CN102702624B - 一种用于35kv高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶技术领域，是对现有技术的改进，具体涉及一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料及其制备方法。本发明成份组分如下(均为质量份计)：三元乙丙橡胶生胶100份：补强剂：15～25份；填充剂：40～70份；氧化锌：5～15份；硬脂酸：0.5～1.5份；硅烷偶联剂：1～2份；增塑剂：10～30份；促进剂/助交联剂：2.5～3.5份；硫化剂：0.8～3份。本发明得到的胶料硫化速度快，具有高机械性能与良好绝缘电气性能。本发明配方制作的产品涵盖了35KV，800A及以下系类，填补了国内同类型产品的空白，是首家通过中国电力工业电气设备质量检测测试中心的型式试验的产品。
Description
技术领域
本发明属于耐高压电的特种橡胶技术领域，涉及一种胶料及其制备方法，具体是涉及一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料及其制备方法。
技术背景
三元乙丙橡胶(EPDM)因具有电性能优异、耐热耐老化性能高、韧性好等特点而被广泛用作电线电缆绝缘材料。针对国际风电厂行业技术创新发展趋势，例如欧美发达国家在35KV风电升压变压器附件的最新技术应用，我国仍然十分薄弱，比如，35KV，800A及以下系类，国内此类型的产品是空白的。因此，在国家大力发展新能源绿色环保经济的形式下，急需真正能为风电升压变压器提供安全可靠的35KV可触摸分离式电缆附件。
发明内容
本发明的目的是一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料及其制备方法，该绝缘胶料采用硅烷偶联剂来改性酸性填料表面，通过活性基团与无机填料结合，添加少量即可极快的提高硫化速度，硅烷偶联剂不仅能提高填料与橡胶相容性，还可与橡胶发生反应，导致填料与橡胶的结合力增大，使填料分散更加均匀；该绝缘胶料提高机械性能及绝缘电气性能，耐水性，耐热性等特点。
一种用于35KV系列电缆附件的三元乙丙绝缘胶料，该绝缘胶料成份组分以质量份计如下：
进一步地，所述三元乙丙橡胶的第三单体为亚乙基降冰片烯(ENB)，其中ENB摩尔百分数为4％～10％，门尼粘度ML1+4，100℃为38～55。
进一步地，所述补强剂为气相法白炭黑；所述填充剂为煅烧高岭土或者滑石粉；所述填充剂的水分质量分数小于0.3％。
进一步地，所述氧化锌不含任何金属物，氧化锌含量≥99.7％。
进一步地，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或双-[-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物；所述增塑剂为石蜡油或环烷油。
进一步地，所述促进剂/助交联剂为三元乙丙复合促进剂EG-3或过氧化物助交联剂异氰脲酸三烯丙酯；所述硫化剂为硫磺或过氧化二异丙苯。
如上所述的一种用于35KV系列电缆附件的三元乙丙绝缘胶料的制备方法，包括如下步骤：
1)密炼
室温下，向密炼机中投入100份三元乙丙橡胶生胶，塑炼1～3分钟；
依次加入氧化锌5～15份，补强剂15～25份，硅烷偶联剂1～2份，填充剂40～70份，增塑剂10～30份，硬脂酸0.5～1.5份，将密炼机上顶盖上，混炼，混炼时间20～50分钟后，当温度达到130℃时将制得的胶料取出；
2)成品制备
将步骤1)得到的胶料放入开炼机薄通，加入促进剂/助交联剂2.5～3.5份，硫化剂0.8～3份，打三角包10次后打卷下片。
进一步地，步骤1)中所述三元乙丙橡胶的第三单体为亚乙基降冰片烯(ENB)，其中ENB含量4％～10％，门尼粘度ML1+4，100℃为38～55。
进一步地，步骤2)中所述补强剂为气相法白炭黑；所述填充剂为煅烧高岭土或滑石粉，其中水分含量少于0.3％；所述氧化锌不含任何金属物，氧化锌质量分数≥99.7％；所述硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或双-[-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物；所述增塑剂为石蜡油或环烷油；所述当温度达到130℃，所需的时间为20～50分钟。
进一步地，步骤3)中所述促进剂/助交联剂为三元乙丙专用高效复合促进剂或过氧化物助交联剂异氰脲酸三烯丙酯；所述硫化剂为硫磺或过氧化二异丙苯。
本发明有如下有益效果：
本发明采用硅烷偶联剂来改性酸性填料表面，通过活性基团与无机填料结合，得到的胶料硫化速度快，机械性能高，并具有良好的绝缘电气性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步处理，但本发明并不限于以下实施例。
本发明中产品的性能参数通过以下设备测试：
TS2、TC90：橡胶硫化仪；
硬度：硬度计；
拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率：橡胶强度测试机；
绝缘强度：工频耐压测试仪；
体积电阻率：绝缘电阻测试仪。
实施例1：
一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料，该绝缘胶料成份组分如下(均为质量份计)：
如上述的一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料的制备方法，包括如下步骤：
室温下向密炼机(浙江瑞安瑞日橡塑机械有限公司)中投入100份三元乙丙橡胶生胶，先塑炼1分钟后依次加入5份氧化锌，25份气相法白炭黑，1份乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)，70份煅烧高岭土，30份石蜡油，1份硬脂酸，将密炼机上顶盖上，混炼40分钟后，当温度达到130℃时将制得的胶料取出，放入开炼机(浙江无锡沪东橡塑机械厂，XK-400A)薄通，加入3份三元乙丙复合促进剂EG-3，1份硫磺，打三角包10次后打卷下片。其TS2：1.2min；TC90：4.1min；硬度：55(ShoreA)，拉伸强度：15.2Mpa；撕裂强度：26KN/m；断裂伸长率：650％；绝缘强度：23.5KV/mm，体积电阻率：1.2×1013Ω·cm。
实施例2：
一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料，该绝缘胶料成份组分如下(均为质量份计)：
如上述的一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料的制备方法，包括如下步骤：
室温下向密炼机中投入100份三元乙丙橡胶生胶，先塑炼3分钟后依次加入5份氧化锌，20份气相法白炭黑，1.5份乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)，60份煅烧高岭土，25份石蜡油，1份硬脂酸，将密炼机上顶盖上，混炼20分钟后，当温度达到130℃时将制得的胶料取出，放入开炼机薄通，加入2份异氰脲酸三烯丙酯，3份过氧化二异丙苯(DCP)，打三角包10次后打卷下片。其TS2：1min；TC90：3.8min；硬度：54(ShoreA)，拉伸强度：10.2Mpa；撕裂强度：21KN/m；断裂伸长率：360％；绝缘强度：22.8KV/mm，体积电阻率：1.3×1013Ω·cm。使用的设备：橡胶硫化仪，硬度计，橡胶强度测试机，工频耐压测试仪，绝缘电阻测试仪。
实施例3：
一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料，该绝缘胶料成份组分如下(均为质量份计)：
如上述的一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料的制备方法，包括如下步骤：
室温下向密炼机中投入100份三元乙丙橡胶生胶，先塑炼2分钟后依次加入10份氧化锌，15份气相法白炭黑，0.8份乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)，55份煅烧高岭土，22份石蜡油，1份硬脂酸，将密炼机上顶盖上，混炼50分钟后，当温度达到130℃时将制得的胶料取出，放入开炼机薄通，加入3份三元乙丙复合促进剂EG-3，1.2份硫磺，打三角包10次后打卷下片。其TS2：1.1min；TC90：4.0min；硬度：50(ShoreA)，拉伸强度：10.5Mpa；撕裂强度：24KN/m；断裂伸长率：610％；绝缘强度：22.3KV/mm，体积电阻率：1.0×1013Ω·cm。使用的设备：橡胶硫化仪，硬度计，橡胶强度测试机，工频耐压测试仪，绝缘电阻测试仪。
实施例4：
一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料，该绝缘胶料成份组分如下(均为质量份计)：
三元乙丙橡胶生胶(第三单体是ENB，ENB含量是4％，
如上述的一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料的制备方法，包括如下步骤：
室温下向密炼机中投入100份三元乙丙橡胶生胶，先塑炼3分钟后依次加入15份氧化锌，15份气相法白炭黑，2份双-[-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，40份滑石粉，10份环烷油，1.5份硬脂酸，将密炼机上顶盖上，混炼30分钟后，当温度达到130℃时将制得的胶料取出，放入开炼机薄通，加入2.5份三元乙丙复合促进剂EG-3，0.8份硫磺，打三角包10次后打卷下片。
实施例5：
一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料，该绝缘胶料成份组分如下(均为质量份计)：
三元乙丙橡胶生胶(第三单体是ENB，ENB含量是10％，
如上述的一种用于35KV高压电缆附件的三元乙丙绝缘胶料的制备方法，包括如下步骤：
室温下向密炼机中投入100份三元乙丙橡胶生胶，先塑炼3分钟后依次加入15份氧化锌，15份气相法白炭黑，2份双-[-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，40份滑石粉，10份环烷油，0.5份硬脂酸，将密炼机上顶盖上，混炼30分钟后，当温度达到130℃时将制得的胶料取出，放入开炼机薄通，加入3.5份三元乙丙复合促进剂EG-3，0.8份硫磺，打三角包10次后打卷下片。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (4)
1.一种用于35KV系列电缆附件的三元乙丙绝缘胶料，其特征在于，该绝缘胶料由以下原料组分组成，均为质量份：
所述三元乙丙橡胶生胶的第三单体是ENB，ENB含量是5％；
所述煅烧高岭土的水分含量少于0.3％；
所述氧化锌含量≧99.7％。
2.一种用于35KV系列电缆附件的三元乙丙绝缘胶料，其特征在于，该绝缘胶料由以下组分组成，均为质量份：
所述三元乙丙橡胶生胶的第三单体是ENB，ENB含量是6％；
所述煅烧高岭土的水分含量少于0.3％；
所述氧化锌含量≧99.7％。
3.如权利要求1所述的三元乙丙绝缘胶料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
在室温下向密炼机中投入100份三元乙丙橡胶生胶，先塑炼1分钟后依次加入5份氧化锌，25份气相法白炭黑，1份乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷A-172，70份煅烧高岭土，30份石蜡油，1份硬脂酸，将密炼机上顶盖上，混炼40分钟后，当温度达到130℃时将制得的胶料取出，放入开炼机薄通，加入3份三元乙丙复合促进剂EG-3，1份硫磺，打三角包10次后打卷下片，得到用于35KV系列电缆附件的三元乙丙绝缘胶料。
4.如权利要求2所述的三元乙丙绝缘胶料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
在室温下向密炼机中投入100份三元乙丙橡胶生胶，先塑炼2分钟后依次加入10份氧化锌，15份气相法白炭黑，0.8份乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷A-172，55份煅烧高岭土，22份石蜡油，1份硬脂酸，将密炼机上顶盖上，混炼50分钟后，当温度达到130℃时将制得的胶料取出，放入开炼机薄通，加入3份三元乙丙复合促进剂EG-3，1.2份硫磺，打三角包10次后打卷下片，得到用于35KV系列电缆附件的三元乙丙绝缘胶料。
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