CN105001563A - 一种耐高温绝缘复合绝缘子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温绝缘复合绝缘子，包括：绝缘芯棒、伞裙、金属附件，伞裙包覆绝缘芯棒，金属附件包覆绝缘芯棒的两端并与伞裙的两端相连；其中，伞裙用橡胶材料制成。本发明耐高温，电绝缘性能好，机械强度高，耐腐蚀，耐辐射，操作简单方便，加工时间短。

Description

一种耐高温绝缘复合绝缘子
技术领域
本发明涉及复合绝缘子技术领域，尤其涉及一种耐高温绝缘复合绝缘子。
背景技术
氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。氟橡胶具有优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，具有良好的机械性能、电绝缘性能和耐辐射性能。
氟硅橡胶具有优良的耐热性、耐寒性、耐油性、耐化学药品性、电绝缘性、高机械性能等。
腈硅橡胶是侧链引入腈烷基的一类硅橡胶。极性氰基的引入改善了硅橡胶的耐油、耐溶剂性能。
沉淀水合二氧化硅俗名白炭黑，是一种无机填料，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性等一直作为橡胶、塑料、涂料等制品的重要填料之一，其填充在橡胶中可以增加橡胶的机械性能。
复合绝缘子伞裙主要起着保护棒芯、遮挡雨雪、增大爬电距离和产品外绝缘的作用。这需要伞裙具有良好的耐热、绝缘性能，还需要具有良好的机械性能、耐腐蚀、耐老化性能。但是在现阶段用作伞裙的材料具有优良耐热性能的同时其电绝缘性和加工性能较差，因此，需要开发新型耐热绝缘复合材料。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐高温绝缘复合绝缘子，本发明耐高温，电绝缘性能好，机械强度高，耐腐蚀，耐辐射，操作简单方便，加工时间短。
本发明提出的一种耐高温绝缘复合绝缘子，包括：绝缘芯棒、伞裙、金属附件，伞裙包覆绝缘芯棒，金属附件包覆绝缘芯棒的两端并与伞裙的两端相连；
其中，伞裙用橡胶材料制成，其橡胶材料的原料按重量份包括：氟橡胶30-50份，氟硅橡胶40-50份，腈硅橡胶10-30份，气相白炭黑30-50份，羟基硅油4-6份，硅烷偶联纳米氢氧化镁70-90份，三聚氰胺磷酸盐3-5份，微胶囊化红磷3-5份，乙酰柠檬酸三正丁酯10-20份，环氧大豆油10-20份，硫磺1.5-2.5份，促进剂TMTD 0.8-1.3份，促进剂D 0.7-1.2份，硬脂酸0.8-1.3份，氧化锌2.5-4份，防老剂6PPD 0.5-1.5份，防老剂CPPD 0.6-1份，石蜡3-5份，颜料1-3份。
优选地，氟橡胶为偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚得到的23型氟橡胶。
优选地，腈硅橡胶中β-腈乙基的含量为33-50wt％。
优选地，颜料为色母胶1508和色母胶1800组成的混合物。
优选地，颜料为色母胶1508和色母胶1800按重量比为0.06-1：1.8-2.2组成的混合物。
优选地，其橡胶材料的原料按重量份包括：氟橡胶35-45份，氟硅橡胶42-48份，腈硅橡胶15-25份，气相白炭黑35-45份，羟基硅油4.5-5.5份，硅烷偶联纳米氢氧化镁75-85份，三聚氰胺磷酸盐3.5-4.5份，微胶囊化红磷3.5-4.5份，乙酰柠檬酸三正丁酯13-17份，环氧大豆油13-17份，硫磺1.8-2.2份，促进剂TMTD 0.9-1.1份，促进剂D 0.8-1份，硬脂酸1-1.2份，氧化锌3-3.5份，防老剂6PPD 0.8-1.2份，防老剂CPPD 0.7-0.9份，石蜡3.5-4.5份，颜料1.5-2.5份。
优选地，橡胶材料的制备方法包括如下步骤：
S1、制备橡胶主料：将腈硅橡胶和气相白炭黑加入密炼机中，升温至80-90℃，以100-200r/min的速度密炼2-5min，加入氟橡胶和氟硅橡胶密炼3-4min得到橡胶主料；
S2、制备耐高温绝缘复合绝缘子：依次将羟基硅油、硅烷偶联纳米氢氧化镁、三聚氰胺磷酸盐、微胶囊化红磷、乙酰柠檬酸三正丁酯、环氧大豆油、硬脂酸、氧化锌、防老剂6PPD、防老剂CPPD、石蜡和颜料加入含有橡胶主料的密炼机中，升温至130-150℃，以200-300r/min的速度密炼4-6min，加入硫磺、促进剂TMTD和促进剂D密炼2-4min，薄通5-6次，得到橡胶材料。
优选地，橡胶材料的制备方法包括如下步骤：
S1、制备橡胶主料：将腈硅橡胶和气相白炭黑加入密炼机中，升温至83-87℃，以120-180r/min的速度密炼3-4min，加入氟橡胶和氟硅橡胶密炼3.2-3.8min得到橡胶主料。
S2、制备耐高温绝缘复合绝缘子：依次将羟基硅油、硅烷偶联纳米氢氧化镁、三聚氰胺磷酸盐、微胶囊化红磷、乙酰柠檬酸三正丁酯、环氧大豆油、硬脂酸、氧化锌、防老剂6PPD、防老剂CPPD、石蜡和颜料加入含有橡胶主料的密炼机中，升温至135-145℃，以220-280r/min的速度密炼4.5-5.5min，加入硫磺、促进剂TMTD和促进剂D密炼2.5-3.5min，薄通5-6次，得到橡胶材料。
本发明选用氟橡胶和氟硅橡胶均具有优良的耐高温性能、电绝缘性能、耐候性、耐腐蚀性能；腈硅橡胶具有良好的耐油、耐腐蚀性；腈硅橡胶与气相白炭黑共混，使得腈硅橡胶中极性-CN基团与气相白炭黑上的部分硅羟基相互作用，形成网状结构，增加了气相白炭黑的非极性，使气相白炭黑均匀的分散在氟橡胶和氟硅橡胶中；一方面气相白炭黑表面剩余的硅羟基与氟硅橡胶中硅氧键可以形成氢键，进一步诱导气相白炭黑和腈硅橡胶在氟硅橡胶中均匀分散，氟橡胶、气相白炭黑、腈硅橡胶、氟硅橡胶四者相互作用，大大增加了本发明的耐热性、电绝缘性、机械强度和耐腐蚀性能；23型氟橡胶具有很好的电绝缘性能，可以进一步增加本发明的电绝缘性；腈硅橡胶中适宜含量的β-腈乙基，可以具有良好的耐热性，可以增加本发明的耐高温性能；二羟基硅油可以防止本发明在放置过程中慢慢变硬，保持本发明的可塑性；硫磺、促进剂TMTD和促进剂D可以促进橡胶硫化形成交联网状结构，与腈硅橡胶和气相白炭黑形成的网状结构相互作用，进一步增加本发明的抗撕裂、抗冲击等机械性能；硅烷偶联纳米氢氧化镁、三聚氰胺磷酸盐、微胶囊化红磷、乙酰柠檬酸三正丁酯、环氧大豆油、硬脂酸、氧化锌、防老剂6PPD、防老剂CPPD、石蜡和颜料可以分散在上述交联网络结构中，增加本发明的抗冲击强度、耐磨性能；硅烷偶联纳米氢氧化镁、三聚氰胺磷酸盐和微胶囊化红磷作为阻燃剂，防老剂6PPD和防老剂CPPD可以增加本发明的稳定性；硬脂酸和氧化锌可以增加硫磺的活性，促进硫化，缩短硫化时间；在80-90℃的温度下，腈硅橡胶大分子链变软，结构中的极性-CN基团容易迁移，可以更好的和气相白炭黑上的羟基相互作用，减弱了白炭黑对硫磺的吸附，进而缩短了硫化时间，提高了加工速度；石蜡可以增加物料间的流动性，改善本发明的表面光滑度，降低加工阻力，缩短加工时间，利于工业化生产。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种耐高温绝缘复合绝缘子，包括：绝缘芯棒、伞裙、金属附件，伞裙包覆绝缘芯棒，金属附件包覆绝缘芯棒的两端并与伞裙的两端相连；
其中，伞裙用橡胶材料制成，其橡胶材料的原料按重量份包括：23型氟橡胶50份，氟硅橡胶40份，β-腈乙基含量为50wt％的腈硅橡胶10份，气相白炭黑50份，羟基硅油4份，硅烷偶联纳米氢氧化镁90份，三聚氰胺磷酸盐3份，微胶囊化红磷5份，乙酰柠檬酸三正丁酯10份，环氧大豆油20份，硫磺1.5份，促进剂TMTD 1.3份，促进剂D 0.7份，硬脂酸1.3份，氧化锌2.5份，防老剂6PPD 1.5份，防老剂CPPD 0.6份，石蜡5份，颜料1份，其中，颜料为色母胶1508和色母胶1800按重量比为1：1.8组成的混合物。
上述橡胶材料的制备方法包括如下步骤：
S1、制备橡胶主料：将腈硅橡胶和气相白炭黑加入密炼机中，升温至90℃，以100r/min的速度密炼5min，加入氟橡胶和氟硅橡胶密炼3min得到橡胶主料；
S2、制备耐高温绝缘复合绝缘子：依次将羟基硅油、硅烷偶联纳米氢氧化镁、三聚氰胺磷酸盐、微胶囊化红磷、乙酰柠檬酸三正丁酯、环氧大豆油、硬脂酸、氧化锌、防老剂6PPD、防老剂CPPD、石蜡和颜料加入含有橡胶主料的密炼机中，升温至150℃，以200r/min的速度密炼6min，加入硫磺、促进剂TMTD和促进剂D密炼2min，薄通6次，得到橡胶材料。
实施例2
一种耐高温绝缘复合绝缘子，包括：绝缘芯棒、伞裙、金属附件，伞裙包覆绝缘芯棒，金属附件包覆绝缘芯棒的两端并与伞裙的两端相连；
其中，伞裙用橡胶材料制成，其橡胶材料的原料按重量份包括：23型氟橡胶30份，氟硅橡胶50份，β-腈乙基含量为33wt％的腈硅橡胶30份，气相白炭黑30份，羟基硅油6份，硅烷偶联纳米氢氧化镁70份，三聚氰胺磷酸盐5份，微胶囊化红磷3份，乙酰柠檬酸三正丁酯20份，环氧大豆油10份，硫磺2.5份，促进剂TMTD 0.8份，促进剂D 1.2份，硬脂酸0.8份，氧化锌4份，防老剂6PPD 0.5份，防老剂CPPD 1份，石蜡3份，颜料3份，其中，颜料为色母胶1508和色母胶1800按重量比为0.06：2.2组成的混合物。
上述橡胶材料的制备方法包括如下步骤：
S1、制备橡胶主料：将腈硅橡胶和气相白炭黑加入密炼机中，升温至80℃，以200r/min的速度密炼2min，加入氟橡胶和氟硅橡胶密炼4min得到橡胶主料；
S2、制备耐高温绝缘复合绝缘子：依次将羟基硅油、硅烷偶联纳米氢氧化镁、三聚氰胺磷酸盐、微胶囊化红磷、乙酰柠檬酸三正丁酯、环氧大豆油、硬脂酸、氧化锌、防老剂6PPD、防老剂CPPD、石蜡和颜料加入含有橡胶主料的密炼机中，升温至130℃，以300r/min的速度密炼4min，加入硫磺、促进剂TMTD和促进剂D密炼4min，薄通5次，得到橡胶材料。
实施例3
一种耐高温绝缘复合绝缘子，包括：绝缘芯棒、伞裙、金属附件，伞裙包覆绝缘芯棒，金属附件包覆绝缘芯棒的两端并与伞裙的两端相连；
其中，伞裙用橡胶材料制成，其橡胶材料的原料按重量份包括：23型氟橡胶35份，氟硅橡胶48份，β-腈乙基含量为35wt％的腈硅橡胶25份，气相白炭黑35份，羟基硅油5.5份，硅烷偶联纳米氢氧化镁75份，三聚氰胺磷酸盐4.5份，微胶囊化红磷3.5份，乙酰柠檬酸三正丁酯17份，环氧大豆油13份，硫磺2.2份，促进剂TMTD 0.9份，促进剂D 1份，硬脂酸1份，氧化锌3.5份，防老剂6PPD 0.8份，防老剂CPPD 0.9份，石蜡3.5份，颜料2.5份，其中，颜料为色母胶1508和色母胶1800按重量比为0.07：2.1组成的混合物。
上述橡胶材料的制备方法包括如下步骤：
S1、制备橡胶主料：将腈硅橡胶和气相白炭黑加入密炼机中，升温至83℃，以180r/min的速度密炼3min，加入氟橡胶和氟硅橡胶密炼3.8min得到橡胶主料。
S2、制备耐高温绝缘复合绝缘子：依次将羟基硅油、硅烷偶联纳米氢氧化镁、三聚氰胺磷酸盐、微胶囊化红磷、乙酰柠檬酸三正丁酯、环氧大豆油、硬脂酸、氧化锌、防老剂6PPD、防老剂CPPD、石蜡和颜料加入含有橡胶主料的密炼机中，升温至135℃，以280r/min的速度密炼4.5min，加入硫磺、促进剂TMTD和促进剂D密炼3.5min，薄通5次，得到橡胶材料。
实施例4
一种耐高温绝缘复合绝缘子，包括：绝缘芯棒、伞裙、金属附件，伞裙包覆绝缘芯棒，金属附件包覆绝缘芯棒的两端并与伞裙的两端相连；
其中，伞裙用橡胶材料制成，其橡胶材料的原料按重量份包括：23型氟橡胶45份，氟硅橡胶42份，β-腈乙基含量为45wt％的腈硅橡胶15份，气相白炭黑45份，羟基硅油4.5份，硅烷偶联纳米氢氧化镁85份，三聚氰胺磷酸盐3.5份，微胶囊化红磷4.5份，乙酰柠檬酸三正丁酯13份，环氧大豆油17份，硫磺1.8份，促进剂TMTD 1.1份，促进剂D 0.8份，硬脂酸1.2份，氧化锌3份，防老剂6PPD 1.2份，防老剂CPPD 0.7份，石蜡4.5份，颜料1.5份，其中，颜料为色母胶1508和色母胶1800按重量比为0.09：1.9组成的混合物。
上述橡胶材料的制备方法包括如下步骤：
S1、制备橡胶主料：将腈硅橡胶和气相白炭黑加入密炼机中，升温至87℃，以120r/min的速度密炼4min，加入氟橡胶和氟硅橡胶密炼3.2min得到橡胶主料。
S2、制备耐高温绝缘复合绝缘子：依次将羟基硅油、硅烷偶联纳米氢氧化镁、三聚氰胺磷酸盐、微胶囊化红磷、乙酰柠檬酸三正丁酯、环氧大豆油、硬脂酸、氧化锌、防老剂6PPD、防老剂CPPD、石蜡和颜料加入含有橡胶主料的密炼机中，升温至145℃，以220r/min的速度密炼5.5min，加入硫磺、促进剂TMTD和促进剂D密炼2.5min，薄通6次，得到橡胶材料。
实施例5
一种耐高温绝缘复合绝缘子，包括：绝缘芯棒、伞裙、金属附件，伞裙包覆绝缘芯棒，金属附件包覆绝缘芯棒的两端并与伞裙的两端相连；
其中，伞裙用橡胶材料制成，其橡胶材料的原料按重量份包括：23型氟橡胶40份，氟硅橡胶45份，β-腈乙基含量为40wt％的腈硅橡胶20份，气相白炭黑40份，羟基硅油5份，硅烷偶联纳米氢氧化镁80份，三聚氰胺磷酸盐4份，微胶囊化红磷4份，乙酰柠檬酸三正丁酯15份，环氧大豆油15份，硫磺2份，促进剂TMTD 1份，促进剂D 0.9份，硬脂酸1.1份，氧化锌3.3份，防老剂6PPD1份，防老剂CPPD 0.8份，石蜡4份，颜料2份，其中，颜料为色母胶1508和色母胶1800按重量比为0.08：2组成的混合物。
上述橡胶材料的制备方法包括如下步骤：
S1、制备橡胶主料：将腈硅橡胶和气相白炭黑加入密炼机中，升温至85℃，以150r/min的速度密炼3.5min，加入氟橡胶和氟硅橡胶密炼3.5min得到橡胶主料。
S2、制备耐高温绝缘复合绝缘子：依次将羟基硅油、硅烷偶联纳米氢氧化镁、三聚氰胺磷酸盐、微胶囊化红磷、乙酰柠檬酸三正丁酯、环氧大豆油、硬脂酸、氧化锌、防老剂6PPD、防老剂CPPD、石蜡和颜料加入含有橡胶主料的密炼机中，升温至140℃，以250r/min的速度密炼5min，加入硫磺、促进剂TMTD和促进剂D密炼3min，薄通6次，得到橡胶材料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐高温绝缘复合绝缘子，其特征在于，包括：绝缘芯棒、伞裙、金属附件，伞裙包覆绝缘芯棒，金属附件包覆绝缘芯棒的两端并与伞裙的两端相连；
其中，伞裙用橡胶材料制成，其橡胶材料的原料按重量份包括：氟橡胶30-50份，氟硅橡胶40-50份，腈硅橡胶10-30份，气相白炭黑30-50份，羟基硅油4-6份，硅烷偶联纳米氢氧化镁70-90份，三聚氰胺磷酸盐3-5份，微胶囊化红磷3-5份，乙酰柠檬酸三正丁酯10-20份，环氧大豆油10-20份，硫磺1.5-2.5份，促进剂TMTD 0.8-1.3份，促进剂D 0.7-1.2份，硬脂酸0.8-1.3份，氧化锌2.5-4份，防老剂6PPD 0.5-1.5份，防老剂CPPD 0.6-1份，石蜡3-5份，颜料1-3份。
2.根据权利要求1所述耐高温绝缘复合绝缘子，其特征在于，氟橡胶为偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚得到的23型氟橡胶。
3.根据权利要求1或2所述耐高温绝缘复合绝缘子，其特征在于，腈硅橡胶中β-腈乙基的含量为33-50wt％。
4.根据权利要求1-3任一项所述耐高温绝缘复合绝缘子，其特征在于，颜料为色母胶1508和色母胶1800组成的混合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述耐高温绝缘复合绝缘子，其特征在于，颜料为色母胶1508和色母胶1800按重量比为0.06-1：1.8-2.2组成的混合物。
6.根据权利要求1-5任一项所述耐高温绝缘复合绝缘子，其特征在于，其橡胶材料的原料按重量份包括：氟橡胶35-45份，氟硅橡胶42-48份，腈硅橡胶15-25份，气相白炭黑35-45份，羟基硅油4.5-5.5份，硅烷偶联纳米氢氧化镁75-85份，三聚氰胺磷酸盐3.5-4.5份，微胶囊化红磷3.5-4.5份，乙酰柠檬酸三正丁酯13-17份，环氧大豆油13-17份，硫磺1.8-2.2份，促进剂TMTD0.9-1.1份，促进剂D 0.8-1份，硬脂酸1-1.2份，氧化锌3-3.5份，防老剂6PPD 0.8-1.2份，防老剂CPPD 0.7-0.9份，石蜡3.5-4.5份，颜料1.5-2.5份。
7.根据如权利要求1-6任一项所述耐高温绝缘复合绝缘子，其特征在于，橡胶材料的制备方法包括如下步骤：
S1、制备橡胶主料：将腈硅橡胶和气相白炭黑加入密炼机中，升温至80-90℃，以100-200r/min的速度密炼2-5min，加入氟橡胶和氟硅橡胶密炼3-4min得到橡胶主料；
S2、制备耐高温绝缘复合绝缘子：依次将羟基硅油、硅烷偶联纳米氢氧化镁、三聚氰胺磷酸盐、微胶囊化红磷、乙酰柠檬酸三正丁酯、环氧大豆油、硬脂酸、氧化锌、防老剂6PPD、防老剂CPPD、石蜡和颜料加入含有橡胶主料的密炼机中，升温至130-150℃，以200-300r/min的速度密炼4-6min，加入硫磺、促进剂TMTD和促进剂D密炼2-4min，薄通5-6次，得到橡胶材料。
8.根据权利要求1-7任一项所述耐高温绝缘复合绝缘子，其特征在于，橡胶材料的制备方法包括如下步骤：
S1、制备橡胶主料：将腈硅橡胶和气相白炭黑加入密炼机中，升温至83-87℃，以120-180r/min的速度密炼3-4min，加入氟橡胶和氟硅橡胶密炼3.2-3.8min得到橡胶主料。
S2、制备耐高温绝缘复合绝缘子：依次将羟基硅油、硅烷偶联纳米氢氧化镁、三聚氰胺磷酸盐、微胶囊化红磷、乙酰柠檬酸三正丁酯、环氧大豆油、硬脂酸、氧化锌、防老剂6PPD、防老剂CPPD、石蜡和颜料加入含有橡胶主料的密炼机中，升温至135-145℃，以220-280r/min的速度密炼4.5-5.5min，加入硫磺、促进剂TMTD和促进剂D密炼2.5-3.5min，薄通5-6次，得到橡胶材料。
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