CN102516923A - 一种绝缘子粘接用单组分室温硫化硅橡胶 - Google Patents

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王翠花
韩胜利
张虎极
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Abstract

本发明名称为一种绝缘子粘接用单组分室温硫化硅橡胶。属于绝缘子粘接用胶粘剂技术领域。它主要解决现有的此类胶粘剂流平性差、粘接强度低、固化慢的问题。其组分包括：端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物100份，气相法白炭黑10～15份，硅油增塑剂18～25份，交联剂6～10份，偶联剂1.7～4份，矿物油10～15份，催化剂0.1～1份。本发明具有优异的流平性，粘接强度高，深层固化快，施工操作方便，广泛应用于绝缘子粘接组装。

Description

一种绝缘子粘接用单组分室温硫化硅橡胶
技术领域
本发明涉及一种单组分室温硫化硅橡胶胶粘剂，具体涉及一种绝缘子粘接用单组分自流平、高粘接性、深层固化快的室温硫化硅橡胶胶粘剂。 
背景技术
绝缘子一般由芯棒、护套（伞盘）及金属接头等三部分组成，在组装过程中必须利用粘接技术将三者胶接成一个牢固的整体。同时绝缘子由于其使用环境、安全性及组装工艺的特殊性，对胶粘技术也存在多方面的要求：首先，绝缘子在组装过程中要求胶粘剂固化前黏度低，流动性好，即具有优异的流平性；而且可操作时间长，最重要的是对于低表面能的绝缘子材料粘接良好，强度高。另一方面，绝缘子长期暴露在紫外光、寒冷、酷热等恶劣环境下，所以要求胶粘剂具有优异的耐侯性，同时绝缘子在户外使用的过程中，表面会沉积大量的污秽微粒，可能引起污闪，造成跳闸、大面积停电等事故，影响国民生产生活安全，因此要求胶粘剂具有优异的防污能力。
室温硫化硅橡胶具有优异的耐寒性、耐热性、耐老化性、耐潮湿性和电绝缘性，能够在极端恶劣的环境下工作；同时有机硅主链化学结构赋予其优良的憎水性能，能显著提高绝缘子的耐污闪能力。目前还没有发现有相关专利资料报道将室温硫化硅橡胶成功用于绝缘子的粘接组装，且市场上使用的类似产品均存在着粘接强度低，流平性欠佳，固化速度慢的缺点。本发明制备一种新型的用于绝缘子粘接组装的室温硫化硅橡胶，解决流平性、粘接性及固化速度问题，成功应用于绝缘子的粘接组装。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种用于绝缘子粘接的室温硫化硅橡胶胶粘剂。其特点是制备得到一种具有优异流平性、深层固化速度快、粘接强度高，用于绝缘子粘接组装的单组分室温硫化硅橡胶胶粘剂。
为实现上述技术目的，本发明的技术特征是：该室温硫化硅橡胶包括如下（a）～（f）组分，各组分按质量份计如下：
（a）端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物          100份；
（b）气相法白炭黑                        10～15份；
（c）硅油增塑剂                          18～25份；
（d）交联剂                              6～10份；
（e）偶联剂                              1.7～4份；
（f）矿物油                              10～15份；
（g）催化剂                              0.1～1份。
上述（a）组分端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物，分子式为HO-[MeRSiO]n-OH（R为Me，CF3CH2CH2，Ph等；n=100~2000），在25℃下平均粘度在2000～50000 mPa·s。
上述（b）组分气相白炭黑是经过硅氮烷，八甲基环四硅氧烷，或二甲基二氯硅烷表面处理的二氧化硅，比表面积为150～200 cm3/g。
上述（c）组分硅油增塑剂为分子末端甲基的聚甲基硅氧烷，分子式为Me-[Me2SiO]n-Me，在25℃下的平均粘度为100～1000 mPa·s。
上述（d）组分交联剂为一种或多种具有通式R4-nSi（OR1）p（ON=CR2R3）p的硅烷交联剂，其中R为1～8个碳原子的饱和的、直链或支链烷基，n是0～4，p是0～3，R1，R2，R3相互独立的具有1～4个碳原子的饱和的、直链或支链烷基。
上述（e）组分偶联剂为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，二乙烯基三氨基丙基三甲氧基硅烷，缩水甘油醚氧三甲氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种，优选为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种。
上述（f）组分矿物油为C16～C31的正异构烷烃的混合物，酸值<0.05，闪点164～223℃。
上述（g）组分催化剂为有机锡化合物，单烷基有机锡化合物，二烷基有机锡化合物，三烷基有机锡化合物，四烷基有机锡化合物及它们的螯合物中的一种或多种。
上述绝缘子粘接用室温硫化硅橡胶的制备方法，包括有以下步骤组成：
第一步将端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物100份，气相法白炭黑10～15份，硅油增塑剂18～25份加入高速分散机中，于温度100～150℃，真空度大于-0.09MPa的条件下脱水共混，高速搅拌60～200分钟冷却得到基料；
第二步在室温下，氮气保护依次加入交联剂6～10份，偶联剂1.7～4份，矿物油10-15份，催化剂0.1～1份，在真空度大于-0.09MPa的条件下搅拌30～60分钟即制得绝缘子粘接用单组分室温硫化硅橡胶。
本发明的性能测试方法如下：
粘接性测试：材料为高温热硫化硅胶片，将胶液涂于被粘试片表面，然后将两试片对叠，粘接面积为20mm*6mm，在标准条件23±2℃，相对湿度50±5%下固化7天，按照GB/T 7124测试剪切强度。
操作时间测试：在温度23±2℃，相对湿度50±5%条件下，将胶液挤到塑料膜表面，厚度约2～3mm，长度>100mm，每隔1分钟，用手指轻触胶层至胶液不再沾手指为止，记录从挤出到不沾手指的时间即为表干时间。本发明用胶液表干时间来表征操作时间，表干时间越长，则操作时间越长，反之亦然。
深层固化测试：在温度23±2℃，相对湿度50±5%条件下，将胶液挤在聚四氟乙烯测试模板凹槽内，使其自然流平，固化24小时后取出胶层测试固化厚度。
流平性测试：将质量为1g胶液倾倒在水平放置的光滑平整的聚氯乙烯凹槽模具中，模具凹槽尺寸为30mm*30mm，使胶液自然流平，记录下胶液流平整个模具所需时间。时间越短，表示流平性好；反之则说明流平性差。
消泡性测试：将质量为1g胶液倾倒在水平放置的光滑平整的聚氯乙烯凹槽模具中，模具凹槽尺寸为30mm*30mm，玻璃棒搅动胶液产生气泡，然后让其自然流平，记录下胶液中完全消泡所需时间。
拉伸强度及伸长率测试：将胶液在聚四氟乙烯模具内流平成3.0±0.1 mm的胶层，在温度23±2℃，相对湿度50±5%条件下固化7天，然后按照GB528测试。
本发明的有益效果是：
1、对绝缘子材料的粘接强度提高。以往类似产品的粘接性差，剪切强度低，此项技术生产的单组分室温硫化硅橡胶粘接强度明显提高，且达到内聚破坏甚至材质本身破坏。
2、深层固化速度提高。以往类似产品的深层固化速度较慢，此项技术生产的单组分室温硫化硅橡胶深层固化速度快，胶体强度上升快，粘接强度更高。
3、流平性提高。以往类似产品的流平性差，表现为流平速度慢，且流平后胶体存在大量针孔状气泡，严重影响本体强度，且在应用过程中导致电击穿，此项技术生产的室温硫化硅橡胶可3分钟内完全流平，且消泡性好，胶体均匀，内外水分含量一致，固化速率均匀，避免内应力的产生。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于此：
实施例1 选用粘度2000mPa·s端羟基聚二甲基硅氧烷，粘度100mPa·s二甲基硅油，其组分如下：
端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物           100份；
气相法白炭黑                         13份；
硅油增塑剂                           18份；
乙烯基三丁酮肟基硅烷                 6份；
氨基丙基三甲氧基硅烷                 1.7份；
矿物油                               10份；
催化剂                               0.5份。
 实施例2 选用粘度5000mPa·s端羟基聚二甲基硅氧烷，粘度100mPa·s二甲基硅油，其组分如下：
端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物          100份；
气相法白炭黑                         10份；
硅油增塑剂                           18份；
乙烯基三丁酮肟基硅烷                 5份；
甲基三丁酮肟基硅烷                   1份；
氨基丙基三甲氧基硅烷                 1.7份；
缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷           1份；
矿物油                               12份；
催化剂                               1份。
 实施例3 选用粘度20000mPa·s端羟基聚二甲基硅氧烷，粘度100mPa·s二甲基硅油，其组分如下：
端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物          100份；
气相法白炭黑                         11份；
硅油增塑剂                           25份；
乙烯基三丁酮肟基硅烷                 6份；
氨基丙基三甲氧基硅烷                 1.7份；
缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷           1份；
矿物油                               15份；
催化剂                              1份。
 实施例4 选用粘度20000mPa·s端羟基聚二甲基硅氧烷，粘度1000mPa·s二甲基硅油，其组分如下：
端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物          100份；
气相法白炭黑                         10份；
硅油增塑剂                           20份；
乙烯基三丁酮肟基硅烷                 4份；
甲基三丁酮肟基硅烷                   2份；
氨基丙基三甲氧基硅烷                 1.7份；
缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷           1份；
矿物油                               16份；
催化剂                               1份。
比较例1 选用粘度20000mPa.s端羟基聚二甲基硅氧烷，粘度100mPa.s二甲基硅油，其组分如下：
端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物          100份；
气相法白炭黑                         11份；
硅油增塑剂                           22份；
甲基三丁酮肟基硅烷                   6份；
缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷            1份；
矿物油                                12份。
Figure 806175DEST_PATH_IMAGE001

Claims (8)

1.一种绝缘子粘接用单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于它的质量份组成为：
（a）端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物          100份；
（b）气相法白炭黑                        10～15份；
（c）硅油增塑剂                          18～25份；
（d）交联剂                              6～10份；
（e）偶联剂                              1.7～4份；
（f）矿物油                              10～15份；
（g）催化剂                              0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的绝缘子粘接用单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物，分子式为HO-[MeRSiO]n-OH（R为Me，CF3CH2CH2，Ph等；n=100~2000），在25℃下平均粘度在2000～50000 mPa·s。
3. 根据权利要求1所述的绝缘子粘接用单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的气相白炭黑是经过硅氮烷，八甲基环四硅氧烷，或二甲基二氯硅烷表面处理的二氧化硅，比表面积为150～230 cm3/g。
4.根据权利要求1所述的绝缘子粘接用单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的硅油增塑剂为分子末端甲基的聚甲基硅氧烷，分子式为Me-[Me2SiO]n-Me，在25℃下的平均粘度为100～1000 mPa·s。
5.根据权利要求1所述的绝缘子粘接用单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的交联剂为一种或多种具有通式R4-n(SiOR1)p(ON=CR2R3)p的硅烷交联剂，其中R为1～8个碳原子的饱和的、直链或支链烷基，n是0～4，p是0～3，R1，R2，R3相互独立的具有1～4个碳原子的饱和的、直链或支链烷基。
6.根据权利要求1所述的绝缘子粘接用单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的偶联剂为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，二乙烯基三氨基丙基三甲氧基硅烷，缩水甘油醚氧三甲氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种，优选为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的绝缘子粘接用单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的 矿物油为C16～C31的正异构烷烃的混合物，酸值<0.05，闪点164～223℃。
8.根据权利要求1所述的绝缘子粘接用单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的催化剂为无机锡化合物，单烷基有机锡化合物，二烷基有机锡化合物，三烷基有机锡化合物，四烷基有机锡化合物及它们的螯合物中的一种或多种。
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