CN103980577B - 一种电解用槽间辅导电板的绝缘材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于绝缘材料领域，具体为一种电解用槽间辅导电板的绝缘材料及其应用。按质量百分比计，该绝缘材料由氯丁橡胶：55～63％，改性PVC树脂14～15％，促进剂DM：0.6～1.2％，活性剂ZnO：1～4％，活性剂MgO：1～4％，补强剂炭黑：18～21％组成。该绝缘材料用于制备电解用槽间辅导电板，先通过添加相应的化工助剂进行橡胶的混炼，得到半成品成型材料，通过涂刷胶粘剂与经过表面喷砂处理的铜质导电板贴合，在硫化工艺下硫化复合为一体结构，应用于电解用槽间异型辅导电板，与凸台式主导电板构成槽间导电装置，该导电装置在保证极间距恒定、极间电流均匀、稳定的前提下，其绝缘材料的耐压抗击穿能力更具优势，并具有优良的耐酸蚀及阻燃性。
Description
技术领域
本发明属于绝缘材料领域，具体为一种电解用槽间辅导电板的绝缘材料及其应用。
背景技术
如图1所示，现有技术中的电解用槽间辅导电板结构由绝缘分隔板1、阴极付导电板2和阳极付导电板3通过硫化复合结合为一体结构，绝缘分隔板1分为底部绝缘区11和中间凸台隔断区12，阴极付导电板2和阳极付导电板3分别覆于绝缘分隔板1的两侧。
目前，该电解用槽间辅导电板的绝缘分隔板1采用的绝缘材料为T2-Y4橡胶/塑料复合材料，其不足之处在于：T2-Y4橡胶/塑料绝缘材料无法保证底部绝缘区11在小于11mm厚度下其绝缘性、耐酸性及阻燃性能达到要求，由于阴极付导电板2和阳极付导电板3的厚度为4mm，辅导电板两侧的总厚度大于15mm。该电解用槽间辅导电板与槽间凸台式主导电板构成电解用槽间导电装置，为了保证槽间阴、阳极良好的悬垂度和平行度，要求阴、阳极棒与辅导电板、主导电板凸台搭接面应满足其在同一水平面上。因此，为保证T2-Y4橡胶/塑料绝缘材料的耐压抗击穿能力达到电解生产的要求，对于其尺寸厚度具有一定的局限性，导致槽间导电装置中主导电板的凸台成型精度难度增大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电解用槽间辅导电板的绝缘材料及其应用，其绝缘材料具有更优的耐压抗击穿能力、优良的耐酸蚀及阻燃性，解决现有技术中辅导电板用绝缘材料的耐压抗击穿能力达到电解生产要求的前提下，对其尺寸厚度的降低得以有效控制，提高槽间导电装置中主导电板的凸台成型精度。
本发明的技术方案是：
一种电解用槽间辅导电板的绝缘材料，该绝缘材料由橡胶、高分子材料和橡胶助剂组成，橡胶采用氯丁橡胶CR，高分子材料采用改性PVC树脂，橡胶助剂包括促进剂DM、活性剂ZnO、活性剂MgO、补强剂炭黑；按质量百分比计，氯丁橡胶CR：55～63％，改性PVC树脂14～15％，促进剂DM：0.6～1.2％，活性剂ZnO：1～4％，活性剂MgO：1～4％，补强剂炭黑：18～21％。
所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料，橡胶、高分子材料和橡胶助剂的平均粒度为300～500目。
所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料，按重量百分比计，改性PVC树脂的成分和含量为：改性剂2～4％，增塑剂1～3％，偶联剂1～3％，PVC树脂余量；其中，
改性剂为丙烯酸酯类共聚物ACR颗粒，PVC树脂颗粒和丙烯酸酯类共聚物ACR颗粒的平均粒径50～100nm；
丙烯酸酯类共聚物ACR是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷基酯的高分子聚合物，丙烯酸烷基酯包括：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸乙酯；
增塑剂采用己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、石油磺酸苯酯或偏苯三酸三辛酯；
偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；硅烷偶联剂采用γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；钛酸酯偶联剂采用异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或异丙基三油酸酰氧基钛酸酯。
所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料，改性PVC树脂为PVC树脂、改性剂、增塑剂、偶联剂经双辊开炼机混炼制成，双辊温度160～180℃，双辊间隙0.3～0.5mm，混炼时间5～10min。
所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，该绝缘材料用于制备电解用槽间异型辅导电板。
所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，该电解用槽间辅导电板结构由绝缘分隔板、阴极付导电板和阳极付导电板通过硫化复合结合为一体结构，绝缘分隔板分为底部绝缘区和中间凸台隔断区，阴极付导电板和阳极付导电板分别覆于绝缘分隔板的两侧，绝缘分隔板的底部绝缘区厚度为8～11mm，阴、阳极付导电板的厚度为3～4mm；该电解用槽间辅导电板与凸台式槽间主导电板构成电解用槽间导电装置，要求阴、阳极棒与辅导电板、主导电板凸台搭接面应满足在同一水平面上，其主导电板的导电包高度与绝缘分隔板的底部绝缘区和付导电板的总厚度相同。
所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，先通过添加相应的化工助剂进行橡胶的混炼，得到半成品成型材料，通过涂刷胶粘剂与经过表面喷砂处理的铜质导电板贴合，在硫化工艺下硫化复合为一体结构。
所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，硫化工艺为：硫化温度150℃～160℃、硫化压力0.4MPa～0.8MPa、硫化时间30～50。
所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，涂刷胶粘剂为树脂和对甲苯磺酸组成，所述树脂按质量分数计，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物20％，饱和聚酯树脂32％，环氧树脂32％，密胺树脂6％和聚氨酯10％；对甲苯磺酸的加入量为树脂总质量0.6％。
本发明的设计思想是：
本发明绝缘材料用于制备电解用槽间辅导电板，先通过添加相应的化工助剂进行橡胶的混炼，得到半成品成型材料，通过涂刷胶粘剂与经过表面喷砂处理的铜质导电板贴合，在硫化工艺下硫化复合为一体结构，应用于电解用槽间异型辅导电板，与凸台式主导电板构成槽间导电装置，该导电装置在保证极间距恒定、极间电流均匀、稳定的前提下，其绝缘材料的耐压抗击穿能力更具优势，并具有优良的耐酸蚀及阻燃性。在同等电压等级相配合下绝缘材料厚度的减少得到有效控制，在节材降耗的同时有效提高了槽间导电装置中主导电板的凸台成型精度。
本发明的优点及有益效果是：
1、本发明电解用槽间辅导电板用绝缘材料通过对其对各组元成分的选取与添加比例进行优化，制备出具有更优的绝缘性、耐酸蚀性、阻燃性以及抗变形强度的绝缘材料。
2、本发明的橡胶绝缘材料在同等电压等级相配合下绝缘材料厚度的减少得到有效控制，在节材降耗的同时有效提高了槽间导电装置中主导电板的凸台成型精度。
附图说明
图1为现有辅导电板的结构示意图。图中，1绝缘分隔板；11底部绝缘区；12中间凸台隔断区；2阴极付导电板；3阳极付导电板。
图2为采用本发明绝缘材料的辅导电板结构示意图。图中，1绝缘分隔板；11底部绝缘区；12中间凸台隔断区；2阴极付导电板；3阳极付导电板。
图3为本发明绝缘材料制备工艺流程图。
图4为改性聚氯乙烯(PVC)树脂的相态结构图。
具体实施方式
如图2所示，本发明电解用槽间辅导电板结构由绝缘分隔板1、阴极付导电板2和阳极付导电板3通过硫化复合结合为一体结构，绝缘分隔板1分为底部绝缘区11和中间凸台隔断区12，阴极付导电板2和阳极付导电板3复合于绝缘分隔板1的两侧，辅导电板中绝缘分隔板1采用本发明电解用槽间辅导电板的绝缘材料。在达到强度和绝缘性的要求下，绝缘分隔板1的底部绝缘区11厚度为8～11mm，由于阴、阳极付导电板的厚度为4mm，该辅导电板两侧的总厚度为12～15mm。为了保证槽间阴、阳极良好的悬垂度和平行度，要求阴、阳极棒与辅导电板、主导电板凸台搭接面应满足其在同一水平面上，因此槽间导电装置中主导电板的凸台高度为12～15mm，导电板凸台尺寸高度的降低，可以提高其加工成型精度。
本发明电解用槽间辅导电板的绝缘材料，该绝缘材料由橡胶(以氯丁橡胶CR为主)、高分子材料(改性PVC树脂等)和橡胶助剂(促进剂DM、活性剂ZnO、活性剂MgO、补强剂炭黑等)混炼而成，按质量百分比计，各个成分和含量如下(表1)：
表1
| 基本配方/质量份 | 质量分数/％ | |
| 氯丁橡胶CR | 100 | 55～63 |
| 改性PVC树脂 | 23～26 | 14～15 |
| 促进剂DM | 1～2 | 0.6～1.2 |
| 活性剂ZnO | 3～7 | 1～4 |
| 活性剂MgO | 3～7 | 1～4 |
| 补强剂炭黑 | 30～37 | 18～21 |
上述绝缘材料各个成分和含量的设计思想和原理如下：
氯丁橡胶(CR)：55％～63％，氯丁橡胶(CR)是含氯的二烯类极性橡胶，具有较高的拉伸强度、伸长率和可逆的结晶性，同时还具有耐热、耐燃、耐酸碱以及耐老化等优异性能。但由于其耐绝缘性不佳，且储存稳定性差，会产生“自硫”现象。因此，用氯丁橡胶制备优良的绝缘材料需添加其他橡胶助剂，提高其电绝缘性和储存稳定性。
改性PVC树脂：14％～15％，由于PVC具有阻燃、绝缘、耐磨损、耐化学腐蚀及稳定性高等特点，但其与氯丁橡胶很难互溶。因此，选购经过化学改性后的PVC添加到氯丁橡胶中以提高其电绝缘性和稳定性。
按重量百分比计，改性聚氯乙烯(PVC)树脂的成分和含量为：改性剂2～4％，增塑剂1～3％，偶联剂1～3％，聚氯乙烯(PVC)树脂余量。改性聚氯乙烯(PVC)树脂为聚氯乙烯(PVC)树脂、改性剂、增塑剂、偶联剂经双辊开炼机混炼制成，双辊温度160～180℃，双辊间隙0.3～0.5mm，混炼时间5～10min。其中，
改性剂为丙烯酸酯类共聚物(ACR)颗粒，聚氯乙烯(PVC)树脂颗粒和丙烯酸酯类共聚物(ACR)颗粒的平均粒径50～100nm；
丙烯酸酯类共聚物ACR(Acrylate copolymer)是甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸烷基酯的高分子聚合物，丙烯酸烷基酯包括：丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)或甲基丙烯酸乙酯(EMA)等；
增塑剂可以采用己二酸二辛酯(简称DOA)、邻苯二甲酸二辛酯(简称DOP)、磷酸三甲苯酯(简称TCP)、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯(简称EPS)、石油磺酸苯酯(简称M-50)、偏苯三酸三辛酯(简称TOTM)等；
偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；其中，硅烷偶联剂可以采用γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等，如：南京优普化工有限公司的UP-540硅烷偶联剂、UP-550硅烷偶联剂、UP-570硅烷偶联剂。钛酸酯偶联剂可以采用异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯等，如：南京优普化工有限公司的UP-101钛酸酯偶联剂、UP-102钛酸酯偶联剂、UP-105钛酸酯偶联剂。
本发明中，丙烯酸酯类共聚物ACR用于PVC增韧改性，具有促进PVC树脂塑化，增加PVC树脂的熔体强度等作用，可以在较低用量下就可达到较好的增韧效果，同时具有提高PVC加工性能的作用，增韧效果随加工温度变化小。采用ACR抗冲改性剂增韧PVC，壳层PMMA聚合物主要起保护橡胶相内核和提高ACR与PVC相容性的作用，真正起增韧作用的是交联聚丙烯酸烷基酯橡胶相，典型的ACR增韧PVC的相态结构如图4所示。图中白色的是橡胶粒子，分散在PVC连续相中，呈现典型的橡胶增韧塑料体系的“海—岛”型相态结构。
本发明中，在聚氯乙烯(PVC)树脂、改性剂、增塑剂、偶联剂共同作用下，改性聚氯乙烯(PVC)树脂拉伸强度55～65MPa，断裂伸长率60～70％，缺口冲击强度15～20KJ·m2。
促进剂DM(2、2'-二硫代二苯并噻唑)：0.6％～1.2％，促进橡胶的硫化反应，提高生产效率和胶料的性能。
活性剂ZnO：1％～4％，增加促进剂的活性，提高硫化效率，改善硫化胶性能，主要用于氯丁橡胶的硫化。
活性剂MgO：1％～4％，增加促进剂的活性，提高硫化效率，改善硫化胶性能，主要用于氯丁橡胶的硫化。
补强剂炭黑：18％～21％，在炭黑粒子表面有些活性很大的活性点，能与橡胶分子起化学作用，生成强固的化学键，这种化学键能沿着炭黑粒子表面上滑动，结果产生两种补强效应：首先，当橡胶受力作用时而产生变形，分子链的滑动能吸收外力的冲击，起缓冲作用；其次，使应力分布均匀，这两种效应的结果使得橡胶的提高，抵抗破裂能力增强，从而起到补强作用。
所述的绝缘材料用于制备电解用槽间异型辅导电板，先按绝缘材料的配方通过添加相应的化工助剂进行橡胶的混炼，得到半成品成型材料，通过涂刷胶粘剂与经过表面喷砂处理的铜质导电板贴合，在合适的硫化工艺(硫化温度150℃～160℃、硫化压力0.4MPa～0.8MPa、硫化时间30～50min)下硫化复合为一体结构。如图3所示，其具体的工艺流程如下：
(1)铜板的选择→铜板截型加工→表面喷砂处理→作为铜质导电板备用；
(2)选择相应的化工助剂按配方进行橡胶的混炼→性能检测→半成品成型→作为绝缘材料备用；
(3)铜质导电板和绝缘材料涂刷胶粘剂相互贴合→硫化复合→辅导电板成型→电性能检测→合格成品。
其中，涂刷的胶粘剂为树脂和对甲苯磺酸组成；所述树脂按质量分数计，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)20％，饱和聚酯树脂(如：335、345、301B或385饱和聚酯树脂)32％，环氧树脂32％，密胺树脂(三聚氰胺甲醛树脂MF)6％和聚氨酯(聚氨基甲酸酯PU)10％；所述对甲苯磺酸的加入量为树脂总质量0.6％。
本发明获得的绝缘材料实施环境条件如(表2)：
表2
本发明获得的绝缘材料其性能主要满足下列技术参数如下(表3)：
表3
| 项目 | 指标 |
| 拉伸强度MPa，≥ | 15 |
| 拉断伸长率％，≥ | 270 |
| 拉断永久变形％，≤ | 8 |
| 邵尔硬度 | 88～98 |
| 橡胶与金属粘附扯离强度MPa，≥ | 6 |
| 耐液体试验，60wt％H2SO4室温下×24h耐酸系数，≥ | 0.75 |
| 体积电阻率Ω·cm，≥ | 1016 |
| 击穿电压2000V/cm | 不击穿 |
| 热空气老化系数72h×70℃，≥ | 0.7 |
| 热变形温度℃，≥ | 100 |
| 阻燃性，有焰燃烧时间(S)，≥ | 12 |
| 阻燃性，无焰燃烧时间(S)，≥ | 60 |
下面通过实施例对本发明进一步详细阐述。
实施例1
按表4所述的成分，先进行橡胶的混炼，得到半成品成型材料，通过涂刷胶粘剂与经过表面喷砂处理的铜质导电板贴合，在硫化温度为：150℃，硫化压力：0.5MPa，硫化时间：40min下进行硫化复合为一体结构，得到两侧总厚度为12mm厚度的辅导电板，并对其进行性能检测结果如下：
表4本发明电解用槽间辅导电板的绝缘材料成分
| 厚度3mm | 基本配方/质量份 | 质量分数/％ |
| 氯丁橡胶CR | 100 | 62.5 |
| 改性PVC树脂 | 23 | 14.38 |
| 促进剂DM | 1 | 0.63 |
| 活性剂ZnO | 3 | 1.87 |
| 活性剂MgO | 3 | 1.87 |
| 补强剂炭黑 | 30 | 18.75 |
本实施例中，按重量百分比计，改性聚氯乙烯(PVC)树脂的成分和含量为：改性剂3％，增塑剂2％，偶联剂2％，聚氯乙烯(PVC)树脂余量。改性聚氯乙烯(PVC)树脂为聚氯乙烯(PVC)树脂、改性剂、增塑剂、偶联剂经双辊开炼机混炼制成，双辊温度170℃，双辊间隙0.4mm，混炼时间8min。
其中，改性剂为丙烯酸酯类共聚物(ACR)颗粒，聚氯乙烯(PVC)树脂颗粒和丙烯酸酯类共聚物(ACR)颗粒的平均粒径80nm。丙烯酸酯类共聚物ACR为甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(EA)的高分子聚合物，增塑剂为己二酸二辛酯(简称DOA)，偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷。在聚氯乙烯(PVC)树脂、改性剂、增塑剂、偶联剂共同作用下，改性聚氯乙烯(PVC)树脂拉伸强度60MPa，断裂伸长率65％，缺口冲击强度18KJ·m2。
对使用上述成分制备的电解用槽间辅导电板的绝缘材料进行性能测试，该绝缘材料的拉伸强度达到18MPa，拉断伸长率达到315％，拉断永久变形达到8％，邵尔硬度达到96，橡胶与金属粘附扯离强度8MPa，体积电阻率4.0×1016Ω·cm，2000V/cm击穿电压下未击穿，耐液体试验：60wt％H2SO4室温下×24h耐酸系数为0.85，热空气老化系数72h×70℃为0.8，热变形温度120℃，阻燃性：有焰燃烧时间15S，无焰燃烧时间70S。从而，满足铜电解生产过程中短路高温要求，难燃烧、无氧化、脆裂等要求。
实施例2
按表5所述的成分，先进行橡胶的混炼，得到半成品成型材料，通过涂刷胶粘剂与经过表面喷砂处理的铜质导电板贴合，在硫化温度为：160℃，硫化压力：0.4MPa，硫化时间：30min下进行硫化复合为一体结构，得到两侧总厚度为13mm厚度的辅导电板，并对其进行性能检测结果如下：
表5本发明电解用槽间辅导电板的绝缘材料成分
| 厚度4mm | 基本配方/质量份 | 质量分数/％ |
| 氯丁橡胶CR | 100 | 59.88 |
| 改性PVC树脂 | 24 | 14.37 |
| 促进剂DM | 1 | 0.61 |
| 活性剂ZnO | 5 | 2.99 |
| 活性剂MgO | 5 | 2.99 |
| 补强剂炭黑 | 32 | 19.16 |
本实施例中，橡胶、高分子材料和橡胶助剂的平均粒度为300目。橡胶、高分子材料和橡胶助剂的平均粒度为400目。按重量百分比计，改性聚氯乙烯(PVC)树脂的成分和含量为：改性剂2％，增塑剂1％，偶联剂3％，聚氯乙烯(PVC)树脂余量。改性聚氯乙烯(PVC)树脂为聚氯乙烯(PVC)树脂、改性剂、增塑剂、偶联剂经双辊开炼机混炼制成，双辊温度160℃，双辊间隙0.5mm，混炼时间10min。
其中，改性剂为丙烯酸酯类共聚物(ACR)颗粒，聚氯乙烯(PVC)树脂颗粒和丙烯酸酯类共聚物(ACR)颗粒的平均粒径100nm。丙烯酸酯类共聚物ACR为甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)的高分子聚合物，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(简称DOP)，偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。在聚氯乙烯(PVC)树脂、改性剂、增塑剂、偶联剂共同作用下，改性聚氯乙烯(PVC)树脂拉伸强度55MPa，断裂伸长率60％，缺口冲击强度15KJ·m2。
对使用上述成分制备的电解用槽间辅导电板的绝缘材料进行性能测试，该绝缘材料的拉伸强度达到21MPa，拉断伸长率达到304％，拉断永久变形达到6％，邵尔硬度达到98，橡胶与金属粘附扯离强度9MPa，体积电阻率1.0×1017Ω·cm，2000V/cm击穿电压下未击穿，耐液体试验，60wt％H2SO4室温下×24h耐酸系数为0.83，热空气老化系数72h×70℃为0.9，热变形温度110℃，阻燃性：有焰燃烧时间18S，无焰燃烧时间80S。从而，满足铜电解生产过程中短路高温要求，难燃烧、无氧化、脆裂等要求。
实施例3
按表6所述的成分，先进行橡胶的混炼，得到半成品成型材料，通过涂刷胶粘剂与经过表面喷砂处理的铜质导电板贴合，在硫化温度为：155℃，硫化压力：0.7MPa，硫化时间：35min下进行硫化复合为一体结构，得到两侧总厚度为14mm厚度的辅导电板，并对其进行性能检测结果如下：
表6本发明电解用槽间辅导电板的绝缘材料成分
| 厚度5mm | 基本配方/质量份 | 质量分数/％ |
| 氯丁橡胶CR | 100 | 57.47 |
| 改性PVC树脂 | 25 | 14.37 |
| 促进剂DM | 2 | 1.15 |
| 活性剂ZnO | 6 | 3.45 |
| 活性剂MgO | 6 | 3.45 |
| 补强剂炭黑 | 35 | 20.11 |
本实施例中，橡胶、高分子材料和橡胶助剂的平均粒度为500目。按重量百分比计，改性聚氯乙烯(PVC)树脂的成分和含量为：改性剂4％，增塑剂3％，偶联剂1％，聚氯乙烯(PVC)树脂余量。改性聚氯乙烯(PVC)树脂为聚氯乙烯(PVC)树脂、改性剂、增塑剂、偶联剂经双辊开炼机混炼制成，双辊温度180℃，双辊间隙0.2mm，混炼时间5min。
其中，改性剂为丙烯酸酯类共聚物(ACR)颗粒，聚氯乙烯(PVC)树脂颗粒和丙烯酸酯类共聚物(ACR)颗粒的平均粒径50nm。丙烯酸酯类共聚物ACR为甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)的高分子聚合物，增塑剂为磷酸三甲苯酯(简称TCP)，偶联剂为异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯。在聚氯乙烯(PVC)树脂、改性剂、增塑剂、偶联剂共同作用下，改性聚氯乙烯(PVC)树脂拉伸强度65MPa，断裂伸长率70％，缺口冲击强度20KJ·m2。
对使用上述成分制备的电解用槽间辅导电板的绝缘材料进行性能测试，该绝缘材料的拉伸强度达到16MPa，拉断伸长率达到274％，拉断永久变形达到6％，邵尔硬度达到94，橡胶与金属粘附扯离强度10MPa，体积电阻率6.0×1016Ω·cm，2000V/cm击穿电压下未击穿，耐液体试验，60wt％H2SO4室温下×24h耐酸系数为0.85，热空气老化系数72h×70℃为1.0，热变形温度150℃，阻燃性：有焰燃烧时间16S，无焰燃烧时间90S。从而，满足铜电解生产过程中短路高温要求，难燃烧、无氧化、脆裂等要求。
实施例4
按表7所述的成分，先进行橡胶的混炼，得到半成品成型材料，通过涂刷胶粘剂与经过表面喷砂处理的铜质导电板贴合，在硫化温度为：145℃，硫化压力：0.8MPa，硫化时间：45min下进行硫化复合为一体结构，得到两侧总厚度为15mm厚度的辅导电板，并对其进行性能检测结果如下：
表7本发明电解用槽间辅导电板的绝缘材料成分
| 厚度6mm | 基本配方/质量份 | 质量分数/％ |
| 氯丁橡胶CR | 100 | 55.87 |
| 改性PVC树脂 | 26 | 14.52 |
| 促进剂DM | 2 | 1.12 |
| 活性剂ZnO | 7 | 3.91 |
| 活性剂MgO | 7 | 3.91 |
| 补强剂炭黑 | 37 | 20.67 |
本实施例中，橡胶、高分子材料和橡胶助剂的平均粒度为325目。按重量百分比计，改性聚氯乙烯(PVC)树脂的成分和含量为：改性剂3％，增塑剂1％，偶联剂3％，聚氯乙烯(PVC)树脂余量。改性聚氯乙烯(PVC)树脂为聚氯乙烯(PVC)树脂、改性剂、增塑剂、偶联剂经双辊开炼机混炼制成，双辊温度170℃，双辊间隙0.4mm，混炼时间8min。
其中，改性剂为丙烯酸酯类共聚物(ACR)颗粒，聚氯乙烯(PVC)树脂颗粒和丙烯酸酯类共聚物(ACR)颗粒的平均粒径80nm；丙烯酸酯类共聚物ACR为甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)的高分子聚合物，增塑剂为石油磺酸苯酯(简称M-50)，偶联剂为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯。在聚氯乙烯(PVC)树脂、改性剂、增塑剂、偶联剂共同作用下，改性聚氯乙烯(PVC)树脂拉伸强度58MPa，断裂伸长率64％，缺口冲击强度17KJ·m2。
对使用上述成分制备的电解用槽间辅导电板的绝缘材料进行性能测试，该绝缘材料的拉伸强度达到17MPa，拉断伸长率达到284％，拉断永久变形达到8％，邵尔硬度达到88，橡胶与金属粘附扯离强度7MPa，体积电阻率7.5×1016Ω·cm，2000V/cm击穿电压下未击穿，耐液体试验，60wt％H2SO4室温下×24h耐酸系数为0.95，热空气老化系数72h×70℃为0.85，热变形温度130℃，阻燃性：有焰燃烧时间17S，无焰燃烧时间70S。从而，满足铜电解生产过程中短路高温要求，难燃烧、无氧化、脆裂等要求。
比较例1
本发明绝缘材料与T2-Y4橡胶/塑料复合材料的技术参数比较如下(表8)：
表8
实施例结果表明，本发明的橡胶绝缘材料具有更优的绝缘性、耐酸蚀性、阻燃性以及抗变形强度，在同等电压等级相配合下绝缘材料厚度的减少得到有效控制，在节材降耗的同时有效提高了槽间导电装置中主导电板的凸台成型精度。
Claims (8)
1.一种电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，其特征在于，该绝缘材料由橡胶、高分子材料和橡胶助剂组成，橡胶采用氯丁橡胶CR，高分子材料采用改性PVC树脂，橡胶助剂包括促进剂DM、活性剂ZnO、活性剂MgO、补强剂炭黑；按质量百分比计，氯丁橡胶CR：55～63%，改性PVC树脂14～15%，促进剂DM：0.6～1.2%，活性剂ZnO：1～4%，活性剂MgO：1～4%，补强剂炭黑：18～21%，该绝缘材料用于制备电解用槽间异型辅导电板。
2.按照权利要求1所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，其特征在于，橡胶、高分子材料和橡胶助剂的平均粒度为300～500目。
3.按照权利要求1所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，其特征在于，按重量百分比计，改性PVC树脂的成分和含量为：改性剂2～4%，增塑剂1～3%，偶联剂1～3%，PVC树脂余量；其中，
改性剂为丙烯酸酯类共聚物ACR颗粒，PVC树脂颗粒和丙烯酸酯类共聚物ACR颗粒的平均粒径50～100nm；
丙烯酸酯类共聚物ACR是甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸乙酯的高分子聚合物；
增塑剂采用己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、石油磺酸苯酯或偏苯三酸三辛酯；
偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；硅烷偶联剂采用γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；钛酸酯偶联剂采用异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或异丙基三油酸酰氧基钛酸酯。
4.按照权利要求1所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，其特征在于，改性PVC树脂为PVC树脂、改性剂、增塑剂、偶联剂经双辊开炼机混炼制成，双辊温度160～180℃，双辊间隙0.3～0.5mm，混炼时间5～10min。
5.按照权利要求1所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，其特征在于，该电解用槽间辅导电板结构由绝缘分隔板、阴极辅导电板和阳极辅导电板通过硫化复合结合为一体结构，绝缘分隔板分为底部绝缘区和中间凸台隔断区，阴极辅导电板和阳极辅导电板分别覆于绝缘分隔板的两侧，绝缘分隔板的底部绝缘区厚度为8～11mm，阴、阳极辅导电板的厚度为3～4mm；该电解用槽间辅导电板与凸台式槽间主导电板构成电解用槽间导电装置，要求阴、阳极棒与辅导电板、主导电板凸台搭接面应满足在同一水平面上，其主导电板的导电包高度与绝缘分隔板的底部绝缘区和辅导电板的总厚度相同。
6.按照权利要求1或5所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，其特征在于，先通过添加相应的化工助剂进行橡胶的混炼，得到半成品成型材料，通过涂刷胶粘剂与经过表面喷砂处理的铜质导电板贴合，在硫化工艺下硫化复合为一体结构。
7.按照权利要求6所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，其特征在于，硫化工艺为：硫化温度150℃～160℃、硫化压力0.4 MPa～0.8 MPa、硫化时间30～50min。
8.按照权利要求6所述的电解用槽间辅导电板的绝缘材料的应用，其特征在于，涂刷胶粘剂为树脂和对甲苯磺酸组成，所述树脂按质量分数计，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物20%，饱和聚酯树脂32%，环氧树脂32%，密胺树脂6%和聚氨酯10%；对甲苯磺酸的加入量为树脂总质量0.6%。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Wenjun Inventor after: Liu Gang Inventor after: Wang Ying Inventor after: Liu Chunbin Inventor after: Li Yuming Inventor after: Ma Chao Inventor before: Li Wenjun Inventor before: Liu Gang Inventor before: Wang Ying Inventor before: Li Yuming |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: LI WENJUN LIU GANG WANG YING LI YUMING TO: LI WENJUN LIU GANG WANG YING LIU CHUNBIN LI YUMING MA CHAO |
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Date of cancellation: 20170512 Granted publication date: 20151007 |
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