CN101899263A - 阻燃导热硅橡胶绝缘涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了这样一种用于电力系统高压电器及器件表面的阻燃导热硅橡胶绝缘涂料及其制备方法。所说的阻燃导热硅橡胶绝缘涂料重量配比组成是：端羟基聚硅氧烷20～40、补强剂3～6、纳米蒙脱土0.5～3、复合阻燃剂4～10、导热填料15～30、添加剂1～3、颜料1～2，上述各成分在搅拌下加热至100～160℃真空脱低沸物，经三辊研磨后再按量加入无水溶剂25～50、交联剂1～3和催化剂0.02～1，混合均匀后在惰性气体保护下过滤包装在隔绝空气的容器中。
Description
所属技术领域 本发明涉及一种绝缘涂料，尤其涉及一种阻燃导热硅橡胶绝缘涂料。本发明还涉及该阻燃导热硅橡胶绝缘涂料的制备方法。
背景技术 目前，电力系统的高压电器及器件的表面通过涂覆硅橡胶绝缘涂料来达到防潮、防酸、防碱、防盐、防气体腐蚀而造成短路故障的目的，而传统的导热有机硅绝缘材料填充大量的导热填料，使材料的机械强度降低，只能用于电子元件的灌封。中国专利CN1297232A公开了这样一种高压电器外用有机硅绝缘材料，它是由A、B两个组分按照100∶1～100∶5的质量配比混合均匀而成，其中A组分包含a，ω-二羟基聚二有机基硅氧烷、补强填料、结构化控制剂、三有机硅基封端的聚二有机基硅氧烷、增量填料和颜料；B组分包含交联剂和有机锡催化剂，由于该绝缘材料由两个组分组成的混合物，在使用中较不方便，又由于在有机硅绝缘材料中填充了增量填料，其阻燃级别低，导热性能也较差。
发明内容 本发明的目的是提供一种使用方便，阻燃级别高、导热性能好，的阻燃导热硅橡胶绝缘涂料。
为达到上述目的，本发明阻燃导热硅橡胶绝缘涂料，它是由下述重量配比组成的：端羟基聚硅氧烷20～40 补强剂3～6 纳米蒙脱土0.5～3 复合阻燃剂4～10 导热填料15～30 添加剂1～3 颜料1～2 交联剂1～3 催化剂0.02～1 溶剂25～50。
所述端羟基聚硅氧烷粘度为2000～10000cp，可以是端羟基聚二甲基硅氧烷或端羟基聚甲基乙基硅氧烷中的一种，也可以是它们的混合物，该端羟基聚硅氧烷的分子式为：
式中R为甲基、乙基，m为200～1000。
所述纳米蒙脱土为双+八烷基插层改性的蒙脱土。
所述复合阻燃剂是氢氧化铝与十溴二苯乙烷混合物，氢氧化铝与十溴二苯乙烷的质量此为5∶2。
所述导热填料是粒径为0.5～20um的氧化铝、氮化硅、氮化铝、碳化硅中的一种或几种混合物。
所述添加剂为三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷，粘度为500～1000cp。
所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基丁酮肟基硅烷、甲基三丙酮基硅烷或它们的混合物或它们的部分水解产物。
所述溶剂为120#汽油。
阻燃导热硅橡胶绝缘涂料制备方法，将端羟基聚硅氧烷、补强剂、纳米蒙脱土、复合阻燃剂、导热填料、添加剂分别计量送入配料釜，在搅拌下加热至100～160℃真空脱低沸物，经三辊研磨后再按量加入无水溶剂、交联剂和催化剂，混合均匀后在惰性气体保护下过滤包装在隔绝空气的容器中。
本发明具有如下优点：
本发明在涂料配方中加入一定比例的憎水分子-三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷，导致涂膜的憎水迁移速度、憎水迁移持续性大大提高，使含填料较多的 硅橡胶绝缘涂料憎水迁移性HC值达1级，并能保持持久良好的防潮憎水性。
本发明在涂料中加入纳米蒙脱土，导致涂膜的膨胀系数及水蒸气、O2的透过率明显下降，提高了涂膜的导热性和阻燃性。纳米蒙脱土具有独特的层状结构和超大的比表面积，对硅橡胶的补强效果明显。本发明添加少量的纳米蒙脱土可使涂膜的抗张强度提高了30--40％，呈现良好的机械强度。
本发明加入的复合阻燃剂十溴二苯乙烷和氢氧化铝具有阻燃增效作用。尽管复合阻燃剂的添加量相对较少，涂膜的阻燃级别都达到FV-O级，并可持久经受住电晕、电火花的冲击，涂膜的使用寿命延长。
本发明添加导热填料的绝缘性能良好、热导率高。涂膜的电气绝缘强度≥20Kv/mm；热导率是普通硅橡胶绝缘涂膜的2～3倍。涂覆本发明的阻燃导热硅橡胶绝缘涂料可以及时释放设备热量，防止热能积累和温度过高造成设备的故障及损坏。
本发明的阻燃导热硅橡胶绝缘涂料为单组分包装，故施工极为方便，可以刷涂，也可以喷涂，省工省料。
具体实施方式 以下所述实施例详细说明了本发明。在这些实施例中，除另有说明外，所有份数和百分比均按重量计。
实施例一
将端羟基聚二甲基硅氧烷(粘度为6000cp)25份(重量份)，补强剂气相SiO2(BET为200m2/g)3份，纳米蒙脱土0.8份，复合阻燃剂十溴二苯乙烷和氢氧化铝混合物6份，导热填料(氧化铝60％、氮化硅40％)20份，颜料1份，添加剂三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(粘度为500cp)2份，分别加入配料釜，在搅拌下加热至150℃(不小于600mmHg)脱水2小时，冷后经三辊研磨，加入稀释剂120#汽油41份，交联剂甲基三丁酮肟基硅烷1份，催化剂二丁 基二月桂酸锡0.2份，混合均匀后在氮气保护下过滤包装在隔绝空气的容器中。
涂料的阻燃级别为FV-O级，水接触角达到105°，导热系数为0.45w/k*m，电气绝缘强度为21kv/mm。
实施例二
将端羟基聚二甲基硅氧烷(粘度为6000cp)30份(重量份)，补强剂气相SiO2(BET为200m2/g)4份，纳米蒙脱土2份，复合阻燃剂十溴二苯乙烷和氢氧化铝混合物8份，导热填料(氧化铝50％、氮化硅50％)16份，颜料1.3份，添加剂三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(粘度为500cp)1份，分别加入配料釜，在搅拌下加热至150℃(不小于600mmHg)脱水2小时，冷后经三辊研磨，加入稀释剂120#汽油36份，交联剂乙烯基三丁酮肟基硅烷1.5份，催化剂二丁基二月桂酸锡0.2份，混合均匀后在氮气保护下过滤包装在隔绝空气的容器中。
涂料的阻燃级别为FV-O级，水接触角达到107°，导热系数为0.5w/k*m，电气绝缘强度为23.7kv/mm。
实施例三
将端羟基聚甲基乙基硅氧烷(粘度为8000cp)30份(重量份)，补强剂气相SiO2(BET为200m2/g)4份，纳米蒙脱土1.8份，复合阻燃剂十溴二苯乙烷和氢氧化铝混合物9份，导热填料(氧化铝80％、氮化硅20％)20份，颜料1.5份，添加剂三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(粘度为800cp)2份，分别加入配料釜，在搅拌下加热至150℃(不小于600mmHg)脱水2小时，冷后经三辊研磨，加入稀释剂120#汽油30份，交联剂甲基三丙酮基硅烷硅1.5份，催化剂二丁基二月桂酸锡0.2份，混合均匀后在氮气保护下过滤包装在隔绝空气的容器中。
涂料的阻燃级别为FV-O级，水接触角达到105°，导热系数为0.57w/k*m，电气绝缘强度为22.9kv/mm。
实施例四
将端羟基聚二甲基硅氧烷(粘度为8000cp)30份(重量份)，补强剂气相SiO2(BET为175m2/g)6份，纳米蒙脱土3份，复合阻燃剂十溴二苯乙烷和氢氧化铝混合物10份，导热填料(氧化铝60％、氮化硅40％)16份，颜料1.5份，添加剂三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(粘度为500cp)1份，分别加入配料釜，在搅拌下加热至150℃(不小于600mmHg)脱水2小时，冷后经三辊研磨，加入稀释剂120#汽油30份，交联剂甲基三丁酮肟基硅烷与乙烯基三丁酮肟基硅烷2份(甲基三丁酮肟基硅烷与乙烯基三丁酮肟基硅烷的比例为1∶1)，催化剂二丁基二月桂酸锡0.5份，混合均匀后在氮气保护下过滤包装在隔绝空气的容器中。
涂料的阻燃级别为FV-O级，水接触角达到110°，导热系数为0.5w/k*m，电气绝缘强度为24.8kv/mm。
实施例五
将端羟基聚二甲基硅氧烷(粘度为6000cp)40份(重量份)，补强剂气相SiO2(BET为200m2/g)6份，纳米蒙脱土3份，复合阻燃剂十溴二苯乙烷和氢氧化铝混合物7份，导热填料(氧化铝60％、氮化铝40％)10份，颜料2份，添加剂三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(粘度为500cp)3份，分别加入配料釜，在搅拌下加热至150℃(不小于600mmHg)脱水2小时，冷后经三辊研磨，加入稀释剂120#汽油25份，交联剂甲基三丁酮肟基硅烷3份，催化剂二丁基二月桂酸锡1份，混合均匀后在氮气保护下过滤包装在隔绝空气的容器中。
涂料的阻燃级别为FV-O级，水接触角达到107°，导热系数为0.5w/k*m， 电气绝缘强度为22.6kv/mm。
实施例六
将端羟基聚二甲基硅氧烷(粘度为6000cp)20份(重量份)，补强剂气相SiO2(BET为200m2/g)6份，纳米蒙脱土0.5份，复合阻燃剂十溴二苯乙烷和氢氧化铝混合物10份，导热填料(氧化铝60％、碳化硅40％)16份，颜料1份，添加剂三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(粘度为500cp)1份，分别加入配料釜，在搅拌下加热至150℃(不小于600mmHg)脱水2小时，冷后经三辊研磨，加入稀释剂120#汽油49份，交联剂甲基硅三丁酮肟1份，催化剂二丁基二月桂酸锡0.5份，混合均匀后在氮气保护下过滤包装在隔绝空气的容器中。
涂料的阻燃级别为FV-O级，水接触角达到110°，导热系数为0.57w/k*m，电气绝缘强度为23.3kv/mm。
上述实施例憎水迁移性HC值均达1级，电气绝缘强度≥20Kv/m，阻燃达FV-O级，导热系数＞0.4w/k*m。
Claims (9)
1.一种阻燃导热硅橡胶绝缘涂料，其特征在于它是由下述重量配比组成的：端羟基聚硅氧烷20～40 补强剂3～6 纳米蒙脱土0.5～3 复合阻燃剂4～10 导热填料15～30 添加剂1～3 颜料1～2 交联剂1～3 催化剂0.02～1 溶剂25～50。
2.根据权利要求1所述的阻燃导热硅橡胶绝缘涂料，其特征在于所述端羟基聚硅氧烷粘度为2000～10000cp，可以是端羟基聚二甲基硅氧烷或端羟基聚甲基乙基硅氧烷中的一种，也可以是它们的混合物，该端羟基聚硅氧烷的分子式为：
式中R为甲基、乙基，m为200～1000。
3.根据权利要求1所述的阻燃导热硅橡胶绝缘涂料，其特征在于所述纳米蒙脱土为双十八烷基插层改性的蒙脱土。
4.根据权利要求1所述的阻燃导热硅橡胶绝缘涂料，其特征在于所述复合阻燃剂是氢氧化铝与十溴二苯乙烷混合物，氢氧化铝与十溴二苯乙烷的质量此为5∶2。
5.根据权利要求1所述的阻燃导热硅橡胶绝缘涂料，其特征在于所述导热填料是粒径为0.5～20um的氧化铝、氮化硅、氮化铝、碳化硅中的一种或几种混合物。
6.根据权利要求1所述的阻燃导热硅橡胶绝缘涂料，其特征在于所述添加剂为三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷，粘度为500～1000cp。
7.根据权利要求1所述的阻燃导热硅橡胶绝缘涂料，其特征在于所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基丁酮肟基硅烷、甲基三丙酮基硅烷或它们的混合物或它们的部分水解产物。
8.根据权利要求1所述的阻燃导热硅橡胶绝缘涂料，其特征在于所述溶剂为120#汽油。
9.一种阻燃导热硅橡胶绝缘涂料制备方法，其特征在于：将端羟基聚硅氧烷、补强剂、纳米蒙脱土、复合阻燃剂、导热填料、添加剂分别计量送入配料釜，在搅拌下加热至100～160℃真空脱低沸物，经三辊研磨后再按量加入无水溶剂、交联剂和催化剂，混合均匀后在惰性气体保护下过滤包装在隔绝空气的容器中。
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