000℃的有焰或无焰条件下可以结成陶瓷状的壳体,防火耐火性能优异 ✧密度1.45~1.50,比云母带低25%,防水、不吸潮 ✧强度高、机械性能优良、电绝缘性能优异 ✧生产工艺简单,可以绕包也可纵包 ✧ 使用本产品生产的防火耐火电线电缆,耐火等级可达到GB12666.6的A 级标准(在950℃~1000℃火焰中燃烧90分钟,3A 保险丝不熔断),也可通过英国BS6387的CWZ 最高级别测试(C---在950℃火焰中燃烧3小时;W---水喷淋;Z---震动)。

✧ 燃烧后的烟气---低烟、无卤、无磷氮、无重金属、无毒、无害,烟气毒性安全级别达到高分子材料的最高安全级别ZA1级(实验动物在30分钟染毒期内及以后3天内不死亡且平均体重恢复),对人不会造成二次伤害✧使用温度:-70℃~200℃ ✧环保标准:RoHS● 技术指标 Volsun Electronics Technology 性能指标 测试方法/条件 密度1.45~1.50拉伸强度≥3.5MPa IEC 60811 撕裂强度≥20KN/m IEC 60811 体积电阻率≥1015Ω.cm IEC 93 击穿强度≥30KV/mm IEC 60060 烟气毒性ZA1 GB/T20285 阻燃性V-0 UL 94 吸水率 0.75%● 产品规格 Volsun Electronics Technology ✧产品宽度:25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、80mm ✧产品厚度:0.2、0.4、0.8mm ✧盘芯直径:58、76mm ✧ 注:可按要求定制特殊尺寸及包装。

电缆用陶瓷化硅橡胶复合带性能的研究

电缆用陶瓷化硅橡胶复合带性能的研究
为了提高电缆的防火性能,要求陶瓷化硅橡胶复合带具备良好的阻燃性能,同时复合带绕包在运行电缆 的外层,也需要具有一定的力学性能和电气性能。 本研究用熔融共混的方法制备了陶瓷化硅橡胶复合材料, 研究助熔剂、补强剂的用量和改性基体树脂对陶瓷化硅橡胶复合材料的拉伸性能、阻燃性能和电导特性的 影响。
1 实 验
拉伸性能:按照 GB / T 528—2009,采用深圳三思纵横科技股份有限公司的 CMT4503 型万能试验机测试 硅橡胶复合材料的拉伸性能,拉伸速率为(250 ± 50) mm / min,试验温度为(23 ± 2) ℃ 。 试样为Ⅱ型哑铃片, 厚度为(1. 0 ± 0. 1) mm。
氧指数:按照 GB / T 10707—2008,使用南京分析仪器厂的 HC-2 型氧指数仪测试试样的氧指数,试样尺 寸为 120 mm × 6. 5 mm × 3 mm。
Glass powder Zinc borate Ceramic powder
SiO2
硅 酸 盐 通 报
表 1 陶瓷化硅橡胶的配方(质量份数)
Table 1 Formula of ceramizable silicone rubber ( part of 应力-应变曲线如图 1 所示,其弹性形变和塑性形变
体积电阻率:采用上海第六电表厂有限公司的 ZC36 型高阻计,按照 GB / T 1410—2006 进行测试,测试 电压为 1 000 V,试样厚度为 1 mm。
2098 新型功能材料
Sample No. Silicone rubber
EVA6110M Vulcanizing agent Hydroxy silicone oil
Performance of Ceramizable Silicon Rubber Composite Tape for Cable

试述陶瓷化高分子复合材料研究进展

试述陶瓷化高分子复合材料研究进展
2 陶瓷化硅橡胶 在分析陶瓷化硅橡胶的复合材料研究过程中,应考虑到
陶瓷化硅橡胶其中所涉及的硅橡胶是以Si-O键作为最主要的主 力,而其在策略上则还有很多不同的高分子化合物,例如甲 基、乙基、苯基等,本身具有非常高的键能以及离子化的倾 向。为此,在分析硅橡胶时,应考虑到硅橡胶本身具有阻燃以 及耐高温等性能。硅橡胶在高温下燃烧时,其中所含有的Si-O 键就会逐步转化成为二氧化硅结构,具有连续抗氧化且绝缘的 效果。为此,陶瓷化硅橡胶在使用时本身具有较高的氧指数以 及非常优异的耐高温性能。然而在燃烧分解的过程中能发现大 量的物质,在分解时主要是在侧链上形成有机基团,并且生成 二氧化碳和水,本身并不会对我国的环境造成大量的污染。为 此,研究陶瓷化高分子对社会发展以及生态环境的保护而言都 带有一定的正面影响。在分析陶瓷化硅橡胶的硅橡胶以及低熔 点玻璃粉体系时,应该考虑到随着玻璃粉的用量在不断增加, 其中0份增加到30份。陶瓷体也逐步转化成为结构规整的陶瓷 体。陶瓷体自身的线性收缩在不断增加,其弯曲强度也有着非 常明显的提高。其中陶瓷的填料、云母和熔融玻璃粉会发生共 晶反应,进而形成了石英和硅酸镁晶体。
TECHNOLOGY AND INFORMATION
工业与信息化
试述陶瓷化高分子复合材料研究进展
王庆 李小光 袁红伟 倍耐力(焦作)股份有限公司 河南 焦作 454150
摘 要 随着中国经济的飞速发展,在人们的日常生活中更需要耐火、阻燃的燃料,其能够提高社会的发展速度, 让我国各个领域都展现出其所蕴含的科技性,而陶瓷化高分子则是其中的重要内容之一。本文的主要目的就是简单 介绍陶瓷化高分子在使用时的影响因素以及陶瓷化硅橡胶的形成方式,并且对陶瓷化高分子复合材料的未来发展进 行简要的阐述。 关键词 陶瓷化高分子;复合材料;研究进展

硅橡胶电缆用陶瓷化硅橡胶

硅橡胶电缆用陶瓷化硅橡胶

沃尔兴电子科技 科技改变世界 服务创造价值 Volsun Electronics Technology沃尔兴套管V1.021●硅橡胶电缆用陶瓷化硅橡胶● 产品介绍沃尔兴硅橡胶电缆用陶瓷化硅橡胶是一种在高温下可以瓷化的新型复合硅橡胶材料,常温下保持硅橡胶的所有特性,遇到高温时转化为无机的陶瓷材料,这种陶瓷材料具备了陶瓷的绝缘、隔热、隔火、隔水、抗震、热失重小等优点。

在火灾情况下“陶瓷化”的坚硬壳体可以起到很好的阻燃、耐火、防火、隔火的作用,最高可耐3000℃,有效保障线路的畅通。

主要用于做电线电缆的防火耐火层、绝缘层和护套。

广泛应用于生产高、中、低压耐火电线电缆、控制电缆、汽车电线、家装电线、舰船用线缆以及矿用线缆等。

● 产品特点✧ 在650℃~3000℃的有焰或无焰条件下可以结成陶瓷状的壳体,防火耐火性能优异 ✧ 抗老化、耐高温、电性能优异✧ 生产工艺简单,一次挤出成型,既可以做电线电缆的防火层、绝缘层,也可以部分做护套✧使用本产品生产的防火耐火电线电缆,耐火等级可达到GB12666.6的A 级标准(在950℃~1000℃火焰中燃烧90分钟,3A 保险丝不熔断),也可通过英国BS6387的CWZ 最高级别测试(C---在950℃火焰中燃烧3小时;W---水喷淋;Z---震动)。

✧燃烧后的烟气---低烟、无卤、无磷氮、无重金属、无毒、无害,烟气毒性安全级别达到高分子材料的最高安全级别ZA1级(实验动物在30分钟染毒期内及以后3天内不死亡且平均体重恢复),对人不会造成二次伤害 ✧ 使用温度:-70℃~200℃ ✧环保标准:RoHS● 技术指标 Volsun Electronics Technology型号TC9711 TC9710 TC5710 TC3710 密度G/cm 31.42 1.42 1.42 1.45 硬度(邵A ) 70±5 70±5 70±5 70±5 拉伸强度(Mpa ) ≥7.0 ≥7.0 ≥6.0 ≥5.5 断裂伸长率(%) ≥200 ≥200 ≥200 ≥180 撕裂强度(KN/m ) ≥23 ≥23 ≥23 ≥21 体积电阻率Ω.cm 2×10152×10152×10152×1015击穿强(Kv/mm ) 24 24 23 23 介电常数(δ) 2.5 2.5 2.6 2.6 介电损耗正切 0.010 0.010 0.010 0.015 产烟毒性 ZA 1 ZA 1 ZA 1 ZA 1 阻燃性UL94V-0UL94V-0UL94V-1UL94V-1。

无卤阻燃硅橡胶的研究进展

无卤阻燃硅橡胶的研究进展
[10 ] 质量比为 1 ∶ 4 时, 其阻燃效果最 佳 。 另 外,
。 窦网琪等人以 α, ε - 二羟
基聚二甲基硅氧烷为基体, Al ( OH ) 3 / MP 为阻 燃剂,制得无 卤 阻 燃 RTV - 1 硅 橡 胶。 研 究 发 现,Al( OH ) 3 和 MP 各为 30 份时, 硅橡胶具有 极好的膨胀性、热稳定性和良好的阻燃性
[15 ]

郭建华等人使用季戊四醇、季戊四醇二聚体 和∕或季戊四醇三聚体为炭源,三聚氰胺、双氰 胺和∕或密胺为发泡源,聚磷酸铵、磷酸或聚磷 酸盐的一种或多种为酸源制备了膨胀型 HTV 硅 橡胶。硅橡胶的阻燃性能达到 UL94V - 0 级, 且 力学性能优良
[6 ]
詹学贵研究了 Al ( OH ) 3 / 铂络合物阻燃剂并用对 HTV 硅橡胶阻燃性的影响。 当 100 份硅橡胶中 添加 80 份 Al( OH ) 3 、 铂配合物的质量分数仅为 1. 2 × 10
2. 1
Mg( OH) 2 、有机硅处理 Mg ( OH ) 2 及硬脂酸处理 Mg( OH) 2 在 HTV 硅橡胶中的阻燃效果。 结果发 现,采用经有机硅处理的 Mg( OH) 2 为阻燃剂时, 硅橡胶的阻燃效果最优,且对硅橡胶的力学性能 和 电 性 能 损 害 较 小。 添 加 60 份 有 机 硅 改 性 Mg( OH) 2 时, 硅 橡 胶 的 极 限 氧 指 数 达 到 36% , 且 Mg( OH) 2 在硅橡胶中分散得较均匀, 界面结 合紧密,孔洞较少
/ Mg( OH) 2 的阻燃硅橡胶的氧指数增大; 炭黑 /
2

杜春毅等人研究了 HTV 硅橡胶 / 三聚氰胺磷 酸盐 ( MP ) 、 HTV 硅 橡 胶 / 三 聚 氰 胺 磷 酸 盐 ( MP) / 季戊四醇 ( PER ) 复合体系的阻燃性能 和热 分 解 特 性。 结 果 表 明, MP 的 添 加 量 达 到 40 份时,HTV 硅 橡 胶 表 现 出 良 好 的 阻 燃 性 能; 与 HTV 硅橡胶 / MP 体系相比, 在阻燃剂总量相 同的情况下, HTV 硅橡胶∕ MP / PER 体系的阻 燃性能有所降低

有机硅阻燃剂的研究进展

有机硅阻燃剂的研究进展

有机硅阻燃剂的研究进展摘要通过介绍有机硅系阻燃剂的阻燃机理,有机硅阻燃剂的种类,及有机硅和其它物质的协同作用,概括了含硅阻燃剂的国内外研究进展情况。

关键词阻燃机理协同作用含硅阻燃剂研究进展随着高分子材料工业的迅速发展,阻燃剂和阻燃材料的研制、生产及应用也得到快速发展。

由于材料性能和环保的要求越来越严格,一些阻燃剂已经不能满足实际应用中的要求,开发和应用具有环保、低毒、高效和多功能化的无卤化的阻燃剂成为当今阻燃剂的发展趋势。

目前常用于高分子的阻燃剂主要为卤系、磷系阻燃剂, 他们都有一定的毒性, 且因其一般极性较强, 对材料的机械性能有所损伤, 因此, 随着环保和安全法规的日趋严格, 无卤、无磷阻燃技术的研究与阻燃剂开发十分迫切。

有机硅阻燃剂是高效、生态友好、防熔滴并抑烟的新一代非卤成炭型阻燃剂,不仅能改善基材的加工性能、机械性能及耐热性能等,而且被阻燃材料的循环利用效果也十分优异。

因此,作为阻燃剂的后起之秀,从20世纪80年代开始得到迅速发展,理论研究与新品开发均日趋活跃。

含硅有机化合物阻燃高分子材料, 特别是塑料材料的研究始于20 世纪80 年代, 主要包括聚硅烷、聚硅氧烷、聚有硅倍半硅氧烷等。

此外还有一些含硅无机物也对高分子材料具有一定阻燃效果, 如二氧化硅、玻璃等。

某些含硅阻燃剂在赋予基材优异的阻燃性能之外, 还能改善基材的其他性能如(加工性能、机械性能、耐热性能等), 生态友好, 阻燃材料的循环使用效果较好, 能满足人们对阻燃剂的严格要求, 所以近几年硅基阻燃剂及其阻燃技术得到了较快的发展。

目前含硅阻燃剂在阻燃聚烯烃、聚酰胺、聚酯等塑料的研究和生产应用都有报道, 特别是含硅化合物阻燃聚碳酸酯, 因其良好的效果成为了含硅阻燃剂的研究热点。

1有机硅阻燃剂阻燃机理一般认为, 有机硅阻燃剂是按凝聚相阻燃机理, 即通过生成裂解炭层和提高炭层的抗氧化性实现其阻燃功效的。

高分子材料中添加有机硅阻燃剂后, 有机硅阻燃剂多半会迁移到材料表面,形成表面为有机硅阻燃剂富集层的高分子梯度材料。

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陶瓷化硅橡胶阻燃体系的应用与研究进展苑成(天津大沽化工股份有限公司)摘要:陶瓷化硅橡胶作为一种新型阻燃材料,高温燃烧后可形成致密陶瓷层,可隔绝火焰,燃烧后强度高,能够抵抗外界冲击和震动。

本文综述了硅橡胶的阻燃方法及陶瓷化硅橡胶阻燃机理。

介绍了云母、硅灰石等常用硅酸盐类矿物填料在陶瓷化硅橡胶中的研究进展。

今后的研究重点是优化陶瓷化硅橡胶配方体系,进一步提高其力学及阻燃性能。

关键词:硅橡胶;陶瓷化;阻燃;硅灰石;云母硅橡胶因其具有的优良电性能、机械性和化学性能稳定,以及在火灾中的自熄性,燃烧热的低释放速率、无滴落、不产生有毒气体等特性,是一种具有良好阻燃应用前景的橡胶材料,广泛应用于汽车材料、建材、医疗领域、土木建筑领域,乃至航空航天、军工等方面。

传统的阻燃橡胶因其在橡胶基体材料中添加含有氯、溴等卤素的阻燃剂,虽然具有良好的阻燃效果,但在燃烧过程中会释放大量CO、SO2、H2S、HCN等有毒气体,同时产生大量黑烟,在发生火灾时会对人体的健康造成重大威胁,且严重污染环境[1]。

随着环保意识和环保要求的不断提高,卤系阻燃剂在火灾中的毒性和环境污染弊端被广泛关注。

此外,传统的橡胶材料在燃烧过程中,机械性能会迅速下降,因此极易产生结构坍塌从而对人身安全产生重大威胁,因此,开发无卤、低毒、高效的环境友好型阻燃硅橡胶材料具有重要的理论和实践意义[2]。

1.硅橡胶的阻燃方法硅橡胶在燃烧过程中,燃烧产物质地松散,不能形成有效的隔绝层,限制了自身的应用,硅橡胶一般采用以下几种方式以提高自身的阻燃性能:(1)在橡胶基体中加入阻燃剂,包括以下三种:固相阻燃体系、气相阻燃体系和协同阻燃体系[3],协同阻燃体系将多种阻燃剂组合使用,阻燃效果优于单一组分的阻燃效果之和,因此成为了当前的研究重点;(2)通过在体系中加入成炭剂及催化剂组分,使材料在高热下迅速成碳,达到阻燃目的;(3)将硅橡胶与其它高聚物共混,制备共混改性聚合物,提高阻燃性能的同时获得更好的机械性能;(4)在硅橡胶中加入纳米无机物,增强阻燃效果。

现阶段,阻燃硅橡胶的制备主要以添加气相、固相阻燃剂为主,应用较多的有卤—锑阻燃体系、无机金属水合物、磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂等,本文主要介绍通过在橡胶机体中添加硅酸盐类矿物如硅灰石、云母等成瓷填料填料,制备一种新型材料,以提高硅橡胶的阻燃性能和燃烧后的机械强度。

作者简介:苑成(1990~)男,毕业于天津大学化工学院,应用化学专业硕士研究生,现就职于天津大沽化工股份有限公司,负责科技管理工作。

2.陶瓷化硅橡胶阻燃机理陶瓷化硅橡胶作为一种新型阻燃材料,在常温条件下具有一般硅橡胶的优良物理化学性能,在燃烧过程中不会产生有毒、有害气体。

通过在硅橡胶基材中加入硅酸盐类无机矿物填料制备而成。

硅橡胶在燃烧时会分解生成二氧化硅,通过二氧化硅与基体中的成瓷填料发生共晶化反应,形成一种熔融状态的共熔体,包裹在填料颗粒的外表面处。

在高温下,随着时间的延长,共熔体向周围不断扩散,填料颗粒之间被共熔体不断填充,最终在基体表面形成一层致密的陶瓷状甲壳,可以起到隔绝氧气和热量的作用,阻止基体进一步燃烧,且由于陶瓷层具有较高的机械强度,能够承受外界冲击和震动[4]。

在发生火灾时保证结构的稳定,为人员逃生争取更多时间。

3.陶瓷化硅橡胶阻燃体系的研究进展陶瓷化硅橡胶添加的成瓷填料目前研究和应用较多的是硅酸盐类矿物填料,如云母、硅灰石等,其他如硅藻土、高岭土等也有应用,此类材料与硅橡胶基材相容性良好,且一般具有高熔点、高烧结度等特性,具备良好的电绝缘性能的。

几种常见材料的主要成分如表1所示:表1常见硅橡胶成瓷填料的通式及化学成分名称通式组成白云母K{Al2[AlSi3010](OH)2}SiO2:44~50%,Al2O3:20~33%,K2O:9~11%,H2O:0.13%金云母K2Mg6[Al2Si6O20](OH,F)4SiO2:36~45,Ag2O3:1~17%,MgO:19~27%,K2O:7~10%,H2O:<1%硅灰石CaOSiO3SiO2:51.75%,CaO:48.25%硅藻土SiO2主要为SiO2,含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO 等3.1云母云母是一种以三氧化二铝和二氧化硅为主要成分的层状结构硅酸盐矿物,分为金云母和白云母两种,与硅橡胶相容性好,是陶瓷化硅橡胶的常用填料之一。

此外,云母还具有良好的绝缘、绝热性能,化学稳定性好,白云母填充硅橡胶,具有较强的耐烧蚀性能和电绝缘性,多用于耐火的电缆材料的制备。

金云母填充硅橡胶燃烧时的强度更高,不易变形。

Mansouri等[5]制备了硅橡胶/云母复合材料,并通过研究材料在不同温度下的热裂解行为,得到了云母填充硅橡胶的成瓷温度,其中在较低温度下,燃烧后的残余产物弯曲强度较低;而随着燃烧温度的提高,当温度达到1000℃时,可以形成致密的陶瓷层,燃烧残余产物的弯曲强度可达到3.2MPa,较600℃下提高了10倍,可起到良好的隔热作用,并且通过观察1000℃下材料的变化,研究了填料与二氧化硅发生共晶化反映。

Hanu[6]等通过在硅橡胶基材添加质量分数为20%的白云母进行实验,燃烧后生成陶瓷状产物,与不添加云母对橡胶相比,剩余产物的强度有明显提高,残留质量提高可达63%。

用电镜观测燃烧产物,可以观察到明显的共熔体结构。

进一步实验发现,通过添加不同粒径的白云母,平均粒径较小的云母所产生的效果要明显优于粒径较大的云母。

将云母、玻璃粉、氧化铁等一种或几种进行复配,通过填料之间的协同作用,在一定比例下,燃烧形成的陶瓷层硬度、阻燃性、成瓷温度等性能均得到了一定程度的提升,从而提高材料的阻燃效果。

3.2硅灰石硅灰石是一种偏硅酸钙矿物填料,又分为天然硅灰石(又称低温硅灰石)和合成硅灰石(又称高温硅灰石),其中合成硅灰石是用于陶瓷化硅橡胶的常用填料,目前已投入应用。

Zbigniew[7]等分别用硅灰石、高岭土、蒙脱土等作为填料制备陶瓷化硅橡胶,在600℃-1050℃条件下测试陶瓷化层的行程过程,经过对比实验发现,在相同条件下,用硅灰石填充的硅橡胶结构稳定性最高,燃烧后在表面形成致密、连贯的陶瓷层,燃烧后的残重高于其他填料。

Shephard[8]等在硅橡胶中加入不同含量的硅灰石制备得到硅橡胶复合材料,将材料样品进行灼烧过后发现,当硅灰石质量分数达到38.7%时,燃烧后的烧结产物表面形成完整紧实的陶瓷化层;经过对填料组分和含量进行优化,在基体中加入质量分数8%的白炭黑和60%的硅灰石,材料烧结物形成的陶瓷体强度最高且几乎没有发生尺寸变化,材料的热失重仅为8%。

3.3其它成瓷填料硅藻土、碳酸钙、玻璃粉、硼酸锌、高岭土等也可作为陶瓷化硅橡胶的填料。

在国内外的研究中经常通过添加其中一种或几种,以增强硅橡胶的阻燃性和燃烧后强度。

苏柳眉等[9]在硅橡胶中加入高岭土和玻璃粉,通过优化两种填料的不同配比,得到的硅橡胶材料可在1200℃下形成多孔陶瓷体,明显改善硅橡胶的热稳定性和耐火性能。

邵海滨[10]等向硅橡胶中添加玻璃粉制备陶瓷化硅橡胶,研究发现材料的成瓷温度随着玻璃粉用量的增加有所降低,当玻璃粉用量为40%时,材料的成瓷温度为750℃,当玻璃粉用量为50%时,材料的成瓷温度为600℃,并具备良好的抗热冲击性。

4.结论及建议陶瓷化硅橡胶作为一种新型阻燃材料,在常温下具备良好的机械性能,通过高温燃烧可形成致密陶瓷层,能够有效隔绝火焰,机械强度高,能够抵抗外界冲击和震动,起到在阻燃领域前景广阔。

这一领域在国内外在理论和应用上都进行了一些研究和探索,然而在陶瓷化硅橡胶的研究和应用上仍然有以下问题需要解决:(1)现有的陶瓷化硅橡胶力阻燃剂填充量大,影响材料力学性能,材料阻燃性能有待提高;(2)硅橡胶陶瓷化机理探究还需要进一步深入;(3)单独添加云母、硅灰石等陶瓷化填料,材料本身不具备足够的阻燃性,需要优化陶瓷化硅橡胶配方体系,提高其力学及阻燃性能将是今后研究的重点。

参考文献:[1]冯圣玉.有机硅高分子及其应用[M].化学工业出版社,2004,74.114.[2]Chia Yun Hsieh,Wen Chiung Su,Chuan Shao Wu,et al.Benzoxazine-containing branched polysiloxanes:Highly efficient reactive-type flame retardants and property enhancement agents for polymers[J].Polymer2013,54(12),2945-2951.[3]孙名伟,刘涛,马凤国.阻燃硅橡胶的研究进展[J].有机硅材料,2014,28(4):326-333.[4]Hamdanis,Longuet C,Perrin D,et al.Flame retardancy of silicone-based materials[J].Polym Degrad Stab,2009,94(4):465-495.[5]Mansouri J,BurfordRP,Cheng Y B,et al. Formation of strong ceramified ash from silicone-based compositions[J].Journal of Materials Science,2005,40(21):5741-5749.[6]Hanu L G,Simon G P,Mansouri J,et a1.Development of polymer-ceramic composites for improved fire resistance[J].Journal of Materials Processing Technology,2004,153(1):401-407.[7]Pedzich Z,Dul J.Optimisation of the Ceramic Phase for Ceramizable Silicone Rubber Based Composites[J]. Advances in Science&Technology,2011,66(20):162-167.[8]Shephard K L.Flame resistant silicone rubber wire and cable coating composition:WO,US6239378[P].2001. [9]苏柳梅,樊星,尤红梅.硅橡胶/黏士可瓷化复合材料的热行为及微观结构[J].粉末冶金材料科学与工程,201l,16(6):856-863.[10]邵海彬,张其土,吴丽.可瓷化硅橡胶的制备与性能[J].南京工业大学学报(自然科学版),2011,37(1): 48-51.。

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