CN105504829A - 一种耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料 - Google Patents

一种耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，包括如下组分及其质量份数：纳米二氧化钛3～6份、二苯甲酮3～6份、甲基乙烯基硅橡胶一75～85份、甲基乙烯基硅橡胶二15～25份、白炭黑20～30份、氢氧化铝微粉95～105份、氧化锌3～7份、氧化铁红2～5份、羟基硅油4～8份、甲基硅油2～5份、硫化剂2～5份。本发明能够吸收紫外线，具有极强的耐强紫外线辐照功能，应用于高海拔地区用金属氧化物避雷器复合外套，能延缓其老化，确保电力系统运行安全。

Description

一种耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料
技术领域
本发明涉及电力工程技术领域，具体涉及一种应用于金属氧化物避雷器复合外套的耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料。
背景技术
高温硅橡胶是电力系统中常用的绝缘材料，普遍的用于金属氧化物避雷器复合外套、复合绝缘子和电缆终端附件等，通常以甲基乙烯基硅橡胶为基材，添加阻燃剂、补强剂、结构控制剂等填料经高温硫化而成，它具有重量轻、尺寸小、制造工艺简单、不易破碎、疏水性强、绝缘强度高、防污闪能力强等优点，在国内外得到了广泛的使用。
随着西部电网及特高压工程的大规模建设，需要大量的金属氧化物避雷器用于高海拔地区。高海拔地区空气稀薄，避雷器长期暴露在户外不可避免地会受到波长短、辐照能量强的紫外光辐照。金属氧化物避雷器复合外套是一种有机高分子材料，在强紫外光辐照的作用下会发生老化，引起电气性能和机械性能显著下降，进而影响电力系统的正常运行，威胁电网的运行安全。因此，提高金属氧化物避雷器复合外套材料的耐强紫外线性能，是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，能够吸收紫外线，具有极强的耐强紫外线辐照功能，应用于高海拔地区金属氧化物避雷器复合外套，能延缓其老化，确保电力系统运行安全。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，包括如下组分：纳米二氧化钛、二苯甲酮、甲基乙烯基硅橡胶一、甲基乙烯基硅橡胶二、氢氧化铝微粉、白炭黑、氧化锌、氧化铁红、羟基硅油、甲基硅油、硫化剂。
根据以上方案，所述组分的质量份数分别为：纳米二氧化钛3～6份、二苯甲酮3～6份、甲基乙烯基硅橡胶一75～85份、甲基乙烯基硅橡胶二15～25份、白炭黑20～30份、氢氧化铝微粉95～105份、氧化锌3～7份、氧化铁红2～5份、羟基硅油4～8份、甲基硅油2～5份、硫化剂2～5份。
根据以上方案，所述甲基乙烯基硅橡胶一的分子量为45～70万、乙烯基含量为0.13％～0.22％。
根据以上方案，所述甲基乙烯基硅橡胶二的分子量为45～70万、乙烯基含量为0.23％～0.30％。
根据以上方案，所述白炭黑为进口气相法制备的白炭黑，并采用有机硅氧烷进行过表面全处理，比表面积为100～400m2/g。
根据以上方案，所述氢氧化铝微粉的粒径为2000目，并采用有机硅氧烷进行过表面处理。
根据以上方案，所述硫化剂为中温硫化剂，硫化温度为125～135℃。
纳米二氧化钛具有吸收紫外线的功能，作为紫外线吸收剂。二苯甲酮中的苯环结构具有辐射保护功能，结构中π键能够将吸收的能量在分子间或分子内进行转移，从而避免键的断裂。甲基乙烯基硅橡胶一和甲基乙烯基硅橡胶二作为基础胶。氢氧化铝微粉是阻燃剂，白炭黑是补强剂，氧化锌、氧化铁红、羟基硅油和甲基硅油是助剂。
羟基硅油为结构控制剂，用于防止所述白炭黑与基础胶的结构化。
甲基硅油本身不参与化学反应，用于调节高温硅橡胶的硬度。
本发明的有益效果是：
本发明的纳米二氧化钛具有吸收紫外线的功能、二苯甲酮中的苯环结构具有辐射保护功能，从而使本发明具有极强的耐强紫外线辐照功能，应用于高海拔地区金属氧化物避雷器复合外套，能延缓其老化，确保电力系统运行安全。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行说明。
实施例1：
本发明提供一种耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，包括如下组分及其质量：纳米二氧化钛3g、二苯甲酮6g、110-2甲基乙烯基硅橡胶75g、110-3甲基乙烯基硅橡胶25g、白炭黑20g、氢氧化铝微粉100g、氧化锌4g、氧化铁红3g、羟基硅油7g、甲基硅油3g、硫化剂3g。
所述组分经混炼、成型、硫化等工序制成金属氧化物避雷器复合外套，采用UV-B紫外线为光源进行紫外辐照，试样表面与光源平面距离为50mm且平行，试验循环时间制度为4h紫外光(50±3)℃暴露，接着4h无辐照(50±3)℃冷凝暴露，试验总时间为3000h。取样进行性能检测，拉伸强度为6.4MPa，撕裂强度为11.2kN/mm，体积电阻率为1.7E+13Ω·m，工频击穿强度为28.3kV/mm。
实施例2：
本发明提供一种耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，包括如下组分及其质量：纳米二氧化钛4g、二苯甲酮4g、110-2甲基乙烯基硅橡胶80g、110-3甲基乙烯基硅橡胶20g、白炭黑25g、氢氧化铝微粉95g、氧化锌5g、氧化铁红3g、羟基硅油6g、甲基硅油3g、硫化剂3g。
所述组分经混炼、成型、硫化等工序制成金属氧化物避雷器复合外套，采用UV-B紫外线为光源进行紫外辐照，试样表面与光源平面距离为50mm且平行，试验循环时间制度为4h紫外光(50±3)℃暴露，接着4h无辐照(50±3)℃冷凝暴露，试验总时间为3000h。取样进行性能检测，拉伸强度为6.3MPa，撕裂强度为10.5kN/mm，体积电阻率为1.5E+13Ω·m，工频击穿强度为26.9kV/mm。
实施例3：
本发明提供一种耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，包括如下组分及其质量：纳米二氧化钛6g、二苯甲酮3g、110-2甲基乙烯基硅橡胶85g、110-3甲基乙烯基硅橡胶15g、白炭黑30g、氢氧化铝微粉105g、氧化锌6g、氧化铁红3g、羟基硅油5g、甲基硅油3g、硫化剂3g。
所述组分经混炼、成型、硫化等工序制成金属氧化物避雷器复合外套，取样进行性能检测，采用UV-B紫外线为光源进行紫外辐照，试样表面与光源平面距离为50mm且平行，试验循环时间制度为4h紫外光(50±3)℃暴露，接着4h无辐照(50±3)℃冷凝暴露，试验总时间为3000h。取样进行性能检测，拉伸强度为6.1MPa，撕裂强度为10.9kN/mm，体积电阻率为9.2E+12Ω·m，工频击穿强度为25.7kV/mm。
试验检测结果表明，采用本发明产品制备的高温硅橡胶材料满足使用要求的同时提高了其耐强紫外性能，适用于高海拔地区金属氧化物避雷器复合外套使用。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，其特征在于，包括如下组分：纳米二氧化钛、二苯甲酮、甲基乙烯基硅橡胶一、甲基乙烯基硅橡胶二、氢氧化铝微粉、白炭黑、氧化锌、氧化铁红、羟基硅油、甲基硅油、硫化剂。
2.根据权利要求1所述的耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，其特征在于，所述组分的质量份数分别为：纳米二氧化钛3～6份、二苯甲酮3～6份、甲基乙烯基硅橡胶一75～85份、甲基乙烯基硅橡胶二15～25份、白炭黑20～30份、氢氧化铝微粉95～105份、氧化锌3～7份、氧化铁红2～5份、羟基硅油4～8份、甲基硅油2～5份、硫化剂2～5份。
3.根据权利要求1所述的耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，其特征在于，所述甲基乙烯基硅橡胶一的分子量为45～70万、乙烯基含量为0.13％～0.22％。
4.根据权利要求1所述的耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，其特征在于，所述甲基乙烯基硅橡胶二的分子量为45～70万、乙烯基含量为0.23％～0.30％。
5.根据权利要求1所述的耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，其特征在于，所述白炭黑为进口气相法制备的白炭黑，并采用有机硅氧烷进行过表面全处理，比表面积为100～400m2/g。
6.根据权利要求1所述的耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，其特征在于，所述氢氧化铝微粉的粒径为2000目，并采用有机硅氧烷进行过表面处理。
7.根据权利要求1所述的耐强紫外线辐照的高温硅橡胶材料，其特征在于，所述硫化剂为中温硫化剂，硫化温度为125～135℃。
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