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耐火电缆中云母带与陶瓷化硅橡胶的性能要求

发表日期:2024-04-22 15:35:56   浏览次数:

一、耐火云母带

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耐火云母带是用有机硅胶粘合合成云母纸或金云母纸双面或单面结构,分别以电工用无碱玻璃布或有机薄膜为补强材料,经上胶、复合、烘、分切而成。云母纸应符合GB/T 5019.4—2009的要求。玻璃布应是由无碱玻璃制成的连续长丝玻璃纤维,应是织布状态,其浆剂含量按重量计应不大于2%。所涉及的薄膜应符合GB/T 13542.6—2006的要求,且只要薄膜性能符合其要求,可使用不同类型的薄膜。

耐火云母带材质间应粘合均匀,无诸如气泡、针孔、云母纸断裂之类的缺陷,若为玻璃布补强,不允许有玻璃布抽丝;若为薄膜补强,不允许有撕裂、折皱的现象。

成卷供应的材料,应能连续开卷而不引起损伤,开卷所需的力应大致均匀。

耐火云母带的厚度及允许偏差应符合表1规定。

1 耐火云母带的厚度及允许偏差(单位:mm

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耐火云母带的推荐宽度为6mm8mm10mm12mm15mm20mm,标称宽度及偏差见表2,其他宽度可由供需双方商定。全幅宽材料及片状材料修整后的最大宽度通常为860mm

2 耐火云母带的标称宽度及偏差(单位:mm

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耐火云母带机械性能和介电性能应符合表3规定。

3 耐火云母带的机械性能和介电性能

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二、 陶瓷化硅橡胶

陶瓷化硅橡胶是以硅橡胶为基材,加入成瓷助剂和功能填料,经一定加工工序制成的特种硅橡胶耐火材料。陶瓷化硅橡胶在常温下具有普通硅橡胶材料的一般属性,在600℃及以上高温或火焰下可迅速烧结成坚硬的陶瓷化壳体,从而赋予材料优异的耐火、隔热、抗冲击等特性。

相比无机耐火材料,陶瓷化硅橡胶具有成型工艺简单多样,防水防潮,无毒无害,环保等优点,在耐火性能方面也毫不逊色,并具有更优的隔热效果。

陶瓷化硅橡胶中主要包含了生胶和填料等,由于填料填充量较高,因此填料的种类、粒径等对最终陶瓷体的形成有决定作用,并决定了陶瓷体的微观结构和其他性能。

1)生胶。主要使用甲基乙烯基硅橡胶(例如国产110-2硅橡胶)。也可使用高温硫化乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶,即二甲基乙烯基硅氧烷基封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物(例如国产110-4S硅橡胶),这种硅橡胶可以用加成硫化体系硫化,硫化胶的撕裂强度高、压缩永久变形低,适用于耐火硅橡胶密封条。若需要耐烧蚀性更好的材料,可选用苯基硅橡胶,也可选用甲基苯基乙烯基硅橡胶(例如国产120-2苯基硅橡胶)。苯基硅橡胶的烧蚀率约为乙烯基硅橡胶的1/2,因价格高昂,仅用于特殊用途。

2)补强填料。陶瓷化硅橡胶的补强填料采用白炭黑,主要是气相法白炭黑,也用沉淀法白炭黑。经过表面处理(表面处理剂有硅烷偶联剂、八甲基环四硅氧烷)的白炭黑可以有效改善硅橡胶硫化胶的强度,提高疏水性。

3)增量填料。增量填料对硅橡胶只起很弱的补强作用,一般与白炭黑并用,以调节硅橡胶硫化胶的硬度、改善胶料的工艺性能(如挤出性能)和降低成本。常见的增量填料有石英粉、硅藻土、氧化锌、钛白粉、滑石粉和碳酸钙等。用硅烷偶联剂处理的石英粉,不但提高了补强性,还能起烧结粘结剂的作用,利于陶瓷化。

4)成瓷填料。目前陶瓷化硅橡胶添加的成瓷填料一般是层状硅酸盐类矿物填料,呈晶体结构,具有高熔点(高耐火度)和高烧结度,且具有优良的电绝缘性能,代表性品种有以下几种。

云母。云母是一种复杂的硅酸盐,种类众多,系层状晶体,晶系多样,熔点约为1800℃,甚至更高。用于陶瓷化硅橡胶的云母主要包括白云母和金云母。白云母是双八面体碱性硅酸铝,是通过钾离子层彼此弱粘结的硅酸铝片的层状结构,成分为KAl3Si3O10(OH)2。金云母是三八面体碱性硅酸铝,是通过钾离子层彼此弱粘结的硅酸铝镁片的层状结构,成分为KMg3AlSi3O10(OH)2。白云母有较好的电绝缘性和耐火性,与金云母相比,烧结体尺寸稳定性和电性能较好,因此电缆之类的电气制品常用白云母。但是金云母在1000℃高温下烧结体的强度比白云母高。

硅灰石。硅酸钙填充剂也是硅橡胶重要的成瓷填料,主要有硅灰石、硬硅钙石、雪硅钙石,针钠钙石、锰硅灰石等,其中以硅灰石应用最多。硅灰石是天然的偏硅酸钙(CaSiO3),三斜晶系,熔点为1540℃。用于陶瓷化硅橡胶的硅灰石为α-CaSiO3,以长径比2:1~5:1为宜(过高时挤出品的表面会失去平滑性)。

高岭土。高岭土是以天然高岭石为主要成分的粘土,化学成分为水合硅酸铝(Al2O3·2SiO2·2H2O),晶体为假六方片状,熔点约为1785℃。使用表面处理的煅烧高岭土更有利,可改善物理强度和电绝缘性能。

陶瓷化硅橡胶技术性能应符合表4规定。

4 陶瓷化硅橡胶的技术性能

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5g待测样品,用分析天平精确称重后放入坩埚中,再次称重后,放入已加热到(950±40的马弗炉中,继续保温3h,关闭马弗炉温度控制系统,用火钳取出坩埚,置于干燥环境下冷却至室温,用分析天平精确称重,按照下面公式计算灼烧后残留量(以百分数形式表示)

灼烧后残留量=灼烧后质量/灼烧前质量×100%