CN104804441A

CN104804441A - 一种电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料及其制备方法

Info

Publication number: CN104804441A
Application number: CN201510226137.3A
Authority: CN
Inventors: 覃彩芹; 李伟; 文胜; 龚春丽; 刘海; 郑根稳
Original assignee: Hubei Engineering University
Current assignee: Hubei Engineering University
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2015-07-29

Abstract

本发明公开了一种电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料及其制备方法。以重量计，该材料由30~50份硅橡胶、15~30份乙烯-醋酸乙烯共聚物、10~25份线性低密度聚乙烯、5~10份聚烯烃弹性体、5~10份三元乙丙橡胶、20~30份阻燃剂、0.1~1份硫化剂、1~3份交联剂、0.1~1份抗氧剂和0.1~2份色母料按如下方法制成：将硅橡胶、聚烯烃弹性体和三元乙丙橡胶进行密炼混合；再加入乙烯-醋酸乙烯共聚物、线性低密度聚乙烯、阻燃剂、抗氧剂和色母料继续密炼混合；再将所得混合料与硫化剂、交联剂在开炼机上混合均匀，最后在烘箱中进行交联硫化即得。本发明的材料具有优异的绝缘性能、阻燃性能和机械性能。

Description

一种电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑胶材料技术领域，具体涉及一种电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料及其制备方法。

背景技术

电网是我国能源供应体系的重要组成部分，加强电气设备尤其是输变电设备的绝缘是电网能否可靠运行的关键技术问题之一。在输变电设备上安装绝缘防护罩是提高配电网绝缘化和供电可靠性的利器，它能有效防止裸露的配电设备电气接头由于人为碰触、小动物或杂物搭接、酸雨腐蚀等造成的停电和触电事故。目前，国内外用于电力系统输变电设备的外绝缘材料以有机材料为主，主要包括环氧树脂、乙丙橡胶和硅橡胶等。但是环氧树脂表面易积污，且易吸潮水解，目前仅限于低压电器套管使用；而乙丙橡胶易老化龟裂、耐漏电起痕及电蚀损性能差，综合性能表现不佳。硅橡胶尤其是热硫化硅橡胶在抗劣化、耐漏电起痕及电蚀损、憎水性和防污性等方面具有突出的优点，已逐渐取代其他复合绝缘材料，在输变电设备上得到了广泛的应用。然而，随着电压等级的不断提高，现有的硅橡胶材料存在由于高电压受热膨胀引起的电泄漏，以及阻燃性能不足而导致输变电设备易出现安全隐患的技术难题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料及其制备方法，本发明提供的电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料具有一定的热收缩性、良好的绝缘性能和机械性能。

本发明提供的一种电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料，其特征在于，所述材料由重量份配比如下的原料制备而成：

作为上述技术方案的改进，所述硅橡胶为热硫化型硅橡胶，优选为甲基乙烯基硅橡胶；

所述乙烯-醋酸乙烯共聚物为醋酸乙烯含量为10wt.％～30wt.％的EVA；

所述聚烯烃弹性体为辛烯含量为20wt.％～40wt.％的乙烯-辛烯共聚物；

所述三元乙丙橡胶为不饱和度为0.5～3％的三元乙丙橡胶；

所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁或两者任意比例的混合物；

所述硫化剂为过氧化二异丙苯；

所述交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或两者任意比例的混合物；

所述抗氧剂为抗氧剂1010；

本发明进一步提供了上述电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料的制备方法，其具体包括以下步骤：

1)将30～50重量份的硅橡胶、5～10重量份的聚烯烃弹性体、5～10重量份的三元乙丙橡胶加入密炼机内80～100℃密炼5～10分钟；

2)继续向步骤1)所述密炼机内加入15～30重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物、10～25重量份的线性低密度聚乙烯、20～30重量份的阻燃剂、0.1～1重量份的抗氧剂和0.1～2重量份的色母料，在80～100℃密炼2～5分钟；

3)将步骤2)密炼后的混合原料投入40～50℃开炼机上，并加入0.1～1重量份的硫化剂和1～3重量份的交联剂开炼5～10分钟；

4)将步骤3)所得的混合物放入150～200℃烘箱中交联硫化2～5小时，即制成一种电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料。

与现有技术相比，本发明的电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料具有以下优点：

1)与现有的硅橡胶绝缘防护罩用材料相比，本发明将具有热缩性的乙烯-醋酸乙烯共聚物和线性低密度聚乙烯同硅橡胶进行混合，使所得电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料既具有硅橡胶的弹性和柔韧性(断裂伸长率≥300％)，又具有一定的热收缩性能(收缩到位率≥90％)，能有效防止硅橡胶绝缘防护罩由于高电压受热膨胀所导致的电泄漏；

2)与现有的加入含卤、磷等阻燃剂相比，本发明采用的阻燃剂不仅能显著提高材料的阻燃性能(氧指数高达35以上)，而且能有效提高材料的机械性能(拉伸强度≥15MPa)，起到了阻燃和补强的双重效果，并且环境友好，受热时不会产生有毒气体；

3)与现有的单一采用硅橡胶为橡胶组分的绝缘防护罩材料相比，本发明将聚烯烃弹性体与三元乙丙橡胶加入其中，不仅可以调节材料的弹性和柔韧性，而且能改善乙烯-醋酸乙烯共聚物、线性低密度聚乙烯与硅橡胶之间的相容性。

具体实施方式

下面申请人将通过具体的实施例对本发明的材料及其制备方法做进一步的详细说明。

实施例中的硅橡胶为吉林化学工业股份有限公司生产，聚烯烃弹性体为美国陶氏公司生产，乙烯-醋酸乙烯共聚物为美国杜邦公司生产，线性低密度聚乙烯为大庆石油化工总厂生产，三元乙丙橡胶为日本三井公司生产。

实施例1：

将40重量份的硅橡胶(牌号MVQ110-2)、8重量份的聚烯烃弹性体(辛烯含量为30wt.％的乙烯-辛烯共聚物，熔融指数MI＝0.5g/10min)、8重量份的三元乙丙橡胶(不饱和度为1％，门尼粘度ML125℃1+4＝30)加入密炼机内90℃密炼7分钟后，继续往密炼机内加入25重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物(醋酸乙烯含量为20wt.％，熔融指数MI＝2.5g/10min)、15重量份的线性低密度聚乙烯、25重量份的氢氧化铝、0.5重量份的抗氧剂1010和1重量份的红色色母料，在90℃继续密炼3分钟；将密炼后所得混合原料投入45℃开炼机上，并加入0.5重量份的过氧化二异丙苯和2重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯，开炼7分钟后，将所得混合物放入160℃烘箱中交联硫化3小时，制得电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料。

实施例2：

将30重量份的硅橡胶(牌号MVQ110-1)、10重量份的聚烯烃弹性体(辛烯含量为20wt.％的乙烯-辛烯共聚物，熔融指数MI＝0.5g/10min)、10重量份的三元乙丙橡胶(不饱和度为0.5％，门尼粘度为ML125℃1+4＝28)加入密炼机内80℃密炼10分钟后，继续往密炼机内加入30重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物(醋酸乙烯含量为10wt.％，熔融指数MI＝3.5g/10min)、10重量份的线性低密度聚乙烯、30重量份的氢氧化镁、1重量份的抗氧剂1010和2重量份的黄色色母料，在80℃继续密炼5分钟；将密炼后所得混合原料投入40℃开炼机上，并加入0.1重量份的过氧化二异丙苯和3重量份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，开炼10分钟后，将所得混合物放入200℃烘箱中交联硫化2小时，制得电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料。

实施例3：

将50重量份的硅橡胶(牌号MVQ110-3)、5重量份的聚烯烃弹性体(辛烯含量为40wt.％的乙烯-辛烯共聚物，熔融指数MI＝5.0g/10min)、5重量份的三元乙丙橡胶(不饱和度为3％，门尼粘度为ML125℃1+4＝40)加入密炼机内100℃密炼5分钟后，继续往密炼机内加入15重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物(醋酸乙烯含量为30wt.％，熔融指数MI＝6.0g/10min)、25重量份的线性低密度聚乙烯、20重量份的氢氧化铝/氢氧化镁(重量比1:1)混合阻燃剂、0.6重量份的抗氧剂1010和1.5重量份的橙色色母料，在100℃继续密炼2分钟；将密炼后所得混合原料投入50℃开炼机上，并加入1重量份的过氧化二异丙苯和1重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯/三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(重量比1:1)混合交联剂，开炼5分钟后，将所得混合物放入150℃烘箱中交联硫化5小时，制得电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料。

实施例4：

将35重量份的硅橡胶(牌号MVQ110-3)、6重量份的聚烯烃弹性体(辛烯含量为35wt.％的乙烯-辛烯共聚物，熔融指数MI＝1.2g/10min)、8重量份的三元乙丙橡胶(不饱和度为2％，门尼粘度为ML125℃1+4＝43)加入密炼机内85℃密炼8分钟后，继续往密炼机内加入20重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物(醋酸乙烯含量为25wt.％，熔融指数MI＝3.0g/10min)、15重量份的线性低密度聚乙烯、20重量份的氢氧化铝/氢氧化镁(重量比2:1)混合阻燃剂、0.1重量份的抗氧剂1010和0.1重量份的绿色色母料，在85℃继续密炼6分钟；将密炼后所得混合原料投入40℃开炼机上，并加入0.7重量份的过氧化二异丙苯和1.5重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯/三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(重量比2:1)混合交联剂，开炼6分钟后，将所得混合物放入170℃烘箱中交联硫化3小时，制得电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料。

实施例5：

将45重量份的硅橡胶(牌号MVQ110-3)、7重量份的聚烯烃弹性体(辛烯含量为25wt.％的乙烯-辛烯共聚物，熔融指数MI＝2.0g/10min)、5重量份的三元乙丙橡胶(不饱和度为2.5％，门尼粘度为ML125℃1+4＝34)加入密炼机内90℃密炼8分钟后，继续往密炼机内加入20重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物(醋酸乙烯含量为18wt.％，熔融指数MI＝2.5g/10min)、10重量份的线性低密度聚乙烯、25重量份的氢氧化铝/氢氧化镁(重量比3:1)混合阻燃剂、0.5重量份的抗氧剂1010和1重量份的黑色色母料，在90℃继续密炼5分钟；将密炼后所得混合原料投入50℃开炼机上，并加入0.3重量份的过氧化二异丙苯和2重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯/三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(重量比3:1)混合交联剂，开炼7分钟后，将所得混合物放入180℃烘箱中交联硫化2.5小时，制得电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料。

实施例1-5所得产品的性能测试结果如下：

表1 实施例1-5所制得的电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料的主要技术指标

本发明的电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料的热收缩性能用收缩到位率进行衡量，其测试方法为：将长×宽×厚＝5cm×1cm×0.5cm的试样置于130℃烘箱中预热5分钟，取出立即拉伸至指定长度(伸长率为200％)，迅速冷却定型，然后用热风枪加热至90℃使其自由收缩。收缩后长度与拉伸前长度的差占拉伸前长度的百分数定义为收缩不到位率，100％减去收缩不到位率即为收缩到位率。实施例1、2、3、4、5中所得材料的收缩到位率分别为90％、97％、93％、95％和94％。

Claims

1.一种电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料，其特征在于，所述材料由重量份配比如下的原料制备而成：

原料重量份

硅橡胶 30~50，

乙烯-醋酸乙烯共聚物 15~30，

线性低密度聚乙烯 10~25，

聚烯烃弹性体 5~10，

三元乙丙橡胶 5~10，

阻燃剂 20~30，

硫化剂 0.1~1，

交联剂 1~3，

抗氧剂 0.1~1，

色母料 0.1~2。

2.根据权利要求1所述的塑胶材料，其特征在于：所述硅橡胶为热硫化型硅橡胶。

3.根据权利要求2所述的塑胶材料，其特征在于：所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。

4.根据权利要求1或2或3所述的塑胶材料，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯共聚物为醋酸乙烯含量为10 wt.%~30 wt.%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。

5.根据权利要求1或2或3所述的塑胶材料，其特征在于：所述聚烯烃弹性体为辛烯含量为20 wt.%~40 wt.%的乙烯-辛烯共聚物。

6.根据权利要求1或2或3所述的塑胶材料，其特征在于：所述三元乙丙橡胶为不饱和度为0.5~3%的三元乙丙橡胶。

7.根据权利要求1或2或3所述的塑胶材料，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁或两者任意比例的混合物。

8.根据权利要求1或2或3所述的塑胶材料，其特征在于：所述硫化剂为过氧化二异丙苯；

所述抗氧剂为抗氧剂1010。

9.根据权利要求1或2或3所述的塑胶材料，其特征在于：所述交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或两者任意比例的混合物。

10. 一种权利要求1-9中任一所述的电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料的制备方法，其包括以下步骤：

1）将30~50重量份的硅橡胶、5~10重量份的聚烯烃弹性体、5~10重量份的三元乙丙橡胶加入密炼机内80~100℃密炼5~10分钟；

2）继续向步骤1）所述密炼机内加入15~30重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物、10~25重量份的线性低密度聚乙烯、20~30重量份的阻燃剂、0.1~1重量份的抗氧剂和0.1~2重量份的色母料，在80~100℃密炼2~5分钟；

3）将步骤2）密炼后的混合原料投入40~50℃开炼机上，并加入0.1~1重量份的硫化剂和1~3重量份的交联剂开炼5~10分钟；

4）将步骤3）所得的混合物放入150~200℃烘箱中交联硫化2~5小时，即制成一种电力绝缘防护罩用高绝缘高阻燃塑胶材料。