陶瓷化耐火硅橡膠的延伸產(chǎn)品—陶瓷化云母復(fù)合帶應(yīng)用前景更是廣闊，其應(yīng)用工藝和云母帶一樣，無需擠出設(shè)備，其性能超越了云母帶，它克服了云母帶燒蝕后發(fā)脆易脫落，不能夠承受噴淋和震動，儲存期短，受潮后絕緣下降非常嚴(yán)重，價格較云母帶低廉，燒結(jié)后能夠形成完整的一體，自支撐體陶瓷更加堅(jiān)硬，得到了電纜生產(chǎn)企業(yè)更加廣泛的應(yīng)用，而且垂直燃燒不延燃，更加達(dá)到了阻燃防火、耐火的性能。陶瓷化防火耐火硅橡膠不僅僅用于電線電纜行業(yè)，中高壓電氣、電纜附件、汽車行業(yè)等等都可以得到廣泛應(yīng)用。本文介紹了阻燃高溫硫化硅橡膠電纜膠料的研制，簡述了阻燃機(jī)理及阻燃劑、其它助劑的選擇和配方設(shè)計(jì)。優(yōu)選配方制出的膠料制品進(jìn)行了相關(guān)性能指標(biāo)的檢測,達(dá)國內(nèi)同類產(chǎn)品*水平，垂直燃燒試驗(yàn)達(dá)發(fā)達(dá)國家水平.硅橡膠兼有無機(jī)和有機(jī)性質(zhì)的高分性體絕緣材料,阻燃高溫硫化硅橡膠電纜膠料，它不僅具有硅橡膠的優(yōu)異性能,而且還具有阻燃自熄的特性,是航天、核工業(yè)、光纖、電訊、家用電器、汽車、建材、地下建筑、井下礦山、電線電纜等領(lǐng)域*的安全材料。所以用硅橡膠生產(chǎn)的電纜線，尤其是用阻燃高溫硫化硅橡膠電纜線膠料生產(chǎn)的電纜線，可以長期在一百五十度以上高溫下運(yùn)行兩年左右，在常溫下可運(yùn)行數(shù)十年，并且電氣性能在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)變化很小。對于同樣截面積的電纜線使用阻燃硅橡膠替代普通絕緣材可承受百分之九十的電流超載，因而設(shè)備空間狹窄或在臨時過載情況下，使用阻燃硅橡膠電纜線膠料生產(chǎn)的電纜具有十分重要意義。阻燃膠的阻燃機(jī)理高聚物的燃燒過程是一個劇烈的熱氧化過程，阻止高聚物的燃燒，關(guān)鍵是阻止高聚物的裂解，若在這一步采用物理或化學(xué)方法控制高聚物的裂解，就能阻止高聚物的燃燒和蔓延，通過降溫、隔熱和隔絕空氣是基本的方法。阻燃高溫硫化硅橡膠主要原材料選擇：生膠以乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠生膠為主要原料，其結(jié)構(gòu)式為：硅橡膠的阻燃作用機(jī)理：它不僅能耐高溫，耐熱老化、耐候性、耐臭氧、耐紫外線，而且具有優(yōu)異的電絕緣性，它的耐電弧性能、電暈放電性、耐漏電痕性能更是*。補(bǔ)強(qiáng)劑填料的選擇：氣相白炭黑和沉淀白炭黑是阻燃高溫硫化硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑,它既能使阻燃高溫硫化硅橡膠具有較好的力學(xué)性能,又能使阻燃高溫硫化硅橡膠具有較好的難燃性，又是一種較好的無機(jī)填料。阻燃劑的選擇:高聚物的阻燃劑分為反應(yīng)型和添加型阻燃劑兩類。反應(yīng)型阻燃劑,主要是在聚合或縮合過程中參加反應(yīng)，結(jié)合到聚合物的主鏈或側(cè)鏈中起阻燃作用，此類阻燃劑的操作和加工工藝均很復(fù)雜，在實(shí)際使用中很少。將添加型阻然劑添加到高聚物中，以物理的分散狀態(tài)與高聚物混合在一起，從而發(fā)揮阻燃作用，此類阻燃劑是目前使用多的一類阻燃劑。添加型阻劑又分為無機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑。無機(jī)阻燃劑對金屬氧化物、結(jié)晶氫氧化鋁、氫氧化鎂及其碳酸鹽等無機(jī)阻燃劑進(jìn)行了研究。碳酸鹽在高溫下分解成二氧化碳和金屬氧化物，二氧化碳能稀釋裂解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，抑制燃燒，金屬氧化物能抑制裂解環(huán)體的生成，從而進(jìn)一步提高了阻燃高溫硫化硅橡膠的阻燃性。目前阻燃劑的用量中氫氧化鋁占居*。有機(jī)阻燃劑的選擇，有機(jī)阻燃劑品種很多，有磷系列的阻燃劑和鹵素系列的阻燃劑，本課題篩選溴系阻燃劑，因?yàn)殇逑底枞紕┯昧可?，阻燃效果?毒性也小。發(fā)煙抑制劑和有體捕作劑含有阻燃劑的高溫硫化硅橡膠在燃燒過程中，往往會產(chǎn)生煙霧和氣體，這是火災(zāi)中人員死亡的主要原因，為此，必須尋找一種既能抑制發(fā)煙又能捕作有體的無機(jī)填充材料。近年來，開展這方面的研究較多，顯示，以硅藻土、硅化合物等復(fù)合型無機(jī)填料具有雙重功能,且對膠料的硬度沒有影響，簡稱為無機(jī)填充劑。自熄劑的選擇：要使燃燒的阻燃硅橡膠一旦離開火焰時，即刻熄滅掉，通過許多試驗(yàn),已篩選出一種金屬絡(luò)合物。配方設(shè)計(jì)：擠出膠*變形要小于百分之十二。擠出型阻燃高溫硫化硅橡膠電纜膠料，工藝流程簡要說明為了便于生產(chǎn)，阻燃高溫硫化硅橡膠膠料分三段工序制備?；鞜捘z的制備：按照生產(chǎn)配方單，將稱重的生膠、白炭黑、結(jié)構(gòu)控制劑和無機(jī)填充劑按序加入配料機(jī)中，合蓋進(jìn)行捏合，捏合成大團(tuán)出料入真空捏合機(jī)進(jìn)行真空捏合，鋁膠的制備：按照生產(chǎn)配方單，將生膠、氫氧化鋁、配合劑等原料按序加入配料機(jī)中，合蓋進(jìn)行捏合，捏合成大團(tuán)出料入真空捏合機(jī)進(jìn)行真空捏合，捏合完畢出料為鋁膠，待用。阻燃高溫硫化硅橡膠的制備:將上速煉好的混煉膠、鋁膠，按比例稱量加入捏合機(jī)中捏合均勻后，然后按配方要求將稱量十溴聯(lián)苯醚、三氧化二銻、自熄劑、色母料一同加入捏合機(jī)中，其物理力學(xué)性能和電性能技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)與國內(nèi)同類產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)同步。
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普通的高分子材料在經(jīng)過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毒、無味，具有很好的柔軟性和彈性，具備了硅橡膠的特質(zhì)。它在五百攝氏度以上的高溫和火焰燒蝕下，有機(jī)成分會在很短的時間內(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，而且燒蝕時間越長、溫度越高，堅(jiān)硬的效果越明顯，部分型號的陶瓷化耐火硅橡膠可以耐到一千萬攝氏度。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)和無機(jī)阻燃材料，在燃燒的過程中，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。陶瓷化耐火硅橡膠的主體材料是高溫硅橡膠，在常溫下它具備了硅橡膠的基本特性，無毒、無味、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，而且在被燒兩三分鐘后*斷煙。在接下來阻擋火焰的過程中，本身也不再產(chǎn)生煙霧。在前期兩三分鐘內(nèi)產(chǎn)生的煙霧，也是無毒、無鹵的。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)。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，無需增加設(shè)備，更無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，也無需像云母帶纏繞的耐火電纜那樣要經(jīng)過多次纏繞，費(fèi)工費(fèi)時，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)。陶瓷化耐火硅橡膠防火電線電纜有著廣闊的應(yīng)用前景引言硅橡膠主要是以硅元素代替碳元素形成的高分子材料，是一種直鏈狀的高分子量的聚硅氧烷，分子量一般在十五萬以上，構(gòu)成硅橡膠主鏈的硅氧鍵的性質(zhì)決定了硅橡膠具有天然橡膠及其他橡膠所不具備的優(yōu)點(diǎn)，它具有較廣的工作溫度范圍，耐高低溫性能優(yōu)異，此外，還具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、電絕緣性、耐候性、耐臭氧性、透氣性、很高的透明度、撕裂強(qiáng)度，優(yōu)良的散熱性以及優(yōu)異的粘接性、流動性和脫模性，一些特殊的硅橡膠還具有優(yōu)異的耐油、耐溶劑、耐輻射及在超高低溫下使用等特性。在使用溫度范圍內(nèi)，硅橡膠不僅能保持一定的柔軟性、回彈性和表面硬度，機(jī)械性能也無明顯變化，而且能抵抗長時間的熱老化。電線電纜常用的硅橡膠為甲基乙烯硅橡膠，工作溫度范圍為-60℃～180℃，由于硅橡膠有以上優(yōu)異的性能，用其作為電線電纜的絕緣和護(hù)套材料制成的硅橡膠電纜，可在高溫和低溫下移動使用，具有耐水、耐臭氧、耐電弧、耐電暈和耐氣候老化等優(yōu)點(diǎn)，不易損壞和開裂，這些性能是一般高溫電纜不具有的，另外，硅橡膠電纜還具有自潔性好的優(yōu)點(diǎn)，在沿海地區(qū)敷設(shè)使用時具有防鹽霧腐蝕的特點(diǎn)，因而硅橡膠電纜具有較寬的應(yīng)用范圍。國內(nèi)硅橡膠電纜的使用已越來越廣泛，本文將重點(diǎn)介紹本公司應(yīng)用連硫生產(chǎn)線生產(chǎn)硅橡膠電纜的情況。技術(shù)要點(diǎn)要采用連硫生產(chǎn)線生產(chǎn)硅橡膠電纜，首先必須確保硅橡膠材料能在擠橡機(jī)中正常擠出，其次硅橡膠材料在機(jī)頭中不能先期硫化，第三硅橡膠材料在硫化管中要能充分硫化。因此，必須考慮擠橡機(jī)改造、模具改進(jìn)、硫化管改造、材料改進(jìn)及擠出硫化工藝正確設(shè)定等問題。擠橡機(jī)改造因硅橡膠是柔軟膏體的材料，擠出過程中不需加熱，屬常溫?cái)D出，在擠橡機(jī)中很難建立起正常的壓力，擠出過程中硅橡膠材料在料筒中打滑，不能順利擠出。針對這個問題，本公司對擠橡機(jī)進(jìn)行了技術(shù)改造，在喂料區(qū)增加了一支側(cè)壓輥，側(cè)壓輥由齒輪帶動，跟隨螺桿一起旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向和螺桿相反，起到強(qiáng)制喂料的作用。另外，為了防止擠出過程中擠橡機(jī)溫度上升，我們對擠橡機(jī)的螺桿和機(jī)身及機(jī)頭冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了清理，確保擠出過程中能有一個較好的冷卻效果。模具改進(jìn)和硫化管改造因硅橡膠材料采用—二氯過氧化苯甲酰作為硫化劑，在九十?dāng)z氏度就可以開始硫化，而連硫生產(chǎn)線采用蒸汽硫化，蒸汽直接接觸模具表面，長時間生產(chǎn)硅橡膠有可能在機(jī)頭內(nèi)硫化，從而導(dǎo)致擠出缺陷。本公司對模具進(jìn)行改進(jìn)，通過模具之間的精密配合減少材料在機(jī)頭內(nèi)的名人堂：眾名人帶你感受他們的驅(qū)動人生馬云任志強(qiáng)李嘉誠柳傳志史玉柱體積，同時對用于擠出硅橡膠的模芯外表面和模套內(nèi)表面進(jìn)行拋光處理；在硫化管*節(jié)增加隔套水冷卻，把硫化管進(jìn)汽口由上部移到中下部，對機(jī)頭?？谔庍M(jìn)行不間斷水冷卻，盡量降低模具表面的溫度。材料改進(jìn)硅橡膠料在貯存過程中會產(chǎn)生“結(jié)構(gòu)化”現(xiàn)象，使膠料變硬，工藝性能變差，物理機(jī)械性能下降，判斷硅橡膠料是否結(jié)構(gòu)化較簡單的方法是用手摸，如材料發(fā)硬或用手掰下一塊料時，料分離處呈現(xiàn)一條白線的樣子，則該料已經(jīng)結(jié)構(gòu)化。使用已結(jié)構(gòu)化的硅橡膠料在擠出過程中產(chǎn)生的熱量會增加，橡料在擠橡機(jī)中開始硫化，擠出來的電纜表面桔皮狀或破皮。消除結(jié)構(gòu)化較有效的方法是在橡膠混煉加硫加色過程中適當(dāng)加入一點(diǎn)甲基羥基硅油，研究表明，硅橡膠材料在加入甲基乙烯基硅油后，材料的老化性能更好。正確設(shè)定擠出硫化工藝硅橡膠必須采用冷擠出工藝，擠出過程中機(jī)身溫度不能過高，否則會出現(xiàn)在擠橡機(jī)中硫化的現(xiàn)象。我們在擠出過程中嚴(yán)格控制擠出溫度，采用加大螺桿、機(jī)身和機(jī)頭水冷卻的方式，控制機(jī)身溫度不超過50℃，確保硅橡膠在機(jī)身中不硫化。其它一些問題在試制過程中我們還遇到其他一些問題，如表面氣泡、噴霜等缺陷。對于表面氣泡，我們采取材料在開煉機(jī)上多打和抽真空擠出的方式來解決。對于表面噴霜，我們在材料中加入除霜劑，效果非常明顯。
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