隨著城市人口急劇增長，對(duì)于大型超市、醫(yī)院、機(jī)場等公共服務(wù)場所的需求越來越大，也在逐步加快地鐵，隧道等城市交通的建設(shè)，極大程度為人們提供便捷的服務(wù)。因?yàn)檫@些區(qū)域都是人流密集型地區(qū)，所以在各方面的安全問題將格外重視，特別是消防防火安全方面。

如何在發(fā)生火災(zāi)的情況下，在一定時(shí)間內(nèi)保障電力和通信的暢通，從而減少人員的傷亡？窮源溯流，可以從根源處杜絕火災(zāi)的發(fā)生，纜線起火通常是火災(zāi)發(fā)生的誘導(dǎo)原因，所以通過提高纜線防火阻燃性能的方法，以減少火災(zāi)的發(fā)生。

目前國內(nèi)外多采用的是氧化鎂礦物絕緣防火電纜和云母帶纏繞的耐火電纜，但這兩種電纜有著很明顯的弊端，氧化鎂礦物電纜的外護(hù)是全銅的，原材料成本較高，難以大規(guī)模使用，而且敷設(shè)安裝難度較大；云母帶纏繞的耐火電纜，因?yàn)樾枰鄬永p繞，容易出現(xiàn)缺陷，并且在耐火效果上表現(xiàn)不佳。

不同于上述兩種電纜用料，以硅橡膠為原料制成的電纜，成本較低，耐火效果優(yōu)越，更加適合應(yīng)用于建筑電纜。特別是近年來，一種新型的防火阻燃復(fù)合材料逐漸進(jìn)入大家的視野——陶瓷化硅橡膠，有著遠(yuǎn)超普通硅橡膠的性能，從而更加廣泛的應(yīng)用于電線電纜方向。

一、陶瓷化硅橡膠的組成

陶瓷化硅橡膠的組成成分主要包括硅橡膠基體、成瓷填料、助熔劑、補(bǔ)強(qiáng)劑和硫化劑。

1、硅橡膠基體

硅橡膠為線性有機(jī)硅氧烷高聚物，相對(duì)分子質(zhì)量高達(dá)幾十萬甚至上百萬，具有良好的絕緣性能、耐老化性能、耐電弧性能、耐燒蝕性能、耐高低溫性能等，在-65～250℃都能保持彈性。其主鏈為Si-O-Si結(jié)構(gòu)，側(cè)基（R）為甲基、乙基、苯基、乙烯基等有機(jī)基團(tuán)，結(jié)構(gòu)式如圖1所示。

硅橡膠在高溫分解或燃燒后的殘余物為無定型的SiO2粉末，這些粉末可以防止可燃物熔融滴落擴(kuò)大火焰范圍，還可以阻止內(nèi)部分解產(chǎn)物的擴(kuò)散和外部氧氣的進(jìn)入，起到一定的阻燃效果。

2、成瓷填料

成瓷填料是陶瓷化硅橡膠的重要組成部分，一般為無機(jī)硅酸鹽或其他無機(jī)粉末，具有很高的硬度、強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。可與硅橡膠分解殘余物和助熔劑熔融產(chǎn)生的液相物質(zhì)共同反應(yīng)形成陶瓷體。

3、助熔劑

助熔劑是一類熔點(diǎn)較低（1000℃以下）的無機(jī)物，起到降低陶瓷化硅橡膠的成瓷溫度的作用，最常用的助熔劑是低熔點(diǎn)玻璃粉。

4、補(bǔ)強(qiáng)劑

白炭黑是硅橡膠中最常用的補(bǔ)強(qiáng)劑，是一種無定型的SiO2球形粉末，加入適量白炭黑就可以大幅度提高硅橡膠的拉伸強(qiáng)度。

白炭黑表面存在羥基，常溫下與硅橡膠主鏈上的氧原子形成氫鍵，使得膠料變硬且黏度增加，加工性能變差，這種現(xiàn)象被稱作“結(jié)構(gòu)化”。為了改善白炭黑帶來的結(jié)構(gòu)化問題，需要加入結(jié)構(gòu)控制劑，通過與白炭黑的活性羥基結(jié)合，從而抑制白炭黑和硅橡膠的結(jié)構(gòu)化作用。

5、硫化劑

硫化即是交聯(lián)，是指在一定的溫度和壓力下，通過硫化劑的作用使得線性大分子轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體網(wǎng)狀大分子的過程，硫化后的硅橡膠具有高彈性。

二、陶瓷化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)

陶瓷化硅橡膠作為一種新型的防火阻燃材料，具有諸多不同于傳統(tǒng)阻燃材料的優(yōu)良特性，正是這些特性使得陶瓷化硅橡膠在阻燃性能上有著出色的表現(xiàn)。

1、常溫下的對(duì)比

陶瓷化硅橡膠常溫下與普通硅橡膠基本一致，具有良好的絕緣性能、耐老化性能、耐電弧性能、耐燒蝕性能、耐高低溫性能等。

2、高溫下的對(duì)比

添加阻燃劑的傳統(tǒng)阻燃材料暴露在高溫或火焰中會(huì)發(fā)生分解，從而失去防火能力。而陶瓷化硅橡膠在高溫或火焰燃燒時(shí)會(huì)發(fā)生陶瓷化轉(zhuǎn)變，阻止火焰的蔓延。

3、陶瓷體的作用

陶瓷體形成后具有一定的屈撓強(qiáng)度和壓穿強(qiáng)度，良好的熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性，能在火災(zāi)中維持電力設(shè)備原有的結(jié)構(gòu)完整性，保持設(shè)備的正常運(yùn)行。陶瓷化硅橡膠試件的彎曲強(qiáng)度遠(yuǎn)大于普通的硅橡膠，而且隨著溫度的升高明顯增大。

4、環(huán)境友好型橡膠

陶瓷化硅橡膠在燃燒過程中分解所得產(chǎn)物為水、CO2、SiO2都是無毒無害的物質(zhì)，而且在燃燒過程中，只會(huì)在燃燒初期產(chǎn)生煙霧，在不斷陶瓷化的過程中，燃燒時(shí)不會(huì)再產(chǎn)生煙霧，對(duì)人體不會(huì)造成危害。

5、生產(chǎn)條件

陶瓷化硅橡膠制備工藝與普通硅橡膠基本一致，使用常規(guī)的模壓或擠出成型的加工設(shè)備就可以完成生產(chǎn)需求，生產(chǎn)條件簡單，無需多余成本。

三、陶瓷化硅橡膠的應(yīng)用

1、建筑應(yīng)用耐火型電纜

電纜一直是阻燃材料的重要應(yīng)用部分，目前陶瓷化硅橡膠最主要的應(yīng)用是中低壓耐火電線電路，被廣泛應(yīng)用于電力設(shè)備的絕緣層和外護(hù)層，特別是民用建筑的耐火電纜的需求很大。

還可以針對(duì)不同需求的電纜應(yīng)用設(shè)計(jì)解決方案，如防火電纜、阻燃電纜、低煙電纜、低毒電纜和低腐蝕性電纜。

2、新能源汽車線纜

有機(jī)硅材料一直是汽車制造中的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于汽車的各種零部件，如安全氣囊涂層，動(dòng)力傳動(dòng)密封件、墊圈、軟管、擋風(fēng)玻璃內(nèi)襯、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)密封、點(diǎn)火線及線圈護(hù)套、汽車渦輪增壓管冷卻管、汽車元器件的密封和保護(hù)等。

混合動(dòng)力與純電動(dòng)汽車相對(duì)于傳統(tǒng)的燃油汽車，可以大幅度節(jié)省能源。但新能源汽車較傳統(tǒng)燃油汽車，增加了許多高壓配件，如動(dòng)力電池、高壓配電盒、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器等，這便增加了對(duì)車用線纜的需要。

需求促進(jìn)進(jìn)步，目前市面上的汽車動(dòng)力電纜絕緣材料主要有交聯(lián)聚烯烴、熱塑性彈性體。交聯(lián)聚烯烴材料耐熱可達(dá)150℃，但材料特性比較硬，安裝困難，而且需要輻照交聯(lián)，工藝復(fù)雜。熱塑性彈性體材料耐熱不超過125℃，溫度等級(jí)偏低，而且材料線纜長期使用會(huì)有開裂風(fēng)險(xiǎn)，質(zhì)量難以保證。

基于陶瓷化硅橡膠的綜合性能：耐高低溫、優(yōu)良的電絕緣性；硅橡膠線載流量大，節(jié)省導(dǎo)體截面，可滿足長時(shí)間的滿負(fù)荷運(yùn)行要求；可以添加阻燃劑達(dá)到耐火性能要求；易于有限空間內(nèi)安裝，柔軟性高。對(duì)比現(xiàn)在使用的交聯(lián)聚烯烴、熱塑道彈性材料，更加適用于新能源汽車動(dòng)力電纜的需求。而且在特殊情況下，要承載瞬間大電流要求時(shí)，需要電纜線具有短時(shí)過載能力，陶瓷化硅橡膠線纜就擁有良好的過載能力。

3、新能源汽車線束密封

混合動(dòng)力與純電動(dòng)汽車需裝配更多線束及傳感器，線束密封件起著至關(guān)重要的作用，便于線束安裝及密封。汽車線束作為汽車的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，是汽車能源、各種信號(hào)輸運(yùn)的載體，制作線束密封件的重要的防火阻燃材料便是陶瓷化硅橡膠。

隨著全球能源日趨緊張，環(huán)境問題也已經(jīng)迫在眉睫，所以新能源汽車必將成為全球汽車行業(yè)未來發(fā)展的重中之重。各個(gè)國家都在將減少燃油汽車作為未來汽車行業(yè)發(fā)展的目標(biāo)，而陶瓷化硅橡膠在新能源汽車防火阻燃部件的應(yīng)用上又有很大聲音，陶瓷化硅橡膠材料必將在汽車應(yīng)用領(lǐng)域大放異彩。