陶瓷化耐火硅橡胶材料的制备及其阻燃机理研究

摘要硅橡胶材料是一种优良的绝缘橡胶材料，具有耐臭氧、耐高温等特点。

但这种材料的最大缺点是具有易燃性，需要有良好性能的阻燃剂来克服这一缺点。

本文分析了阻燃硅橡胶的制备与性能，探讨了几种常用阻燃剂对硅橡胶的阻燃影响，以提升这种材料的阻燃性能，扩大其适用范围。

关键词硅橡胶材料；阻燃剂；制备；性能分析中图分类号 tq33 文献标识码 a 文章编号 1674-6708（2016）170-0121-01目前，对硅橡胶有良好阻燃作用的阻燃剂有许多，例如卤系阻燃剂中的氯化石蜡和磷系阻燃剂中的红磷及磷酸酯等。

但其燃烧时会产生有害气体，污染空气和环境。

因此，近年来，研究人员不断探索能够替换这些阻燃剂的新型阻燃剂，使硅橡胶材料既能够有较好的阻燃性能，又能够起到保护环境的作用。

下文分析了阻燃硅橡胶材料的制备及性能，对几种阻燃剂的性能做了比较，以不断提高阻燃硅橡胶材料的制备。

1 阻燃硅橡胶材料的制备及性能分析1.1 阻燃硅橡胶材料的制备阻燃硅橡胶材料的制备需要一些必要的材料和化学制剂，分别是白炭黑、催化剂、阻燃剂、交联剂、电子分析天平、数显鼓风干燥箱、循环水式真空泵以及机械秒表等。

其阻燃硅橡胶材料的制备过程如图1所示。

首先将白炭黑分批倒入至硅橡胶材料中，并搅拌均匀。

分批加入过程中，每次加入时需停顿30min，使白炭黑能充分分散。

由于白炭黑具有较强的黏稠度，每次加入时的量应尽可能地少。

其次，a组分的制备需要分别将交联剂和白炭黑加入硅橡胶中，搅拌均匀。

b组分的制备是将催化剂滴入到阻燃剂粉体中，搅拌均匀备用。

最后将a、b两个组分合在一起强力搅拌分散均匀，放入锥形瓶中，并利用真空泵抽真空。

去除硅橡胶材料上的气泡以后，将其涂抹在事先准备好的玻璃片上，并在150℃的温度下进行烘干，用刀片刮下玻璃片上的固体硅橡胶材料放入样品袋。

1.2 硅橡胶材料的阻燃性能分析性能分析包括3个部分：阻燃性能测试、撕裂强度测试以及拉伸长度测试。

阻燃性能测试是用镊子将样品夹住放置酒精灯上直接接触火焰7s，然后移开，观察样品并记录燃烧时间。

陶瓷化耐火硅橡胶材料的制备及其阻燃机理研究硅橡胶（SR）是一种环保型高分子材料,完全燃烧生成SiO₂和CO₂,无有毒物质产生,不会对环境造成污染,在医学、材料、涂料等方面应用广泛。

特别是硅橡胶本身优异的热稳定性,配合成瓷填料、助熔剂等可实现硅橡胶复合材料的陶瓷化。

作为一种新型的复合防火材料,陶瓷化硅橡胶在防火电缆领域具有广阔的市场前景。

硅橡胶陶瓷化机制主要为高温燃烧时Si-O键会转变成连续、绝缘的网络状SiO₂,助熔剂融化形成流动性液体填充在成瓷填料与SiO₂之间,起到连接性“桥梁”的作用,冷却后形成陶瓷结构,进而有效保护金属基材。

如何降低硅橡胶防火复合材料的陶瓷化温度,提高陶瓷化转化率和陶瓷化强度,是陶瓷化硅橡胶材料研究中亟待解决的重要问题。

本文合成了热稳定性好、阻燃性能优良的聚磷腈微球（PZS）并以此为载体,成功将铂负载于聚磷腈微球的表面（Pt/PZS）,并将其与成瓷填料共用,探索催化成炭剂的有效负载、陶瓷化耐火硅橡胶材料的阻燃耐火机制及催化机理,力求提高硅橡胶复合材料的耐火性能与陶瓷化性能。

具体研究内容如下:首先采用六氯环三磷腈（HCCP）和4,4-二羟基二苯砜（BPS）为反应单体,合成了一种不熔不溶且具有高度交联结构的聚磷腈微球（PZS）,并以PZS微球为载体成功将纳米金属铂粒子（Pt）负载在其表面。

通过红外（FTIR）测试、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）以及热重分析（TG）探究了Pt粒子晶型结构以及阻燃剂的微观形貌和热稳定性能。

分析结果表明:金属Pt粒子均匀负载在PZS表面,粒子大小约为6 nm。

Pt/PZS微球热稳定性好,初始分解温度421.7℃,且残留率（800℃）可达56.0%,Pt/PZS 微球成炭性能优良。

苏州沃尔兴电子 Volsun Electronics Technology
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V2.01
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关于陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶的分析
关于陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶相信很多人还不是很了解，下面针对这类硅橡胶的产品作简单介绍。

普通阻燃、低烟高分子材料及硅橡胶燃烧后的残留物为灰烬，被火烧后很快短路；陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶具有非常好的防火、耐火、阻燃、低烟、无毒的性能，同时其燃烧后的残余物为陶瓷状硬壳，硬壳在火灾（600-1300℃）环境下不熔融，不滴落，保障在火灾的情况下线路畅通，起到坚固的保护作用。

陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶可用于生产防火耐火电线电缆的耐火层、绝缘层和护套。

陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶的挤出成型工艺与普通硅橡胶一样，其基本工艺流程为：加硫→挤出→硫化：
1、加硫
硫化剂：双二.四
硫化剂用量：混炼胶的0.8～1.2%
加硫设备：开炼机
加硫操作：由于硅橡胶的结构化效应，加硫前需将混炼胶在开机上翻炼，待胶料包辊后，再往胶料上逐次添加硫化剂双二.四；最后打三角包或打卷(各3-5次)，硫化剂混合均匀后即可下片。

建议开炼机辊距在10mm 左右。

2、挤出
挤出设备：硅橡胶电线电缆挤出机
根据所挤出电线电缆规格选择合适的模具，安装调试好模具。

3、硫化
硫化设备：热空气硫化炉或微波硫化烘道硫化温度160℃～230℃ ，具体设定需根据挤出速度及线缆规格来定，建议温度逐渐升高。

从以上三个步骤，相信对于陶瓷化防火耐火电线电缆硅橡胶的产品特点有了初步的了解，这类产品目前得到了广泛的应用，并且得到了人们普遍的认可，相信在不久的将来会取代传统硅橡胶只是时间的问题。

陶瓷化硅橡胶配方全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：陶瓷化硅橡胶是一种具有优异性能的高温硅橡胶材料，具有良好的耐热性、耐磨性和抗化学性能，被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域。

本文旨在介绍陶瓷化硅橡胶的配方研究和制备工艺。

一、陶瓷化硅橡胶的原理陶瓷化硅橡胶是通过在硅橡胶基质中添加陶瓷粉末，经过特殊的处理方式使之与硅橡胶形成复合材料。

陶瓷粉末的添加可以提高硅橡胶的强度、硬度和耐磨性，使其具有更好的耐热性和抗化学性能。

陶瓷化硅橡胶的配方主要包括硅橡胶基质、填料、交联剂、硬化剂和助剂等几个组成部分。

在配方设计中，需要根据使用要求和加工工艺进行合理搭配，以达到最佳的性能表现。

1. 硅橡胶基质：硅橡胶是一种特殊的橡胶材料，具有优异的耐高温性能和抗老化性能。

硅橡胶主要由硅氢键构成，具有较好的柔软性和弹性。

在陶瓷化硅橡胶的配方中，硅橡胶基质的选择非常关键，可以影响到整个材料的性能表现。

2. 填料：填料是陶瓷化硅橡胶中的重要组成部分，可以影响到材料的硬度、强度和耐磨性等性能。

常用的填料有氧化铝、氧化硅等陶瓷粉末，它们可以提高硅橡胶的磨损性能和耐磨性，增加材料的耐热性和抗化学性能。

3. 交联剂：交联剂是硅橡胶的固化剂，在配方中起着固化硅橡胶的作用。

常用的交联剂有过氧化物、二氧化硅等，可以促进硅橡胶的交联反应，提高材料的硬度和强度。

5. 助剂：助剂是用于调节陶瓷化硅橡胶配方中其他成分的添加量和比例，以及调节其流动性和工艺性能。

常用的助剂有成型助剂、润滑剂等，可以提高材料的加工性能和成型性能。

陶瓷化硅橡胶的制备工艺主要包括混炼、固化、成型和硬化等几个步骤。

在制备过程中，需要严格控制每个步骤的工艺参数，保证材料的质量稳定和性能优异。

1. 混炼：混炼是将硅橡胶基质、填料、交联剂和硬化剂等各种成分混合搅拌均匀的过程。

在混炼过程中，需要根据配方要求和工艺参数进行合理搅拌和加热，使各种成分充分混合和分散，确保材料的性能均匀和稳定。

一种陶瓷化硅橡胶及其制备方法陶瓷化硅橡胶是一种具有高硬度、耐磨损和耐高温性能的新型复合材料。

它由硅橡胶基质和陶瓷颗粒填料组成，通过特定的制备方法将硅橡胶陶瓷化，以提高材料的性能。

本文将详细介绍一种陶瓷化硅橡胶及其制备方法。

首先，制备陶瓷化硅橡胶的关键是选择适当的硅橡胶基质和陶瓷填料。

在选择硅橡胶时，需要考虑其机械性能、耐温性和耐磨性。

常用的硅橡胶有聚苯乙烯丙烯酸酯(ABA)、甲基乙烯基硅橡胶(MEVRS)等。

对于陶瓷填料，可以选择氧化铝、氮化硅、碳化硅等陶瓷颗粒，这些填料具有硬度高、耐磨性好的特点。

其次，制备陶瓷化硅橡胶的方法主要有两种：物理混合法和化学交联法。

物理混合法是将硅橡胶和陶瓷颗粒按一定比例混合，然后通过机械方法将其均匀分散，形成混合物。

接下来，通过热压、热固化等方法，将混合物加热并施加压力，使硅橡胶和陶瓷颗粒结合为一体。

最后，经过热处理使其固化，并获得具有良好性能的陶瓷化硅橡胶材料。

化学交联法是利用硅橡胶中的双键结构进行交联反应来制备陶瓷化硅橡胶。

首先，选择适当的交联剂，如过氧化苯甲酰、过氧化乙酸等。

将交联剂加入到硅橡胶中，并进行混合。

接着，在加温条件下，交联剂开始发生交联反应，将硅橡胶固化成为永久弹性体。

然后，将陶瓷填料加入到交联后的硅橡胶中，并进行均匀分散。

最后，通过热固化等方法使硅橡胶和陶瓷颗粒结合，得到陶瓷化硅橡胶材料。

陶瓷化硅橡胶材料具有高硬度、耐磨损和耐高温性能，可以应用于各个领域。

例如，陶瓷化硅橡胶可用于制造高性能机械密封件、轴承、密封圈等。

此外，陶瓷化硅橡胶还可以应用于航天、化工和电子等领域，用于制造耐高温零件、耐磨损部件等。

总之，陶瓷化硅橡胶是一种具有高硬度、耐磨损和耐高温性能的新型复合材料。

通过选择适当的硅橡胶基质和陶瓷填料，并采用物理混合法或化学交联法，可以制备出具有良好性能的陶瓷化硅橡胶材料。

这种材料在多个领域都有广泛的应用前景。

高性能防火陶瓷化硅橡胶制备摘要：采用辐射交联的方法，以甲基乙烯基硅橡胶为基材，共混白炭黑以及复合陶瓷化粉，制备了能在高温下实现陶瓷化的防火硅橡胶材料。

重点研究了辐照剂量，白炭黑和瓷化粉含量对防火硅橡胶材料性能的影响。

结果表明，辐照剂量为30kGy、白炭黑含量为50%、瓷化粉含量为41%时，硅橡胶具有最佳的综合性能。

关键词：硅橡胶；陶瓷化；辐射交联随着城市人口的急剧增长,高层建筑、宾馆酒店、大型超市、医院、车站、机场不断增加,地铁、隧道以及大型公共娱乐场所、公共交通设施也在急剧增加,消防安全的重要性凸现出来;特别是如何在火灾情况下,在一定时间内保障电力和通讯线路的畅通,最大限度的赢得宝贵的时间,减少人员的伤亡和生命财产的损失,是人们不断探索的课题[1]。

硅橡胶生胶是以Si—O交替主链，侧基为有机基团构成的线形半无机高分子，具有许多独特而优异的性能，如耐高低温、耐紫外、耐辐照、耐候、电绝缘、高透气性、生理惰性等，因此，硅橡胶在航空、航天、电子电器、轻工、机械、建筑、化工、医学、日用品等方面得到了广泛的应用[2]。

采用硅橡胶来制造新型安全防火电缆，是目前行业发展的新方向和研究热点。

该材料在常温下具有普通硅橡胶的性能，适用于所有硅橡胶的加工方式，简化了耐火电缆的生产、施工工艺,降低了成本[3-4]。

而经过高温火焰的烧蚀后，转变成坚硬、连续的陶瓷体，而且具有良好的隔热作用，能够有效阻挡火灾的蔓延。

除用于耐火电缆外,可瓷化聚合物还可用作其他耐火制品[5]。

1实验部分1.1原料及试剂甲基乙烯基硅橡胶110-2，宁波鑫谷硅胶有限公司；疏水型纳米二氧化硅JY200-01（白炭黑），BET：260m2/g，安徽敬业纳米科技有限公司；硅油，东莞市弘亚有机硅有限公司；陶瓷化粉DM95，歌林尔新材料有限公司。

1.2仪器与设备双辊混炼机：TR-502-C，东莞台锐检测仪器有限公司；平板硫化机：TR-501-CD，东莞台锐检测仪器有限公司；微控电子万能试验机，深圳市新三思计量技术有限公司；氧指数测试仪，JF-3，南京市江宁区分析仪器厂；箱式电阻炉，SX2-413，沈阳市节能电炉厂；电子加速器：GJ-2，功率20kW，能量2M eV，10mA。