CN101260238B - 导电硅橡胶 - Google Patents

Abstract

导电硅橡胶，涉及一种电线电缆附件用材料，包括补强硅橡胶、乙炔炭黑、结构抑制剂、液体硅橡胶、硫化剂，所述的乙炔炭黑呈颗粒状；其制作过程是：将乙炔炭黑、羟基硅油和水按100∶4.5-5.5∶0.2-0.5的比例混合后加入造粒机制成颗粒。本发明提供的导电硅橡胶，由于其主要的原料乙炔炭黑经过预处理，由原来的粉末状变成直径约1mm的球状颗粒，堆积密度增大，不起尘，易分散，不但显著地改善了制造环境，有益于操作人员的身体健康，而且该乙炔炭黑导电效果强，添加少量(15-22％)即可满足电性能要求。另外由于粘结助剂液体硅橡胶的加入，和绝缘胶粘结良好，产品合格率得到提高，机械性能和电性能优于国家标准要求。

Description

导电硅橡胶

技术领域

本发明涉及一种电线电缆附件用材料，具体是作为电缆外屏蔽切断处电场应力疏散用的硅橡胶。

背景技术

硅橡胶(Silicone Rubber)是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性材料，其分子主链由硅原子和氧原子交替组成(-Si-O-Si-)，侧链是与硅原子相连接的碳氢或取代碳氢有机基团，这种基团可以是甲基、不饱和乙烯基或其它有机基团，这种低不饱和度的分子结构使硅橡胶具有优良的耐热老化性和耐候老化性，耐紫外线和臭氧侵蚀。由于硅橡胶分子链的柔韧性大，分子链之间的相互作用力弱，这些结构特征使硫化胶柔软而富有弹性，这些特性使硅橡胶在电线电缆以及电缆附件中得到广泛应用。同时随着国民经济的发展，国家电力建设的不断深化，电缆附件用量不断增加。用导电硅橡胶制造的应力锥有效疏散电缆末端电场，增长了线路的运行安全和使用寿命。

目前使用的导电硅橡胶基本是在甲基乙烯基硅橡胶中添加补强剂、导电助剂(乙炔炭黑)、结构抑制剂、硫化剂，来满足电性能和机械性能要求。但是该种导电硅橡胶制造难度较大；主要是由于其中的主要成分乙炔炭黑呈粉末状，粒径一般在(30～50)nm左右，比表面积大，堆积密度小，在生产过程中难分散，容易起尘，影响环境，对操作人员健康不利，容易吸入肺部，造成吸肺等职业病。

发明内容

本发明的目的是提供一种导电硅橡胶的改进，该导电硅橡胶应能克服上述背景技术的不足，应有利于制造场所的环境保护、有益于操作工人健康，并且机械性能及电性能优异的特点，

本发明采用的技术方案是：

导电硅橡胶，包括以下成分和重量份：

补强硅橡胶            100

乙炔炭黑              15～22

结构抑制剂            5～15

液体硅橡胶            2～10

硫化剂                1～2

所述的乙炔炭黑呈颗粒状；其制作过程是：将乙炔炭黑、羟基硅油和水按100∶4.5-5.5∶0.2-0.5的比例混合后加入造粒机制成颗粒。

所述的结构抑制剂是六甲基环三硅氮烷，或者是二苯基硅二醇、或者是甲基苯基二乙氧基硅烷、或者是四甲基亚乙基二氧二甲基硅烷。

所述的硫化剂是DCP，或者是双2，5。

所述的导电硅橡胶的制造工艺是：

1)把乙炔炭黑、羟基硅油和水按比例混合后加入造粒机制成颗粒；

2)将补强硅橡胶加入开炼机或者捏合机中进行混炼；

3)依次加入液体硅橡胶(作为粘结助剂)、乙炔炭黑颗粒、结构抑制剂，以充分混炼、薄通；

4)混炼结束后停放时间24小时以上，然后加入硫化剂，控制混炼温度45～50℃，混炼8～12分钟或者薄通5次以上即完成。

本发明提供的导电硅橡胶，由于其主要的原料乙炔炭黑经过预处理，由原来的粉末状变成直径约1mm的球状颗粒，堆积密度增大，不起尘，易分散，不但显著地改善了制造环境，有益于操作人员的身体健康，而且该乙炔炭黑导电效果强，添加少量(15-22％)即可满足电性能要求。另外由于粘结助剂液体硅橡胶的加入，和绝缘胶粘结良好，产品合格率得到提高，机械性能和电性能优于国家标准要求。

具体实施方式

本发明先对乙炔炭黑进行预处理，将粉状乙炔炭黑制成颗粒状。其制作过程是：将乙炔炭黑、羟基硅油和水按100∶4.5-5.5∶0.2-0.5的比例混合后加入造粒机(造粒机是由水平固定的简筒构成，搅齿轴在简筒内转动，搅齿轴和筒壁之间的造粒空间供造粒用)。炭黑从滚筒一端的进料被输送到另一端的出料，通过旋转的搅齿轴，炭黑在固定不动的滚筒壁上滚动而发生附聚，粉状炭黑在造粒机内与水油混合物发生剧烈混合，有选择性地与添加的羟基硅油进行聚合；处理好的造粒炭黑粒子从出料端输出后，湿炭黑粒子进行干燥处理，蒸发掉粒子中的水份备用。以上造粒工艺是常规工艺，造粒机是常规设备。

下一步是制造导电硅橡胶；该导电硅橡胶包括以下成分和重量份：

补强硅橡胶            100

乙炔炭黑              15～22

结构抑制剂            5～15

液体硅橡胶            2～10

硫化剂                1～2。

制造工艺是：

1)将补强硅橡胶加入开炼机或者捏合机中进行混炼，以打开结构化现象；

2)依次加入液体硅橡胶(粘结助剂)、乙炔炭黑颗粒、结构抑制剂六甲基环三硅氮烷或者二苯基硅二醇、甲基苯基二乙氧基硅烷、四甲基亚乙基二氧二甲基硅烷，以充分混炼、薄通5次以上；

3)混炼结束后停放时间24小时以上，以使各种配合剂(特别是结构控制剂六甲基环三硅氮烷、粘结助剂液体硅橡胶)能与补强胶充分作用；然后加入硫化剂，控制混炼温度45～50℃；混炼8～12分钟或者薄通5次以上，使硫化剂充分溶化、混合均匀后出胶。

以上所述的补强硅橡胶、结构抑制剂、硫化剂均可外购；另外，乙炔炭黑最好选用超导电乙炔炭黑；结构抑制剂可以是六甲基环三硅氮烷，或者是二苯基硅二醇、或者是甲基苯基二乙氧基硅烷、或者是四甲基亚乙基二氧二甲基硅烷；硫化剂可以是DCP，或者是双2，5。

本发明经过检测，获得的数据如下：

性能	本发明产品	国家标准12706.4
			抗张强度MPa	≥6.5	≥5.5
断裂伸长率％	≥500	≥300
			撕裂强度N/mm	≥30	≥15
体积电阻率Ω·cm	≤0.06×103	≤1.0×103

实施例1、

补强硅橡胶100份、颗粒状导电乙炔炭黑17份、六甲基环三硅氮烷8份、液体硅橡胶4份以及DCP1份；按上述生产工艺进行混炼；所得材料经检测，体积电阻率0.5Ω·m，抗张强度6.5MPa，伸长率590％，撕裂强度40N/mm；优于国家标准。

实施例2、

补强硅橡胶100份、颗粒状导电乙炔炭黑20份、二苯基硅二醇12份、液体硅橡胶6份以及双2，5(硫化剂)1.5份；按上述生产工艺进行混炼；所得材料经检测，体积电阻率0.3Ω·m，抗张强度6.8MPa，伸长率560％，撕裂强度35N/mm；优于国家标准。

实施例3、

补强硅橡胶100份、颗粒状导电乙炔炭黑22份、四甲基亚乙基二氧二甲基硅烷10份、液体硅橡胶8份以及DCP(硫化剂)1.2份；按上述生产工艺进行混炼；所得材料经检测，体积电阻率0.2Ω·m，抗张强度6.7MPa，伸长率550％，撕裂强度37N/mm；优于国家标准。

实施例4、

补强硅橡胶100份、颗粒状超导电乙炔炭黑15份、甲基苯基二乙氧基硅烷15份、液体硅橡胶10份以及双2，5(硫化剂)2份；按上述生产工艺进行混炼；所得材料经检测，体积电阻率0.45Ω·m，抗张强度6.5MPa，伸长率570％，撕裂强度38N/mm；优于国家标准。

Claims (1)

1.导电硅橡胶，包括以下成分和重量份：

其特征在于所述的乙炔炭黑呈颗粒状；其制作过程是：将乙炔炭黑、羟基硅油和水按100∶4.5-5.5∶0.2-0.5的比例混合后加入造粒机制成颗粒；

所述的结构抑制剂是六甲基环三硅氮烷，或者是二苯基硅二醇、或者是甲基苯基二乙氧基硅烷、或者是四甲基亚乙基二氧二甲基硅烷；

所述的硫化剂是DCP，或者是双2，5；

所述导电硅橡胶的制造工艺是：

1)把乙炔炭黑、羟基硅油和水按比例混合后加入造粒机制成颗粒；

2)将补强硅橡胶加入开炼机或者捏合机中进行混炼；

3)依次加入液体硅橡胶、乙炔炭黑颗粒、结构抑制剂，以充分混炼、薄通；

4)混炼结束后停放时间24小时以上，然后加入硫化剂，控制混炼温度在45～50℃之间，混炼8～12分钟或者薄通5次以上即完成。