一、概述
陶瓷化硅橡胶绝缘(ceramic silicone rubber insulation)在常温下呈现硅橡胶的常规性能,而在燃烧工况中,其分子结构会发生陶瓷化转变,生成氧化硅、氧化钙、氧化镁等无机矿物材料。
值得注意的是,这种状态转变并不会影响其在高温环境下保持绝缘的核心能力。
防火陶瓷硅胶绝缘带主要由防火陶瓷化硅橡胶与耐火补强玻纤加工制成,作为一种高强度的柔性复合产品,它兼具良好的防火性能与优异的电绝缘性,能够抵抗 1000℃的火焰烧蚀,有效阻止火焰向其他区域扩散。

(图片来源: 东莞朗晟)
在动力电池系统中,陶瓷硅胶绝缘带常用于电池包内的电气防护,比如铜排防火采用陶瓷硅胶绝缘带缠绕,防止电芯热失控时喷发引燃外部绝缘。

(图片来源:正达复合材料有限公司)
二、陶瓷化硅橡胶绝缘带特点
1、高机械强度
采用防火陶瓷化硅橡胶复合高强度耐火织物,赋予绝缘带较高的机械强度,能耐受一定的拉伸、摩擦和挤压应力。
适用场景包括动力电池包内部线束捆扎与绝缘保护、轨道交通电缆接头绝缘包扎、新能源汽车电机与电控系统线束固定等,尤其适合需要兼顾机械防护与防火要求的复杂环境。
2、高温下电绝缘性
在高温或火焰环境中,绝缘带会随温度升高发生梯度变化:
当温度达到 200-300℃时,材料开始软化并启动陶瓷化反应;
温度升至 400℃以上时,逐渐结壳形成致密的陶瓷状硬壳;
600℃及以上时,陶瓷化完全,形成稳定的无机陶瓷结构,此时仍能保持优异的电绝缘性(绝缘电阻可达 10¹⁰Ω 以上),有效阻断高温下的电气击穿风险。
3、稳定性(相对于云母)
产品具有不掉渣、不掉粉、不分层、不吸潮的特性。
相较于传统云母带长期使用中易因振动或温度变化出现掉粉、分层现象,并且云母本身吸潮性较强,吸潮后绝缘性能会明显下降;
而陶瓷化硅橡胶绝缘带能在长期使用及高低温循环中保持结构稳定,无粉尘脱落,抗吸潮性优异,绝缘性能衰减极小。
4、超薄厚度与柔韧性:
可加工成 0.1-0.5mm 的超薄厚度(常规型号为 0.2mm、0.3mm),远薄于传统耐火绝缘材料(如多数云母带厚度≥0.8mm)。
同时保持出色的柔韧性,能紧密贴合不规则线束、接头或弯曲部位,缠绕时无折痕、无开裂,尤其适合空间受限的精密电气部件绝缘防护。
5、成本
相对于云母较高。
(图片来源: 东莞朗晟)
三、技术要求和测试方法
1、外观
外观要求:产品应为表面平整、 色泽均匀、 厚度均衡、 无明显杂质的带材。测试方法:取试样在室温和非阳光直射下目测观察。
2、厚度
技术要求:参考数值为 0.2mm、0.3mm、0.5mm。
测试方法:按照 ASTM D374 标准测试,该标准明确绝缘材料厚度测试方法,通过合适测量仪器和规范操作流程准确测量。
3、颜色
技术要求:常见白色、黑色、橙色。
测试方法:采用目视法检测,在自然光或标准光源下,肉眼观察绝缘带颜色并与标准颜色比对,确保无明显色差。
4、硬度
技术要求:参考数值为 60SHA(邵氏 A 硬度)。
测试方法:依据 GB/T 531.1-2008 标准测试,该标准规定橡胶袖珍硬度计试验方法,将硬度计压头垂直压入试样表面,指针稳定后读取数值,多次测量取平均值。
5、密度
技术要求:参考数值为 1.6g/cm³。
测试方法:按照 GB/T 5019.2-2009 标准执行,该标准详细规定电气绝缘用橡胶制品密度测定方法,通常采用排水法或比重瓶法,通过测量试样质量和体积计算密度。
6、拉伸强度
技术要求:参考数值为 15MPa。
测试方法:依据 GB/T 528-1998 标准测试,该标准规定硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能测定方法,将试样安装在拉力试验机上,以一定速率拉伸至断裂,记录最大拉伸力和试样原始横截面积并计算拉伸强度。
7、撕裂强度
技术要求:参考数值为 25KN/m。
测试方法:按照 GB/T 529-2008 标准测试,该标准规定硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度测定方法,采用直角形、新月形等特定形状试样,在拉力试验机上进行撕裂试验,记录最大力值并结合试样厚度计算撕裂强度。
8、阻燃性能
技术要求:阻燃等级达到 UL 94 V-0 级。
测试方法:按照 UL 94 标准进行垂直燃烧测试,将试样固定在特定支架上,用规定火焰点燃试样顶端,记录燃烧时间、滴落物情况等,判断是否符合 VTM-0 级要求。
9、体积电阻率
技术要求:参考数值为 6.0×10¹²Ω・cm。
测试方法:依据 GB/T 1692-2008 标准测试,该标准规定硫化橡胶绝缘电阻率测定方法,将试样置于两个电极之间,施加一定直流电压,测量泄漏电流并按公式计算体积电阻率。
10、高温绝缘电阻(800℃)
技术要求:800℃时参考数值为 0.3×10⁶Ω。(或者要求温度)
测试方法:按照 GB/T 10581-2006 标准测试,该标准规定固体绝缘材料高温绝缘电阻试验方法,将试样放入高温炉加热至 800℃并保持稳定,施加规定电压,测量绝缘电阻值并与参考数值比对。
11、导热系数
技术要求:参考数值小于 0.5W/(m・K)。
测试方法:依据 GB/T 10295-2008 标准测试,该标准规定绝热材料稳态热阻及有关特性测定方法(热流计法),通过测量通过试样的热流密度和温差,结合试样厚度和面积计算导热系数。
12、介电强度
技术要求:参考数值为 20kV/mm。
测试方法:按照 IEC 60243-1 标准测试,该标准规定绝缘材料介电强度试验方法,将试样置于两个电极之间,以一定升压速率施加交流电压直至试样击穿,记录击穿电压值并结合试样厚度计算介电强度。
13、弹性保持温度范围
技术要求:温度范围为 – 55~+200℃,在此区间内绝缘带能保持良好弹性。 测试方法:采用内部方法测试,将试样分别置于 – 55℃和 + 200℃环境中处理一定时间,取出后观察弹性变化(如是否开裂、变形等),并结合力学性能测试判断其在该温度范围内是否能保持弹性。


