CN105199245A - 一种抗老化绝缘橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗老化绝缘橡胶材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗老化绝缘橡胶材料，按重量份数计，包括以下组分：三元乙丙橡胶43~60份、苯基乙烯基硅树脂30~45份、促进剂DM？1~2份、硫化剂2~4份、POE1~3份、水镁石粉6~13份、硫代二丙酸双十二醇酯2~6份、聚磷酸胺4~10份、磷酸三苯酯3~10份、木薯淀粉5~18份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮1~7份和偶联剂0.2~2份。本发明还公开了所述抗老化绝缘橡胶材料的制备方法。本发明所制备的橡胶绝缘材料的体积电阻率≥3.7×1014Ω·cm；老化后的拉伸强度和断裂强度变化率均小于10%，不仅显示良好的绝缘性能，同时抗老化性能良好。

Description

一种抗老化绝缘橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明属于绝缘材料领域，尤其涉及一种抗老化绝缘橡胶材料及其制备方法。
背景技术
绝缘材料是用来使器件在电气上绝缘的材料，也就是能够阻止电流通过的材料。它的电阻率很高。通常是由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。随着电子电器产品的普及，电子产品的迅猛发展，对电子产品用的绝缘材料提出了更高的要求，不仅要求更高的绝缘等级，同时也需要更高的抗老化性能、耐腐蚀、耐高温性能，同时也要兼具良好的机械强度，如此可避免设备产品的腐蚀、因发热量过大而引起的功效降低，以及寿命缩短等问题，可更好的保护电子电器产品，降低产品的整体使用成本。
常用的绝缘材料有陶瓷、塑料、橡胶等等类型，其中橡胶绝缘材料的应用较为广泛，然后橡胶绝缘材料的抗老化性能差，容易受光照、辐射等影响使得性能急剧变差，失去了其绝缘保护作用。
发明内容
要解决的技术问题是：为了解决橡胶绝缘材料易老化的问题，提供一种稳定性好的抗老化绝缘橡胶材料及其制备方法。
技术方案：为了解决上述问题，本发明提供了一种抗老化绝缘橡胶材料，按重量份数计，包括以下组分：
三元乙丙橡胶43~60份、苯基乙烯基硅树脂30~45份、促进剂DM1~2份、硫化剂2~4份、POE1~3份、水镁石粉6~13份、硫代二丙酸双十二醇酯2~6份、聚磷酸胺4~10份、磷酸三苯酯3~10份、木薯淀粉5~18份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮1~7份和偶联剂0.2~2份。
进一步的，一种抗老化绝缘橡胶材料，按重量份数计，包括以下组分：
三元乙丙橡胶43~57份、苯基乙烯基硅树脂36~45份、促进剂DM1~2份、硫化剂2~4份、POE1~3份、水镁石粉6~11份、硫代二丙酸双十二醇酯3~6份、聚磷酸胺4~8份、磷酸三苯酯5~10份、木薯淀粉5~16份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮1~5份和偶联剂0.2~1份。
更进一步的，一种抗老化绝缘橡胶材料，按重量份数计，包括以下组分：
三元乙丙橡胶48份、苯基乙烯基硅树脂37份、促进剂DM1.2份、硫化剂3份、POE1份、水镁石粉8份、硫代二丙酸双十二醇酯4份、聚磷酸胺6份、磷酸三苯酯9份、木薯淀粉14份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2份和偶联剂0.8份。
进一步的，还包括色母料1~3份。
进一步的，所述硫化剂为过氧化二异丙苯或交联剂TAIC，所述偶联剂为缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅或乙烯基三甲氧基硅烷。
一种抗老化绝缘橡胶材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1）按照一定质量份数称取原料：三元乙丙橡胶43~60份、苯基乙烯基硅树脂30~45份、促进剂DM1~2份、硫化剂2~4份、POE1~3份、水镁石粉6~13份、硫代二丙酸双十二醇酯2~6份、聚磷酸胺4~10份、磷酸三苯酯3~10份、木薯淀粉5~18份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮1~7份和偶联剂0.2~2份；
步骤2）将原料中的三元乙丙橡胶和苯基乙烯基硅树脂置于密炼机中混炼，温度为70~90℃，混炼3min后加入水镁石粉和木薯淀粉继续混炼3min，再加入POE、硫代二丙酸双十二醇酯、聚磷酸胺、磷酸三苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和偶联剂，混炼5min，最后加入促进剂DM和硫化剂，密炼2min；
步骤3）将步骤2）中得到的产物置于开炼机中于60~80℃下开练成型；
步骤4）将步骤3）中经开练成型的产物置于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为：160~180℃，18~25MPa，5~15min，冷却后即得抗老化绝缘橡胶材料。
进一步的，所述步骤4）中的硫化条件为：172℃，21MPa，8min。
本发明具有以下有益效果：本发明所制备的橡胶绝缘材料的体积电阻率≥3.7×1014Ω·cm；老化后的拉伸强度和断裂强度变化率均小于10%，不仅显示良好的绝缘性能，同时抗老化性能良好。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
一种抗老化绝缘橡胶材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1）按照一定质量份数称取原料：三元乙丙橡胶43份、苯基乙烯基硅树脂30份、促进剂DM1份、硫化剂2份、POE1份、水镁石粉6份、硫代二丙酸双十二醇酯2份、聚磷酸胺4份、磷酸三苯酯3份、木薯淀粉5份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮1份和偶联剂0.2份；其中，所述硫化剂为过氧化二异丙苯，所述偶联剂为缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅；
步骤2）将原料中的三元乙丙橡胶和苯基乙烯基硅树脂置于密炼机中混炼，温度为70℃，混炼3min后加入水镁石粉和木薯淀粉继续混炼3min，再加入POE、硫代二丙酸双十二醇酯、聚磷酸胺、磷酸三苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和偶联剂，混炼5min，最后加入促进剂DM和硫化剂，密炼2min；
步骤3）将步骤2）中得到的产物置于开炼机中于60℃下开练成型；
步骤4）将步骤3）中经开练成型的产物置于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为：160~180℃，18MPa，5min，冷却后即得抗老化绝缘橡胶材料。
实施例2
一种抗老化绝缘橡胶材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1）按照一定质量份数称取原料：三元乙丙橡胶60份、苯基乙烯基硅树脂45份、促进剂DM2份、硫化剂4份、POE3份、水镁石粉13份、硫代二丙酸双十二醇酯6份、聚磷酸胺10份、磷酸三苯酯10份、木薯淀粉18份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮7份和偶联剂2份；其中，所述硫化剂为交联剂TAIC，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；
步骤2）将原料中的三元乙丙橡胶和苯基乙烯基硅树脂置于密炼机中混炼，温度为90℃，混炼3min后加入水镁石粉和木薯淀粉继续混炼3min，再加入POE、硫代二丙酸双十二醇酯、聚磷酸胺、磷酸三苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和偶联剂，混炼5min，最后加入促进剂DM和硫化剂，密炼2min；
步骤3）将步骤2）中得到的产物置于开炼机中于80℃下开练成型；
步骤4）将步骤3）中经开练成型的产物置于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为：180℃，25MPa，15min，冷却后即得抗老化绝缘橡胶材料。
实施例3
一种抗老化绝缘橡胶材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1）按照一定质量份数称取原料：三元乙丙橡胶52份、苯基乙烯基硅树脂37份、促进剂DM1.5份、硫化剂3份、POE2份、水镁石粉10份、硫代二丙酸双十二醇酯4份、聚磷酸胺7份、磷酸三苯酯6份、木薯淀粉12份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮4份和偶联剂1份；其中，所述硫化剂为过氧化二异丙苯，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；
步骤2）将原料中的三元乙丙橡胶和苯基乙烯基硅树脂置于密炼机中混炼，温度为80℃，混炼3min后加入水镁石粉和木薯淀粉继续混炼3min，再加入POE、硫代二丙酸双十二醇酯、聚磷酸胺、磷酸三苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和偶联剂，混炼5min，最后加入促进剂DM和硫化剂，密炼2min；
步骤3）将步骤2）中得到的产物置于开炼机中于70℃下开练成型；
步骤4）将步骤3）中经开练成型的产物置于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为：170℃，22MPa，10min，冷却后即得抗老化绝缘橡胶材料。
实施例4
一种抗老化绝缘橡胶材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1）按照一定质量份数称取原料：三元乙丙橡胶48份、苯基乙烯基硅树脂37份、促进剂DM1.2份、硫化剂3份、POE1份、水镁石粉8份、硫代二丙酸双十二醇酯4份、聚磷酸胺6份、磷酸三苯酯9份、木薯淀粉14份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2份和偶联剂0.8份；其中，所述硫化剂为交联剂TAIC，所述偶联剂为缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅；
步骤2）将原料中的三元乙丙橡胶和苯基乙烯基硅树脂置于密炼机中混炼，温度为80℃，混炼3min后加入水镁石粉和木薯淀粉继续混炼3min，再加入POE、硫代二丙酸双十二醇酯、聚磷酸胺、磷酸三苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和偶联剂，混炼5min，最后加入促进剂DM和硫化剂，密炼2min；
步骤3）将步骤2）中得到的产物置于开炼机中于70℃下开练成型；
步骤4）将步骤3）中经开练成型的产物置于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为：172℃，21MPa，8min，冷却后即得抗老化绝缘橡胶材料。
实施例5
一种抗老化绝缘橡胶材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1）按照一定质量份数称取原料：三元乙丙橡胶57份、苯基乙烯基硅树脂36份、促进剂DM1份、硫化剂2份、POE2份、水镁石粉11份、硫代二丙酸双十二醇酯3份、聚磷酸胺8份、磷酸三苯酯5份、木薯淀粉16份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮5份和偶联剂1份；其中，所述硫化剂为过氧化二异丙苯，所述偶联剂为缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅；
步骤2）将原料中的三元乙丙橡胶和苯基乙烯基硅树脂置于密炼机中混炼，温度为80℃，混炼3min后加入水镁石粉和木薯淀粉继续混炼3min，再加入POE、硫代二丙酸双十二醇酯、聚磷酸胺、磷酸三苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和偶联剂，混炼5min，最后加入促进剂DM和硫化剂，密炼2min；
步骤3）将步骤2）中得到的产物置于开炼机中于80℃下开练成型；
步骤4）将步骤3）中经开练成型的产物置于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为：180℃，23MPa，15min，冷却后即得抗老化绝缘橡胶材料。
性能测试
以下为实施例1~5的绝缘性能和抗老化性能测试，其中老化测试测试条件为：烘箱中保持温度为100℃，时间为168小时后的力学性能测试。测试结果见下表：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
体积电阻率（20℃） 3.7×1014Ω·cm 1.2×1015Ω·cm 2.7×1015Ω·cm 3.8×1015Ω·cm 4.3×1015Ω·cm
老化后拉伸强度变化率 8.6% 7.4% 5.8% 3.7% 5.4%
老化后断裂强度变化率 9.3% 8.4% 6.3% 5.1% 5.6%

Claims (7)

1.一种抗老化绝缘橡胶材料，其特征在于：按重量份数计，包括以下组分：
三元乙丙橡胶43~60份、苯基乙烯基硅树脂30~45份、促进剂DM1~2份、硫化剂2~4份、POE1~3份、水镁石粉6~13份、硫代二丙酸双十二醇酯2~6份、聚磷酸胺4~10份、磷酸三苯酯3~10份、木薯淀粉5~18份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮1~7份和偶联剂0.2~2份。
2.根据权利要求1所述的一种抗老化绝缘橡胶材料，其特征在于：按重量份数计，包括以下组分：
三元乙丙橡胶43~57份、苯基乙烯基硅树脂36~45份、促进剂DM1~2份、硫化剂2~4份、POE1~3份、水镁石粉6~11份、硫代二丙酸双十二醇酯3~6份、聚磷酸胺4~8份、磷酸三苯酯5~10份、木薯淀粉5~16份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮1~5份和偶联剂0.2~1份。
3.根据权利要求1所述的一种抗老化绝缘橡胶材料，其特征在于：按重量份数计，包括以下组分：
三元乙丙橡胶48份、苯基乙烯基硅树脂37份、促进剂DM1.2份、硫化剂3份、POE1份、水镁石粉8份、硫代二丙酸双十二醇酯4份、聚磷酸胺6份、磷酸三苯酯9份、木薯淀粉14份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2份和偶联剂0.8份。
4.根据权利要求1所述的一种抗老化绝缘橡胶材料，其特征在于：还包括色母料1~3份。
5.根据权利要求1所述的一种抗老化绝缘橡胶材料，其特征在于：所述硫化剂为过氧化二异丙苯或交联剂TAIC，所述偶联剂为缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅或乙烯基三甲氧基硅烷。
6.如权利要求1所述的一种抗老化绝缘橡胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
步骤1）按照一定质量份数称取原料：三元乙丙橡胶43~60份、苯基乙烯基硅树脂30~45份、促进剂DM1~2份、硫化剂2~4份、POE1~3份、水镁石粉6~13份、硫代二丙酸双十二醇酯2~6份、聚磷酸胺4~10份、磷酸三苯酯3~10份、木薯淀粉5~18份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮1~7份和偶联剂0.2~2份；
步骤2）将原料中的三元乙丙橡胶和苯基乙烯基硅树脂置于密炼机中混炼，温度为70~90℃，混炼3min后加入水镁石粉和木薯淀粉继续混炼3min，再加入POE、硫代二丙酸双十二醇酯、聚磷酸胺、磷酸三苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和偶联剂，混炼5min，最后加入促进剂DM和硫化剂，密炼2min；
步骤3）将步骤2）中得到的产物置于开炼机中于60~80℃下开练成型；
步骤4）将步骤3）中经开练成型的产物置于平板硫化机上进行硫化，硫化条件为：160~180℃，18~25MPa，5~15min，冷却后即得抗老化绝缘橡胶材料。
7.根据权利要求6所述的一种抗老化绝缘橡胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中的硫化条件为：172℃，21MPa，8min。
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