陶瓷化耐火硅橡胶的研究进展

ｌ 陶瓷化耐火硅橡胶成 瓷填料
陶 瓷化耐 火硅 橡胶 成 瓷填料 主 要包 括云 母粉 、碳 酸钙 、高 岭土和 纤 维类填料 等 无机 粉体 ，它们 能够增 强复 合材 料 的强度 和烧 蚀后 的 陶瓷 层致 密性 ，使 聚合 物 高温 分解 后能够 保 持原有 的 形状和 一 定 的强 度 。
可 陶瓷化 粉 ，大 幅 度提 高 了硅 橡胶 的阻燃 性 能 、防滴落 性 能和 可 陶瓷化 性能 。该方 法制 备 的陶瓷 化硅橡胶 具有 良好 的阻燃 性 、 自熄性 能 ，在 灼烧后 形 成 的陶瓷 层致 密 、绝缘 性好 ，有抗 外力 性 等优 点 ，有 望应用 于
收 稿 日期 ：２ ０ １ ７ － ０ ４ ． ｉ ０
１ ． １ 云 母
云母 是一 种 复杂 的硅酸 盐 ，是 云母族 矿 物 的统称 ，层状 结 构 ，单 斜 晶系 ，是 良好 的电绝缘 体和 热绝缘
体 ，具有 良好 的 隔热性 ，可增 加硅 橡胶 的隔热 性 能 。云 母粉 还有 较好 地滑 动性 和较 强 的附着 力 ，可 与其它
填料 更好 的粘 结 。
灰石 、岩石等天然矿物中。 碳酸钙在高温下会分解成 Ｃ ａ Ｏ和 Ｃ Ｏ ２ ，且分解过程 中吸收大量热量，从而提
高 聚 合物 分解 所需 热量 ：分 解后 的 Ｃ ａ Ｏ 能与 Ｓ ｉ Ｏ２ 高温 反应 生 产硅 酸钙 陶 瓷层 ，起 到 阻隔 热量 传输作 用 ， 分 解 释放 的 Ｃ Ｏ２ 能带走 部 分热 能 。 尹祝 明等 人公 开 了一种 陶瓷 化 硅橡 胶及 其制 备方 法 和 应用 ，该 陶瓷 化硅橡 胶 包含 有碳 酸 钙 ，碳酸 钙 在 高于 ４ ０ ０ ￣ Ｃ高温 下发 生 分解 ，并 与硅 橡 胶 的燃烧 产物 发 生 化学 反应 ，并最 终释 放 二氧化 碳 、生 成硅酸 钙 。 二 氧 化 碳 的释 放与 陶瓷 化保 持 同步 ，可 以有 效地 防止 具 有很 好 瓷化 效果 的硅 酸钙 发 生开裂 。获 得的 陶瓷 化
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陶瓷化耐火硅橡胶 的研究进展
谢 荣斌 ， 贡 玉 圭水
（ 广 东聚合科技股份有限公司 ，广东 中 山 ５ ２ ８ ４ ０ ０ ）
摘
要 ：综 述 了近 年 来 国 内外 有 关 陶 瓷化 耐 火 硅 橡 胶 的 研 究 进 展 ，介 绍 了云 母 粉 、 碳 酸 钙 、高 岭 土 和
第４ ２卷 第 ４期 ２ ０ ｌ ７年 ８月
广 州 化 学
Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏｕ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ
、 ｂ１ ． ４ ２ ＮＯ． ４
Ａｕ ｇ ． ２ ０１ ７
文章编号 ：１ ０ ０ ９ ． ２ ２ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ４ — ０ ０ ８ ５ — ０ ５
近 年 来 ，随 着火 灾火 灾发 生 的频 率逐渐 增 高 ，人 们对 消 防安 全也 更加 重视 。 目前 大 多数 防火 电线仍采 用 氧 化镁 矿物绝 缘 或云母 粉包 覆 来 实现耐 火 功能 ，这种 方法 最 大缺 点是制 造工 艺 复杂 、成 本较 高 ，只能在
一
些特 殊 领域 使用 。而 陶瓷化 耐火 硅橡 胶 复合 材料在 常温 下具 有 良好 机械 性 能、绝 缘性 等性 能 ，在 高温或
硅 橡 胶 能够满 足 Ｉ Ｅ Ｃ６ ０ ３ ３ １ — ３ ２ 、 英 国标 准 Ｂ Ｓ ３ ６ ８ ７和 美 国 ＤＣ ２ １ ９ ６标 准 的要 求［ ６ 】 。 Ｐ ￣ ｄ ｚ ｉ ｃ ｈ Ｚ等人 研究 了膨 润
火 焰烧 蚀 后能 形成 坚硬 的陶 瓷层 ，在火 灾 发生 时能 够避 免 电路 短路 ，确保 电路通 畅 ，且环 保 、 低毒、 低烟、 成 本低 ，因此可 广泛 应用 于 电线 电缆领 域 卜 。本文 综述 了近 年 来有 关陶 瓷化耐 火硅 橡 胶复 合材料 的最 新研
究进 展 。
张 曦等 人 以云母 粉 为成 瓷 填 料制 备 了高 温烧 蚀 后 可保 持 原 有形 状 的耐 烧 蚀 陶瓷 硅 橡胶 材 料 。并通 过
Ｔ Ｇ— ＤＳ Ｃ、Ｆ Ｔ － Ｉ Ｒ和 ＸＲ Ｄ 等 仪器 测试 了复合 材料 的不 同温 度 下 的热性 能和燃 烧产 物 的组分 变化 。研 究结果 表 明 ，在 高温 （ ６ ０ ０ ℃ 以上 ）下 云母 粉 能够 与硅 橡 胶产 生 相转 变 的 陶瓷 化反应 ，且温 度 越高 ，瓷 化效 果越
好 。由此可 推测 陶 瓷化机 理一 一硅 橡 胶在 高 温下 分解 的二 氧化 硅 与云母 粉发 生反 应 ，形 成桥 连结构 的共 熔
混合 物 ， 冷 却 后形 成 陶瓷化产 物 【 ４ 】 。 卢 海峰 等人 公开 了一种 阻燃 、无滴 落 、可陶瓷 化硅 橡胶 及其 制备 方法 ，
该方 法通 过加 入适 量 由玻璃 粉 、 白云母 、氢 氧化镁 、氢 氧 化铝 、硼类 化合 物 、含 膦 基 高分子 化合物 组成 的
纤维 类等成瓷填料和低 熔点玻璃粉 、低熔 点氧 化物 、聚磷酸铵等助熔剂对陶瓷化耐火硅橡胶性能 的影
响 ， 在 此 基 础 上指 出 了今 后 陶 瓷 化 耐 火 硅 橡 胶 研 究 方 向 。
关键 词 ：陶瓷化耐火硅橡胶 ；耐火机理；成瓷填料 ；助熔剂 中图分类号 ：Ｔ Ｑ３ ３ ４ ． ９ 文献标识码 ：Ａ
｝通讯作 者：贡玉 圭 （ １ ９ ８ ５ － ） ，男，工程 师；主要 从事有机 硅产品的开发与应用。ｇ ｏ ｎ ｇ ｙ ｕ ｇ ｕ ｉ １ ０ ０ １ ＠１ ２ ６ ． ｔ ｏ ｍ
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广 州 化 学
第４ ２ 卷
电线 电缆 、 电子 电气 、航 空航 天 技术 等领 域 ［ 。 １ ． ２ 碳 酸钙 碳 酸 钙是 一 种无机 化 合物 ， 白色 固体 状 ，呈 中性 ，基 本不 溶 于水 ，溶 于盐 酸 ，广泛 存在 于大 理石 、石