论文部分内容阅读
传统的防火电缆大多数使用的是氧化镁防火绝缘电缆和云母带缠绕的耐火电缆，由于其自身诸多的局限性，很难满足日益增长的实际需求。陶瓷化聚合物材料作为一种新型的防火材料，在室温下与普通高分子材料有着相同的性质，高温下能够形成致密而又坚硬的陶瓷层，可以阻碍火焰的进一步蔓延。 本文主要通过添加玻璃粉，制备了具有优异性能的陶瓷化硅橡胶材料，研究了玻璃粉用量对硅橡胶硫化特性、力学性能和电学性能的影响，硅烷偶联剂和硅油对硅橡胶力学性能的影响以及烧蚀工艺对瓷化性能的影响。由于该种陶瓷化硅橡胶材料的阻燃性能不佳，本文还用阻燃剂替代部分玻璃粉，制备了兼具阻燃和耐火的陶瓷化硅橡胶材料，并研究了阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝和硼酸锌对硅橡胶燃烧性能、热稳定性、力学性能以及瓷化性能的影响，最后通过扫描电子显微镜(SEM)观察瓷化物表面和断面的微观结构并比较不同配方下瓷化物断面的微观结构。 结果表明，制备的这种硅橡胶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。随着烧蚀温度的提高、烧蚀时间的增加，试样的瓷化效果越来越好。与此同时，放在坩埚里烧蚀的试样的瓷化效果要好于直接放在耐火砖上的试样，从室温开始烧蚀的试样比直接高温烧蚀的试样的瓷化效果要好。随着玻璃粉添加量的提高，胶料的最大转矩(MH)和最小转矩(ML)都有一定程度的增大，焦烧时间(t10)和正硫化时间(t90)都有一定程度的减小;硅橡胶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一直上升;硅橡胶的体积电阻率和表面电阻率则都呈现出先增大后减小的趋势;硅橡胶的极限氧指数(LOI)有所提高但是效率太低，垂直燃烧等级仍然达不到F(Ⅴ)-2等级;硅橡胶的热稳性有所提高，热释放率(HRR)下降，但是烟生成速率(SPR)升高。添加用硅烷偶联剂A-171处理过的玻璃粉的硅橡胶的拉伸强度明显要高于添加未处理的玻璃粉的硅橡胶。对比A-171处理玻璃粉的两种方式，发现湿法处理的效果更好。随着乙烯基硅油添加量的增加，硅橡胶的拉伸强度先升高后下降，断裂伸长率一直上升，硬度一直下降。 纯的硅橡胶以及只添加玻璃粉的硅橡胶并不具备足够的阻燃性，需要用阻燃剂替代部分玻璃粉;阻燃剂的添加可以使得硅橡胶的阻燃效果大大增加，其中硼酸锌的添加使得硅橡胶最具阻燃性，氢氧化镁的添加使硅橡胶的陶瓷化效果更加优异。而用阻燃剂替代部分玻璃粉后，硅橡胶的拉伸强度和断裂伸长率下降的更加显著，硬度升得更快;硅橡胶的初始分解温度会有所提高（除了氢氧化镁），但是分解完成温度有所降低;点燃时间(TTI)增加，热释放率(HRR)下降，烟生成速率(SPR)也大幅下降。