陶瓷化硅橡胶
在防火耐火电线电缆的实际应用案例
壹、陶瓷化硅橡胶简介

陶瓷化硅橡胶在常温下和普通橡胶、硅橡胶及热塑性弹性体一样（EPDM、NR、SBR、 NBR、CPE、SBS、TPO、TPE 等），具有优异的的弹性、柔软性、阻燃性、电性能，它同 时还具备卓越的耐高低温性，耐臭氧、耐热氧及紫外线老化性能，特殊的表面性能，具有一 定的耐油、防水、耐溶剂性；陶瓷化硅橡胶不同于其他高分子材料的是无卤、无毒、无味、 对人体、自然环境无不良影响，燃烧后的烟气很小，没有烟毒性，烟气对人体也无害。
陶瓷化硅橡胶有别于其他橡胶、塑料等的最大特性——在火灾、高温的情况下，能够烧 成坚硬的陶瓷状，这是陶瓷化硅橡胶区别于目前所有高分子材料的“革命性”的特点，也是 它的最关键的特征。
下面是陶瓷化硅橡胶的特性：
一、   优良的电绝缘性：可达到 XLPE 和 EPDM 的电性能：体积电阻率可达 2×1015Ω •cm， 击穿强度 22-25KV/mm，介电损耗正切 10-2，可以用于绝缘；
二、 卓越的耐高、低温性：长期工作温度-70~200℃,根据不同的环境条件使用年限可达 5-50
年不等； 350℃以上开始变硬，可在高于 350℃以上静态环境下长期使用；
三、 耐臭氧和耐紫外线老化：无需添加防老剂和抗氧剂，常温下寿命可达 30-50 年以上； 四、 特殊的表面性能：具有低吸湿性，防霉性能良好，对许多材料不粘；
五、 环境友好型：无卤、无重金属、无毒、无味，对人体、环境不产生影响； 六、 耐化学腐蚀性好，防水、抗油；
七、 优良的憎水性、耐污闪性，抗爬电；
八、 加工性能好：易于混炼、成型、压延、挤出、模压等加工，胶料流动性好；
九、 烟气毒性是目前高分子材料，特别是电缆料中最高级别 ZA1 级，即燃烧后的烟气小白鼠 吸入 30min 后,三天内没有变化；
十、 良好的隔热性，导热系数 0.0033W/Mk,特别是烧蚀后的内部是均匀的蜂窝状，具有更好 的耐火性和隔热性；
十一、 阻燃性好：阻燃性可达 FV-0 级，点燃后不延燃，带导体燃烧基本点不着；
十二、 高温燃烧后可烧成陶瓷状，形成坚硬的陶瓷铠装，保护线路畅通，这是陶瓷化硅橡胶 最特殊的性能，温度越高，烧蚀时间越长，陶瓷铠体越坚硬；它优于云母带，云母带燃烧后 变硬、发脆，很容易脱落；
十三、 用陶瓷化硅橡胶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，即 在 950~1000℃火焰中燃烧 90min,3A 保险丝不熔断；也可达到英国 BS6387 的 C W Z 最高级别， 即 C——在 950℃火焰中燃烧 3H，W——水喷淋，Z——震动；
十四、 密度小（1.42），价格低（最低 4 万元/吨），性价比高；
十五、 基于以上的特性，可以完全代替云母带用于中、低、高压防火耐火电线电缆。
 
贰、用陶瓷化硅橡胶生产的防火耐火电线电缆与氧化镁矿物防火绝

缘电缆、云母带耐火电缆的比较及其优越性

一、氧化镁矿物防火绝缘电缆、云母带耐火电缆和陶瓷化硅橡胶防火耐火线缆各项性能比较:

比较 氧化镁矿物防火绝缘电缆 云母带耐火电缆 陶瓷化硅橡胶防火耐火线缆
1.密度 密度 8.9； 密度≥2.0； 密度 1.42，
2.生产设备投资 厂房、专用设备投入非常大 需要专门的绕包设备 （a）无需投资，现有的橡皮、橡套电缆蒸汽连硫或硅橡胶
电线电缆电加热、或水槽硫化设备均可；
（b）如果没有，全部生产线投资 20-50 万元
(i)65 硅橡胶电线电缆电加热挤出硫化生产线 20 万 元人民币左右；
（ii）120 硅橡胶电线电缆电加热挤出硫化生产线 50
万元人民币左右；
3.生产工艺 工艺复杂，效率低，生产成
本高 工艺繁琐复杂，质量
控制较为困难，水、 电，特别是人工等生 产成本高， 生产工艺简便，可提高生产效率；容易操作，可大幅降低生
产成本；质量容易控制；
3．产品比较 
（1）不能生产超小线，
如 0.75 及以下； 
生产小线困难，特别
是 0.75 及以下小线， 表面不平整、不光滑 超小线、超大直径电线电缆都可以生产，表面
平整、光滑；
（2)生产长度受一定限制； 搭界处容易出现搭接
质量问题； 可以生产无限长度，无接缝；
（3）只能用于生产低压耐火
线缆； 可用于中低压线缆，
烧蚀时间较短；云母 带被烧后发脆、容易 脱落; 
可用于低、中、高压线缆，烧蚀时间越长温度越高、壳体越
坚硬，隔火、隔热效果越好；最高温度可达 3000℃以上；
（4）可以通过耐火实验 不能够通过喷淋、震
动实验； 可达到 GB12666.6 的 A 级标准，同时可以通过目前世界上最
严格的英国 BS6387 喷淋、震动的 C W Z 级别试验；
(5）弯曲半径大 弯曲半径小； 和普通橡套线缆一样，非常柔软、弹性好，耐高温，弯曲半
径小；
4.敷设工艺 敷设非常繁杂，需要焊接等 敷设操作简便； 敷设操作简单，同于橡套线缆
5.性价比 比重大，运输、包装成本高，
价格昂贵， 价格中等，只能达到
部分产品的要求； 价格成本低于云母带，远低于氧化镁矿物绝缘电缆，可以满
足中、低、高压防火耐火电线电缆的要求，即可做绝缘、耐 火层又可做护套；
6.应用 氧化镁绝缘层厚，重量大，只
能用于特殊场合，应用范围受 限制 只能做耐火层； 
a.可做绝缘层，又可做防火层，还可以做护套，三者合一，
减薄壁厚，降低电缆重量，可以生产各种大小规格及超大 直径和超细型号的柔性防火、耐火电线电缆；
b.可以生产军工用核潜艇、核电站、光缆、矿用防火耐火电
   柔性防火电缆、家装线、信号线、控制电线电缆、防汽车自 燃电线、电力线缆、应急线缆、发热线等
 
叁、用 陶 瓷 化 硅 橡 胶 生 产 防 火 耐 火 电 线 电 缆 的 设备及 

工艺条件

采用生产硅橡胶电线电缆的生产设备，如电加热烘道式或叫烘箱式硅橡胶电线电缆 挤出生产线、或水槽热水式硅橡胶电线电缆挤出生产线，或橡套（橡皮）电线电缆连硫 生产线均可以进行生产，加工工艺和普通硅橡胶基本相同。

一、加硫工艺：
1、硫化剂：双-2.4（淡黄或白色膏状），加入量按胶料重量的 0.8-1.2%，用天平 称量；
2、将每箱 25KG 的胶料纵向切成 4-5 块，分别放到辊距为 8-10mm 的开炼机上，待
胶料包辊后，依次加入双-2.4，硫化剂分散完后，打 3-4 个垂直卷即可以下片， 然后切条待用；
注意：1.切不可过炼，否则容易粘辊，造成下片困难；
2.未加硫化剂的胶料，阴凉处存放时间 1-3 年；
3.加过硫化剂的胶料，阴凉处存放时间：夏季 7-30 天，冬季 不超过 60 天；
4.存放时间长胶料容易结构化变硬，这是硅橡胶的特性之一， 放到开炼机上返炼一下即可下片继续使用。

二、 挤出工艺：挤出要采取冷挤，挤出机的螺杆、机头、机身的温度要用低于

30℃，最高不得超过 50℃，冷却水温越低越好；特别是橡套（橡皮）电线电缆连硫 生产线，机头的冷却一定要保证低，否则胶料容易自硫，堵塞机头；模套（口模） 定型段的长度小于普通橡胶、硅橡胶电线电缆挤出模套（口模）定型段的长度，建 议定型段的长度，小截面电线定型段长度 1.5-3mm，大截面电缆定型段长度 2-5mm， 可根据实际情况进行调整。
如果出现挤出表面粗糙不光滑，调整挤出模套（口模）与模芯之间的距离，同 时，挤出的胶料要略微大于成品线的直径，模套（口模）要较普通硅橡胶电线电缆 略微小一些，最终以实际生产的现场调试为准，模套（口模）、模芯与导体、设计 线径之间要相互匹配。
注意：挤出机不能加热，一定要有冷却系统；挤塑机不能生产，因为 挤塑机没有冷却系统和硫化装置。

1、 电加热烘道式或叫烘箱式硅橡胶电线电缆挤出生产线挤出工艺：
（1） 将电加热烘道或叫烘箱按照第一段温度：160-180℃，第二段温度
165-185℃，第三段温度 170-175℃，第四段温度 175-180℃，最后段
240-280℃进行温度设置、加热，也可根据不同型号的设备和不同结构的 线缆设定各段硫化温度，原则是产品断面没有微孔，电线电缆纵向没有 气泡产生，如果有气泡产生，首先要将第一、二段的温度降低 5-10℃， 逐段将温度降低 5-10℃，没有气泡产生为止；
（2） 打开挤出机冷却水，清洗喂料口和螺杆、机头，确认里面没有杂物和其 它橡胶颗粒后开始喂胶，喂料要均匀，以保证挤出均匀，最好要有强制
 
喂料装置，也叫旁压辊；
（3） 调整偏心，开始挤出；挤出开始时要先慢，然后慢慢提速；
（4） 如果挤出表面粗糙，调整合适的模芯，模套的规格及其之间的距离，调 整挤出压力，匹配的牵引速度和挤出速度。

2、 橡套（橡皮）电线电缆连硫生产线挤出工艺：
（1） 打开挤出机冷却水，清洗喂料口和螺杆，确认里面没有杂物和其它橡胶 后开始喂胶，喂料要均匀，以保证挤出均匀，最好要有强制喂料装置， 也叫旁压辊；
（2） 调整偏心，开始挤出；挤出开始时要先慢，然后可以慢慢提速；
（3） 调整好偏心后，将管道封口关闭，开启蒸汽，蒸汽压力为 0.1-0.12Mpa, 注意：管道蒸汽不可超过 0.12 Mpa,否则胶料容易自硫，堵塞 机头；
（4） 如果挤出表面粗糙，调整合适的模芯，模套的规格及其之间的距离，调 整挤出压力，匹配的牵引速度和挤出速度。

3、 水槽热水式硅橡胶电线电缆挤出生产线挤出工艺：
（1）将水槽加热装置打开，将水加热至 100℃；
（2）打开挤出机冷却水，清洗喂料口和螺杆，确认里面没有杂物和其它橡胶后 开始喂胶，喂料要均匀，以保证挤出均匀，最好要有强制喂料装置，也叫 旁压辊；
（3）调整偏心，开始挤出；挤出开始时要先慢，然后慢慢提速；
（4）如果挤出表面粗糙，调整合适的模芯，模套的规格及其之间的距离，调整 挤出压力，匹配的牵引速度和挤出速度。

三、线缆结构设计、生产、检验测试方面需要注意的相关问题：
1.有条件最好严格按照国际、国内相关标准进行试验，切不可随意找个火源，不测 量火焰温度随意烧蚀；如果不具备相应的试验条件，最好尽可能的模拟标准规定 的试验条件；
2.如果测试没有通过，，按照相关标准规定，再次双倍取样进行测试，同时检查是 否存在以下情况，特别是小规格线径的电线：
（1）电线断面是否有针眼状微孔，电线表面是否有气泡？
（2）电线表面或断面是否有细小杂质颗粒或普通的硅橡胶？ 硅橡胶和其它橡胶不相容，如果混入了挤出机里的普通硅橡胶颗粒或其它 杂质，高温燃烧后，颗粒和杂质被烧成粉末，造成击穿；
（3）如果烧结后不够硬，检查环境是否洁净，有没有其它助剂粉末、粉尘，设 备是否彻底洁净，操作人员的工作服、用具、设备是否洁净，没有粉尘、 杂质颗粒；
3.在没有挤出护套前人工绞线直接烧的情况下，切忌以下情况？
★挤出后停放 16 小时后，再进行耐火试验，目的是让胶料在挤出时产生的 应力进行一个释放，否则在烧的过程中容易产生击穿；
★★在人工绞线时，一定要按照标准、工艺、操作规程等技术要求进行绞 线，切忌将挤出陶瓷化硅橡胶后的电线过度绞绕，产生过大的应力，否 则在烧的过程中容易产生击穿；
 
★★★绞线后，切忌在绞线的外部缠绕硬导体、铁丝、铝线等硬质金属丝 或其它硬线，因为缠绕后会对陶瓷化硅橡胶线缆表面产生点、线状的应
力点，表面受力不均，应力较为集中，在烧的过程中容易产生击穿；
4.在试验的过程中：要按照标准进行烧蚀，使用黄色的外焰进行烧蚀，按照标准 调整丙烷和空气的流量及混合比例，切忌不完全燃烧，产生大量的积炭堆积在 试验线缆的表面；同时切忌将空气流量开的过大，产生像氧气焊样的气流，对 线缆产生冲击和切割的效果，从而造成实验失败
5.中压耐火电缆在设计时，要注意对绝缘层的温度保护设计，隔氧层要采用氧指 数 42 左右的电缆料，外护套要采用氧指数 38 左右的电缆料，内层的玻璃布要 采用无碱玻璃布，填充层采用陶瓷化硅橡胶或无碱玻璃丝，从而保证在试验过 程中，绝缘层不熔融变形；绝缘层采用交联聚乙烯，最好是辐照交联聚乙烯， 辐照交联聚乙烯耐温较高，最高可达 180-200℃。
肆、陶瓷化硅橡胶生产防火耐火电线电缆的实际应用案例

一、柔性防火电缆：
二.家装线
三、中压耐火电缆
四、汽车电线 五、应急电力电线电缆 六、矿用防火耐火电线电缆
七、核潜艇、核电站 八、控制电线电缆 九、光缆