隨著城市人口急劇增長，對于大型超市、醫院、機場等公共服務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，極大程度為人們提供便捷的服務。因為這些區域都是人流密集型地區，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。

如何在發生火災的情況下，在一定時間內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的發生，纜線起火通常是火災發生的誘導原因，所以通過提高纜線防火阻燃性能的方法，以減少火災的發生。

目前國內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是全銅的，原材料成本較高，難以大規模使用，而且敷設安裝難度較大；云母帶纏繞的耐火電纜，因為需要多層纏繞，容易出現缺陷，并且在耐火效果上表現不佳。

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，耐火效果優越，更加適合應用于建筑電纜。特別是近年來，一種新型的防火阻燃復合材料逐漸進入大家的視野——陶瓷化硅橡膠，有著遠超普通硅橡膠的性能，從而更加廣泛的應用于電線電纜方向。

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、補強劑和硫化劑。

1、硅橡膠基體

硅橡膠為線性有機硅氧烷高聚物，相對分子質量高達幾十萬甚至上百萬，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結構，側基（R）為甲基、乙基、苯基、乙烯基等有機基團，結構式如圖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大火焰范圍，還可以阻止內部分解產物的擴散和外部氧氣的進入，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，一般為無機硅酸鹽或其他無機粉末，具有很高的硬度、強度和熱穩定性?？膳c硅橡膠分解殘余物和助熔劑熔融產生的液相物質共同反應形成陶瓷體。

3、助熔劑

助熔劑是一類熔點較低（1000℃以下）的無機物，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玻璃粉。

4、補強劑

白炭黑是硅橡膠中最常用的補強劑，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，這種現象被稱作“結構化”。為了改善白炭黑帶來的結構化問題，需要加入結構控制劑，通過與白炭黑的活性羥基結合，從而抑制白炭黑和硅橡膠的結構化作用。

5、硫化劑

硫化即是交聯，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變為三維立體網狀大分子的過程，硫化后的硅橡膠具有高彈性。

二、陶瓷化硅橡膠的優點

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阻燃材料的優良特性，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。

1、常溫下的對比

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、高溫下的對比

添加阻燃劑的傳統阻燃材料暴露在高溫或火焰中會發生分解，從而失去防火能力。而陶瓷化硅橡膠在高溫或火焰燃燒時會發生陶瓷化轉變，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度和壓穿強度，良好的熱穩定性和尺寸穩定性，能在火災中維持電力設備原有的結構完整性，保持設備的正常運行。陶瓷化硅橡膠試件的彎曲強度遠大于普通的硅橡膠，而且隨著溫度的升高明顯增大。

4、環境友好型橡膠

陶瓷化硅橡膠在燃燒過程中分解所得產物為水、CO2、SiO2都是無毒無害的物質，而且在燃燒過程中，只會在燃燒初期產生煙霧，在不斷陶瓷化的過程中，燃燒時不會再產生煙霧，對人體不會造成危害。

5、生產條件

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

三、陶瓷化硅橡膠的應用

1、建筑應用耐火型電纜

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

還可以針對不同需求的電纜應用設計解決方案，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

有機硅材料一直是汽車制造中的重要組成部分，廣泛應用于汽車的各種零部件，如安全氣囊涂層，動力傳動密封件、墊圈、軟管、擋風玻璃內襯、汽車發動機密封、點火線及線圈護套、汽車渦輪增壓管冷卻管、汽車元器件的密封和保護等。

混合動力與純電動汽車相對于傳統的燃油汽車，可以大幅度節省能源。但新能源汽車較傳統燃油汽車，增加了許多高壓配件，如動力電池、高壓配電盒、驅動電機、電機控制器等，這便增加了對車用線纜的需要。

需求促進進步，目前市面上的汽車動力電纜絕緣材料主要有交聯聚烯烴、熱塑性彈性體。交聯聚烯烴材料耐熱可達150℃，但材料特性比較硬，安裝困難，而且需要輻照交聯，工藝復雜。熱塑性彈性體材料耐熱不超過125℃，溫度等級偏低，而且材料線纜長期使用會有開裂風險，質量難以保證。

基于陶瓷化硅橡膠的綜合性能：耐高低溫、優良的電絕緣性；硅橡膠線載流量大，節省導體截面，可滿足長時間的滿負荷運行要求；可以添加阻燃劑達到耐火性能要求；易于有限空間內安裝，柔軟性高。對比現在使用的交聯聚烯烴、熱塑道彈性材料，更加適用于新能源汽車動力電纜的需求。而且在特殊情況下，要承載瞬間大電流要求時，需要電纜線具有短時過載能力，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

混合動力與純電動汽車需裝配更多線束及傳感器，線束密封件起著至關重要的作用，便于線束安裝及密封。汽車線束作為汽車的中樞神經系統，是汽車能源、各種信號輸運的載體，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，環境問題也已經迫在眉睫，所以新能源汽車必將成為全球汽車行業未來發展的重中之重。各個國家都在將減少燃油汽車作為未來汽車行業發展的目標，而陶瓷化硅橡膠在新能源汽車防火阻燃部件的應用上又有很大聲音，陶瓷化硅橡膠材料必將在汽車應用領域大放異彩。