耐火硅橡胶的研制及其在耐火电缆中的应用研究

发布时间：2017-08-06 12:31

  本文关键词：耐火硅橡胶的研制及其在耐火电缆中的应用研究

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【摘要】：本论文针对火灾时消防用电设备安全供电的问题,提出采用陶瓷化技术制作耐火电缆的绝缘层,保证耐火电缆在火灾发生时不会因绝缘层损坏而导致短路或断路的问题。本文以甲基乙烯基硅橡胶为原料,各种矿物粉体、阻燃剂作为成瓷材料,并引入低温共瓷技术,通过添加共熔物C、共熔物B等结构控制剂降低硅橡胶成瓷时所需要的温度。利用万能力学测试仪、硬度计等仪器对硅橡胶材料和高温成瓷后的瓷体进行测试,研究各种成瓷材料和添加剂对耐火硅橡胶的成瓷性能、力学性能以及硬度的影响。利用扫描电镜和TGA等对硅橡胶成瓷后的表观形状进行表征并分析添加物组分对硅橡胶热稳定性的影响。分析结果表明：当使用阻燃剂作为添加物时,耐火硅橡胶高温灼烧后并不能形成陶瓷化的结构；瓷化粉1添加量在25%以下时,对耐火硅橡胶的力学性能影响并不大,混合后硅橡胶的拉伸强度能够达到6MPa以上；瓷化粉2的添加量在40%以下时,耐火硅橡胶的成瓷后瓷体的弯曲强度随着瓷化粉的添加量增加而增加,当添加量在40%以上时,耐火硅橡胶成瓷后瓷体的弯曲强度达0.8MPa；刚性矿物粉体填充耐火硅橡胶有着很好的力学性能,当刚性矿物粉体的添加量在40%时,拉伸强度可以达到6.8MPa,但成瓷后的弯曲强度均在0.3MPa以下；低温共融技术可以提高陶瓷化耐火硅橡胶成瓷后的弯曲强度。最后本文选择成瓷性能和力学性能均较为优异的耐火硅橡胶材料为原材料制备了耐火电缆,并对其进行了耐火测试,测试结果表明电缆在950～1000℃下能保持持续安全供电90min以上,可以通过GB/T19216.21-2003在火焰条件下电缆或光缆的线路完整性试验。
【关键词】：耐火硅橡胶 成瓷 矿物粉体 电缆
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ333.93;TM24
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-26
• 1.1 前言11-12
• 1.2 国内外研究现状12-22
• 1.2.1 云母绕包带耐火电缆12-13
• 1.2.2 矿物氧化镁绝缘电缆13-15
• 1.2.3 陶瓷化耐火硅橡胶电缆15-22
• 1.3 国内外耐火电缆的相关规范标准22-24
• 1.3.1 国内的相关规范22-23
• 1.3.2 国外的相关规定23-24
• 1.4 本论文的研究目的及意义24-25
• 1.5 技术路线25-26
• 第二章 阻燃剂对耐火硅橡胶的成瓷性能和机械性能影响研究26-36
• 2.1 引言26
• 2.2 实验部分26-27
• 2.2.1 主要原料及设备26
• 2.2.2 阻燃剂作为填充物的耐火硅橡胶的制备26-27
• 2.2.3 性能测试27
• 2.3 结果与讨论27-35
• 2.3.1 阻燃剂2对耐火硅橡胶的成瓷性能的影响27-28
• 2.3.2 阻燃剂2对耐火硅橡胶力学性能的影响28-31
• 2.3.3 阻燃剂2对耐火硅橡胶热稳定性的影响31-34
• 2.3.4 氢阻燃剂2对耐火硅橡胶硬度的影响34-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第三章 瓷化粉对耐火硅橡胶的成瓷性能和机械性能的影响研究36-51
• 3.1 引言36
• 3.2 实验部分36-38
• 3.2.1 主要原料及设备36-37
• 3.2.2 矿物粉体作成瓷物质的耐火硅橡胶制备37
• 3.2.3 性能测试37-38
• 3.3 结果与讨论38-50
• 3.3.1 矿物粉体对耐火硅橡胶高温成瓷后弯曲性能的影响研究38-41
• 3.3.2 矿物粉体对耐火硅橡胶力学性能的影响研究41-43
• 3.3.3 矿物粉体对耐火硅橡胶热稳定性的影响研究43-47
• 3.3.4 矿物粉体对耐火硅橡胶硬度的影响研究47-49
• 3.3.5 矿物粉体对耐火硅橡胶高温成瓷后膨胀系数的影响研究49-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 刚性矿物粉体对耐火硅橡胶的成瓷性能和机械性能的影响研究51-67
• 4.1 引言51
• 4.2 实验部分51-53
• 4.2.1 主要原料及设备51
• 4.2.2 刚性矿物粉体作为成瓷物质的耐火硅橡胶的制备51-52
• 4.2.3 性能测试52-53
• 4.3 结果与讨论53-65
• 4.3.1 刚性矿物粉体成瓷物质对耐火硅橡胶高温成瓷后弯曲性能的影响研究53-56
• 4.3.2 刚性矿物粉体成瓷物质对耐火硅橡胶力学性能的研究56-59
• 4.3.3 刚性矿物粉体成瓷物质对耐火硅橡胶热稳定性的影响研究59-62
• 4.3.4 刚性矿物粉体成瓷物质对耐火硅橡胶硬度的影响研究62-63
• 4.3.5 刚性矿物粉体成瓷物质对耐火硅橡胶高温成瓷后膨胀系数的影响研究63-64
• 4.3.6 耐火硅橡胶成瓷后的表观形貌分析64-65
• 4.4 本章小结65-67
• 第五章 耐火硅橡胶材料在电线电缆中的应用研究67-71
• 5.1 引言67
• 5.2 实验部分67-69
• 5.2.1 实验的主要原料及设备67
• 5.2.2 陶瓷化耐火硅橡胶电线电缆的制备67-69
• 5.2.3 性能测试69
• 5.3 结果与讨论69-70
• 5.3.1 陶瓷化耐火硅橡胶电缆耐火性能的研究69-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第六章 结论与展望71-73
• 6.1 结论71-72
• 6.2 展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 唐崇健;矿物绝缘电缆的特性及相关电气规范的采用[J];电线电缆;2004年06期

2 王志闽，张安亿;电线电缆用NHP耐火云母带的研制[J];电线电缆;1994年04期

3 苏柳梅;樊星;尤红梅;李明曦;郑峰;;硅橡胶/黏土可瓷化复合材料的热行为及微观结构[J];粉末冶金材料科学与工程;2011年06期

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本文编号：629883