CN103739964A - 一种高压耐磨橡胶绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

一种高压耐磨橡胶绝缘材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压耐磨橡胶绝缘材料及其制备方法，所述高压耐磨橡胶绝缘材料包括的原料及其重量份组成为：三元乙丙橡胶50、顺丁橡胶30、氯化聚乙烯橡胶20、炉法炭黑40、煅烧陶土30、硅烷偶联剂5、硬脂酸锌2、橡胶操作油P-15015、防老剂N-苯基-N`-异丙基-对苯二胺3、硫磺3、过氧化二异丙苯5，硫化促进剂2,2'-二硫代二苯并噻唑3，硫化促进剂氧化锌和硬脂酸的混合物5，阻燃剂十溴二苯乙烷15，抗氧剂10100.5。本发明的制备方法简便，工艺灵活，通过合理的配方设计，所制备的高压绝缘材料具有优异的机械性能和电绝缘性能，击穿场强为42kV/mm，在高压场合使用时不易击穿，同时材料的耐磨性优异，DIN磨耗≤100mm3，可有效提高绝缘材料的使用寿命。

Description

一种高压耐磨橡胶绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及绝缘材料技术领域，特别是涉及一种高压耐磨橡胶绝缘材料及其制备方法。
背景技术
目前的中高压电缆绝缘材料通常使用乙丙橡胶尤其是三元乙丙橡胶，具有原料成本高、耐磨性差、使用寿命短和易击穿等缺点。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种高压耐磨电缆绝缘材料及其制备方法，能够解决上述绝缘材料单纯使用乙丙橡胶时存在的缺点。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高压耐磨橡胶绝缘材料，包括的原料及其重量份组成为：三元乙丙橡胶50、顺丁橡胶30、氯化聚乙烯橡胶20、炉法炭黑40、煅烧陶土30、硅烷偶联剂5、硬脂酸锌2、橡胶操作油P-150 15、防老剂N-苯基-N`-异丙基-对苯二胺3、硫磺 3、过氧化二异丙苯5，硫化促进剂2,2'-二硫代二苯并噻唑3，硫化促进剂氧化锌和硬脂酸的混合物 5，阻燃剂十溴二苯乙烷15，抗氧剂1010 0.5。
在本发明一个较佳实施例中，所述氧化锌和硬脂酸的混合比例为3:2。
在本发明一个较佳实施例中，所述三元乙丙橡胶的技术指标为：乙烯含量72%，二烯含量1.5%，100℃时的门尼粘度为135，分子量为5000～10000。
在本发明一个较佳实施例中，所述顺丁橡胶的技术指标为：二烯含量75%，100℃时的门尼粘度为130，分子量为3000～8000。
在本发明一个较佳实施例中，所述氯化聚乙烯橡胶的乙烯含量85%。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种高压耐磨橡胶绝缘材料及其制备方法，其特征在于，该制备方法步骤为：
（1）按配方将三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、氯化聚乙烯橡胶分别在开炼机上塑炼3～5min，然后将三者共同放入开炼机中混炼，待混炼均匀且包辊后，调整辊间距为2mm，依次加入硬脂酸锌、防老剂N-苯基-N`-异丙基-对苯二胺和抗氧剂1010，混炼2～3min至均匀，同时打开冷却水，使辊温控制在50～70℃；
（2）再向步骤（1）中得到的混合物料中依次加入炉法炭黑、煅烧陶土和阻燃剂十溴二苯乙烷，然后再将橡胶操作油P-150和硅烷偶联剂分三次加入，混炼10～15min至均匀，并控制辊温为50～70℃；
（3） 接着向步骤（2）中得到的混炼胶片中加入氧化锌和硬脂酸的混合物和硫化促进剂2,2'-二硫代二苯并噻唑，混炼3～5min，控制辊温在50～70℃范围内；
（4）最后向步骤（3）中得到的混炼胶中加入过氧化二异丙苯和硫磺，混炼1～2min后，薄通下片，室温停放24h后，用无转子橡胶硫化仪测试胶片的最佳硫化温度和最佳硫化时间，然后在平板硫化机上模压硫化成型，得到高压耐磨橡胶绝缘材料。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，平板硫化机模压成型的条件为：温度175℃，时间12～15min，压力10MPa。
本发明的有益效果是：本发明一种高压耐磨绝缘材料的制备方法简便，工艺灵活，通过合理的配方设计，所制备的高压绝缘材料具有优异的机械性能和电绝缘性能，在高压场合使用时不易击穿，同时材料的耐磨性优异，可有效提高绝缘材料的使用寿命。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
材料各组分配方为：三元乙丙橡胶50、顺丁橡胶30、氯化聚乙烯橡胶20、炉法炭黑40、煅烧陶土30、硅烷偶联剂5、硬脂酸锌2、橡胶操作油P-150 15、防老剂N-苯基-N`-异丙基-对苯二胺3、硫磺 3、过氧化二异丙苯5，硫化促进剂2,2'-二硫代二苯并噻唑3，硫化促进剂氧化锌和硬脂酸的混合物 5，阻燃剂十溴二苯乙烷15，抗氧剂1010 0.5。
制备方法：先将各组分准确称量后备用；按配方将三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和氯化聚乙烯橡胶分别在开炼机上塑炼3～5min，然后将三者共同放入开炼机中混炼，待混炼均匀且包辊后，调整辊间距为2mm，依次加入硬脂酸锌、防老剂N-苯基-N`-异丙基-对苯二胺和抗氧剂1010，混炼2～3min至均匀，同时打开冷却水，使辊温控制在50～70℃；再依次加入炉法炭黑、煅烧陶土和阻燃剂十溴二苯乙烷，然后将橡胶操作油P-150和硅烷偶联剂分三次加入，混炼10～15min至均匀，并控制辊温为50～70℃；接着加入氧化锌和硬脂酸的混合物和硫化促进剂2,2'-二硫代二苯并噻唑，混炼3～5min，控制辊温在50～70℃范围内；最后加入过氧化二异丙苯和硫磺，混炼1～2min后，薄通下片，室温停放24h后，用无转子橡胶硫化仪测试胶片的最佳硫化温度和最佳硫化时间，然后在平板硫化机上模压硫化成型，得到高压耐磨橡胶绝缘材料；平板硫化机模压成型的条件为：温度175℃，时间12～15min，压力10MPa。
上述方法制备的高压耐磨绝缘材料的性能为：
拉伸强度15.5MPa，撕裂强度18N/mm，断裂伸长率360%，体积电阻率2.3×1015Ω·m，击穿场强42kV/mm，DIN磨耗≤100mm3。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种高压耐磨橡胶绝缘材料，其特征在于，包括的原料及其重量份组成为：三元乙丙橡胶50、顺丁橡胶30、氯化聚乙烯橡胶20、炉法炭黑40、煅烧陶土30、硅烷偶联剂5、硬脂酸锌2、橡胶操作油P-150 15、防老剂N-苯基-N`-异丙基-对苯二胺3、硫磺 3、过氧化二异丙苯5，硫化促进剂2,2'-二硫代二苯并噻唑3，硫化促进剂氧化锌和硬脂酸的混合物 5，阻燃剂十溴二苯乙烷15，抗氧剂1010 0.5。
2.根据权利要求1所述的高耐磨橡胶绝缘材料，其特征在于，所述氧化锌和硬脂酸的混合比例为3:2。
3.根据权利要求1所述的高耐磨橡胶绝缘材料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶的技术指标为：乙烯含量72%，二烯含量1.5%，100℃时的门尼粘度为135，分子量为5000～10000。
4.根据权利要求1所述的高耐磨橡胶绝缘材料，其特征在于，所述顺丁橡胶的技术指标为：二烯含量75%，100℃时的门尼粘度为130，分子量为3000～8000。
5.根据权利要求1所述的高耐磨橡胶绝缘材料，其特征在于，所述氯化聚乙烯的乙烯含量为85%。
6.一种权利要求1所述的高压耐磨橡胶绝缘材料及其制备方法，其特征在于，该制备方法步骤为：
（1）按配方将三元乙丙橡胶和顺丁橡胶分别在开炼机上塑炼3～5min，然后将两者共同放入开炼机中混炼，待两者混炼均匀且包辊后，调整辊间距为2mm，依次加入硬脂酸锌、防老剂N-苯基-N`-异丙基-对苯二胺和抗氧剂1010，混炼2～3min至均匀，同时打开冷却水，使辊温控制在50～70℃；
（2）再向步骤（1）中得到的混合物料中依次加入炉法炭黑、煅烧陶土和阻燃剂十溴二苯乙烷，然后再将橡胶操作油P-150和硅烷偶联剂分三次加入，混炼10～15min至均匀，并控制辊温为50～70℃；
（3） 接着向步骤（2）中得到的混炼胶片中加入氧化锌和硬脂酸的混合物和硫化促进剂2,2'-二硫代二苯并噻唑，混炼3～5min，控制辊温在50～70℃范围内；
（4）最后向步骤（3）中得到的混炼胶中加入过氧化二异丙苯和硫磺，混炼1～2min后，薄通下片，室温停放24h后，用无转子橡胶硫化仪测试胶片的最佳硫化温度和最佳硫化时间，然后在平板硫化机上模压硫化成型，得到高压耐磨橡胶绝缘材料。
7.根据权利要求6所述的高压耐磨橡胶绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，平板硫化机模压成型的条件为：温度175℃，时间12～15min，压力10MPa。
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