CN105837955B - 开关柜用绝缘密封橡胶条及其制备方法 - Google Patents

开关柜用绝缘密封橡胶条及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于橡胶领域，具体涉及一种开关柜用绝缘密封橡胶条及其制备方法。包括内层和外层；内层由以下原料制成：硝化棉树脂、甲基丙烯酸正丁酯、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、溴化丁基橡胶、网状聚酰亚胺、碳酸钙、石蜡油、凹凸棒土、纳米碳纤维、硬脂酰胺、氧化锌、N‑环己基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺、硫磺、炭黑、白炭黑、增粘树脂、钛酸酯、苯基硅油、增塑剂、防老剂和助剂；外层由以下原料制成：聚酰亚胺、碳酸钙、微晶蜡、防老剂和助剂。本发明具有良好的绝缘性，具有耐臭氧性、耐热老化性、耐低温、耐化学腐蚀、抗冲击、防水性能，且韧性、强度和耐磨性较高；本发明还提供其制备方法。

Description

开关柜用绝缘密封橡胶条及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶领域，具体涉及一种开关柜用绝缘密封橡胶条及其制备方法。
背景技术
随着科学技术进步的要求，目前对电力行业常用的密封条不仅要求其具有较高的绝缘性能，而且同时要求具有耐臭氧特性、耐热老化性、耐低温、耐化学腐蚀，此外还要求此产品具有环保性能，避免由于与人体的直接接触造成皮肤过敏或其它疾病的产生等；因此，传统的橡胶制品单纯具有良好的绝缘性能，已经远远满足不了现代社会的要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种开关柜用绝缘密封橡胶条，具有良好的绝缘性能，且具有耐臭氧特性、耐热老化性、耐低温、耐化学腐蚀、抗冲击、防水性能，通过添加各种添加剂对橡胶进行补强，提高橡胶的韧性、强度和耐磨性；本发明还提供其制备方法。
本发明所述的开关柜用绝缘密封橡胶条，包括内层和外层；
其中内层由以下原料制成：硝化棉树脂、甲基丙烯酸正丁酯、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、溴化丁基橡胶、网状聚酰亚胺、碳酸钙、石蜡油、凹凸棒土、纳米碳纤维、硬脂酰胺、氧化锌、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、硫磺、炭黑、白炭黑、增粘树脂、钛酸酯、苯基硅油、增塑剂、防老剂和助剂；
外层由以下原料制成：聚酰亚胺、碳酸钙、微晶蜡、防老剂和助剂。
其中：内层和外层的质量比为5-6:1。
作为一种优选的技术方案，本发明所述的开关柜用绝缘密封橡胶条，包括内层和外层；
其中内层由以下质量份数的原料制成：硝化棉树脂2-3份、甲基丙烯酸正丁酯1-2份、顺丁橡胶2-3份、三元乙丙橡胶4-5份、溴化丁基橡胶1-2份、网状聚酰亚胺3-4份、碳酸钙2-3份、石蜡油3-5份、凹凸棒土1-2份、纳米碳纤维3-4份、硬脂酰胺1-2份、氧化锌0.5-1份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-2份、硫磺2-3份、炭黑0.5-0.8份、白炭黑2-3份、增粘树脂2-3份、钛酸酯1-2份、苯基硅油1-2份、增塑剂3-5份、防老剂3-5份和助剂3-5份；
外层由以下原料制成：聚酰亚胺8-10份、碳酸钙2-3份、微晶蜡0.5-1份、防老剂1-2份和助剂1-2份。
本发明通过采用三元乙丙橡胶和顺丁橡胶作为橡胶主体材料，保证产品具有良好的绝缘性能及优良的耐臭氧老化性能和耐寒性能，再采用溴化丁基橡胶与三元乙丙橡胶和顺丁橡胶和本发明采用的树脂复配，合成出的橡胶不但具有很好的电绝缘性、耐臭氧、耐老化，耐寒性，而且具有很好的耐磨性、耐油性和高强度、高弹性。
本发明通过添加网状聚酰亚胺，使产品具有较高的硬度，且网状聚酰亚胺能促进硝化棉树脂、甲基丙烯酸正丁酯、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶和溴化丁基橡胶的融合。
本发明通过添加少量炭黑，提高产品伸长率和耐老化性等，增加产品的使用寿命。不过炭黑具有导电性，本发明通过选择添加炭黑0.5-0.8份，且添加白炭黑2-3份和增粘树脂2-3份，以减少因使用炭黑带来的绝缘性能方面的下降，保证橡胶的绝缘性能，且能降低成本，增加产品的使用寿命。
本发明添加石蜡油做为软化剂，保证产品能够满足环保方面的要求。
本发明添加碳酸钙、凹凸棒土和纳米碳纤维，与本发明采用的橡胶协同作用，提高产品的强度、韧性和耐磨性。
本发明添加硬脂酰胺1-2份、氧化锌0.5-1份和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-2份作为橡胶促进剂，效果比用单一橡胶促进剂好，氧化锌还可以作为活化剂。
本发明外层采用聚酰亚胺作为主材料，能有效防止阳光暴晒老化其内层，也能起到防腐蚀作用。本发明在外层中添加少量微晶蜡，使产品具有耐臭氧性能，微晶蜡添加量不能过多，否则会导致粘合性下降。本发明外层添加碳酸钙，提高产品整体的强度、韧性和耐磨性。
其中：
防老剂为2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹和对苯二胺按质量比为5:1混合，两者配合作用，防老化性能优，稳定性好，迁移率低。
增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三丁酯和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯按质量比为3:2:0.5混合，三者复配使用，增速效果好，与橡胶的相容速度快，耐光性好。
助剂为抗氧剂和紫外线吸收剂按质量比为1：1混合。
抗氧剂为264、1010或1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)苯；紫外线吸收剂为2,4-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑基-2)苯酚。
本发明所述的开关柜用绝缘密封橡胶条的制备方法，包括以下步骤：
(1)在密炼机中依次加入硝化棉树脂、甲基丙烯酸正丁酯、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、溴化丁基橡胶、网状聚酰亚胺、碳酸钙、凹凸棒土、纳米碳纤维、钛酸酯、苯基硅油、增塑剂、防老剂、助剂，然后启动密炼机进行混炼，时间30-35秒，温度为50℃至60℃；
(2)在步骤(1)的密炼机中加入石蜡油、炭黑、白炭黑、增粘树脂进行第二次混炼，时间50-55秒，温度90-100℃，然后冷却排胶；
(3)将步骤(2)的胶排到压片机上再加入硫磺、硬脂酰胺、氧化锌、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺进行翻炼，时间80秒，后出片下料；
(4)将外层所有原料混合，用密炼机进行混炼，时间30-40秒，温度为50℃至60℃；
(5)将步骤(3)和步骤(4)得到的产品按内层和外层的质量比为5-6:1在挤出机中挤出，冷却后得到产品。
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)本发明制备的产品可以作为开关柜用绝缘密封橡胶条，本发明选择合适的组分和含量，各组分之间协同作用，有效的改善了胶料在密炼机中的混炼、压延、挤出、成型的性能，本发明各原料之间具有很好的分散性，混炼时间较短。
(2)本发明提供的绝缘橡胶具有良好的绝缘性能，且具有耐臭氧特性、耐热老化性、耐低温、耐化学腐蚀、抗冲击、防水性能，通过添加各种添加剂对橡胶进行补强，提高了橡胶的韧性、强度和耐磨性；本发明产品耐候性好，在空气中不易老化分解，使用范围广，符合绝缘橡胶对电阻值的要求。
(3)本发明所述的制备方法工艺合理，易于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种开关柜用绝缘密封橡胶条，包括内层和外层，内层和外层的质量比为5.5:1；
其中内层由以下质量份数的原料制成：硝化棉树脂2.5份、甲基丙烯酸正丁酯1.5份、顺丁橡胶2份、三元乙丙橡胶4份、溴化丁基橡胶2份、网状聚酰亚胺4份、碳酸钙3份、石蜡油5份、凹凸棒土1份、纳米碳纤维3.5份、硬脂酰胺1.5份、氧化锌1份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2份、硫磺3份、炭黑0.8份、白炭黑3份、增粘树脂3份、钛酸酯2份、苯基硅油2份、增塑剂4份、防老剂4份和助剂4份；
外层由以下原料制成：聚酰亚胺9份、碳酸钙2.5份、微晶蜡0.5份、防老剂1份和助剂1份。
其中：防老剂为2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹和对苯二胺按质量比为5:1混合。
增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三丁酯和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯按质量比为3:2:0.5混合。
助剂为抗氧剂和紫外线吸收剂按质量比为1：1混合。
抗氧剂为264、1010或1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)苯；紫外线吸收剂为2,4-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑基-2)苯酚。
该开关柜用绝缘密封橡胶条的制备方法，包括以下步骤：
(1)在密炼机中依次加入硝化棉树脂、甲基丙烯酸正丁酯、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、溴化丁基橡胶、网状聚酰亚胺、碳酸钙、凹凸棒土、纳米碳纤维、钛酸酯、苯基硅油、增塑剂、防老剂、助剂，然后启动密炼机进行混炼，时间33秒，温度为55℃；
(2)在步骤(1)的密炼机中加入石蜡油、炭黑、白炭黑、增粘树脂进行第二次混炼，时间52秒，温度95℃，然后冷却排胶；
(3)将步骤(2)的胶排到压片机上再加入硫磺、硬脂酰胺、氧化锌、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺进行翻炼，时间80秒，后出片下料；
(4)将外层所有原料混合，用密炼机进行混炼，时间35秒，温度为55℃；
(5)将步骤(3)和步骤(4)得到的产品按内层和外层的质量比为5.5:1在挤出机中挤出，冷却后得到产品。
实施例2
一种开关柜用绝缘密封橡胶条，包括内层和外层，内层和外层的质量比为5:1；
其中内层由以下质量份数的原料制成：硝化棉树脂2份、甲基丙烯酸正丁酯1份、顺丁橡胶3份、三元乙丙橡胶5份、溴化丁基橡胶1.5份、网状聚酰亚胺3.5份、碳酸钙2.5份、石蜡油4份、凹凸棒土2份、纳米碳纤维3份、硬脂酰胺1份、氧化锌0.8份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.5份、硫磺2.5份、炭黑0.6份、白炭黑2.5份、增粘树脂2.5份、钛酸酯1.5份、苯基硅油1-2份、增塑剂3份、防老剂3份和助剂5份；
外层由以下原料制成：聚酰亚胺8份、碳酸钙2份、微晶蜡1份、防老剂2份和助剂2份。
其中：防老剂为2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹和对苯二胺按质量比为5:1混合。
增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三丁酯和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯按质量比为3:2:0.5混合。
助剂为抗氧剂和紫外线吸收剂按质量比为1：1混合。
抗氧剂为264、1010或1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)苯；紫外线吸收剂为2,4-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑基-2)苯酚。
该开关柜用绝缘密封橡胶条的制备方法，包括以下步骤：
(1)在密炼机中依次加入硝化棉树脂、甲基丙烯酸正丁酯、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、溴化丁基橡胶、网状聚酰亚胺、碳酸钙、凹凸棒土、纳米碳纤维、钛酸酯、苯基硅油、增塑剂、防老剂、助剂，然后启动密炼机进行混炼，时间30秒，温度为60℃；
(2)在步骤(1)的密炼机中加入石蜡油、炭黑、白炭黑、增粘树脂进行第二次混炼，时间50秒，温度100℃，然后冷却排胶；
(3)将步骤(2)的胶排到压片机上再加入硫磺、硬脂酰胺、氧化锌、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺进行翻炼，时间80秒，后出片下料；
(4)将外层所有原料混合，用密炼机进行混炼，时间30秒，温度为60℃；
(5)将步骤(3)和步骤(4)得到的产品按内层和外层的质量比为5:1在挤出机中挤出，冷却后得到产品。
实施例3
一种开关柜用绝缘密封橡胶条，包括内层和外层，内层和外层的质量比为6:1；
其中内层由以下质量份数的原料制成：硝化棉树脂3份、甲基丙烯酸正丁酯2份、顺丁橡胶2.5份、三元乙丙橡胶4.5份、溴化丁基橡胶1份、网状聚酰亚胺3份、碳酸钙2份、石蜡油3份、凹凸棒土1.5份、纳米碳纤维4份、硬脂酰胺2份、氧化锌0.5份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1份、硫磺2份、炭黑0.5份、白炭黑2份、增粘树脂2份、钛酸酯1份、苯基硅油1份、增塑剂5份、防老剂5份和助剂3份；
外层由以下原料制成：聚酰亚胺10份、碳酸钙3份、微晶蜡0.8份、防老剂1.5份和助剂1.5份。
其中：防老剂为2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹和对苯二胺按质量比为5:1混合。
增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三丁酯和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯按质量比为3:2:0.5混合。
助剂为抗氧剂和紫外线吸收剂按质量比为1：1混合。
抗氧剂为264、1010或1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)苯；紫外线吸收剂为2,4-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑基-2)苯酚。
该开关柜用绝缘密封橡胶条的制备方法，包括以下步骤：
(1)在密炼机中依次加入硝化棉树脂、甲基丙烯酸正丁酯、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、溴化丁基橡胶、网状聚酰亚胺、碳酸钙、凹凸棒土、纳米碳纤维、钛酸酯、苯基硅油、增塑剂、防老剂、助剂，然后启动密炼机进行混炼，时间35秒，温度为50℃；
(2)在步骤(1)的密炼机中加入石蜡油、炭黑、白炭黑、增粘树脂进行第二次混炼，时间55秒，温度90℃，然后冷却排胶；
(3)将步骤(2)的胶排到压片机上再加入硫磺、硬脂酰胺、氧化锌、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺进行翻炼，时间80秒，后出片下料；
(4)将外层所有原料混合，用密炼机进行混炼，时间40秒，温度为50℃；
(5)将步骤(3)和步骤(4)得到的产品按内层和外层的质量比为6:1在挤出机中挤出，冷却后得到产品。

Claims (7)

1.一种开关柜用绝缘密封橡胶条，其特征在于：包括内层和外层；
其中内层由以下质量份数的原料制成：硝化棉树脂2-3份、甲基丙烯酸正丁酯1-2份、顺丁橡胶2-3份、三元乙丙橡胶4-5份、溴化丁基橡胶1-2份、网状聚酰亚胺3-4份、碳酸钙2-3份、石蜡油3-5份、凹凸棒土1-2份、纳米碳纤维3-4份、硬脂酰胺1-2份、氧化锌0.5-1份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-2份、硫磺2-3份、炭黑0.5-0.8份、白炭黑2-3份、增粘树脂2-3份、钛酸酯1-2份、苯基硅油1-2份、增塑剂3-5份、防老剂3-5份和助剂3-5份；
外层由以下原料制成：聚酰亚胺8-10份、碳酸钙2-3份、微晶蜡0.5-1份、防老剂1-2份和助剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的开关柜用绝缘密封橡胶条，其特征在于：内层和外层的质量比为5-6:1。
3.根据权利要求1所述的开关柜用绝缘密封橡胶条，其特征在于：防老剂为2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹和对苯二胺按质量比为5:1混合。
4.根据权利要求1所述的开关柜用绝缘密封橡胶条，其特征在于：增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三丁酯和邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯按质量比为3:2:0.5混合。
5.根据权利要求1所述的开关柜用绝缘密封橡胶条，其特征在于：助剂为抗氧剂和紫外线吸收剂按质量比为1：1混合。
6.根据权利要求5所述的开关柜用绝缘密封橡胶条，其特征在于：抗氧剂为264、1010或1,3,5-三甲基-2,4,6-三（3,5-二叔丁基-4-羟基苯）苯；紫外线吸收剂为2,4-叔丁基-6-（5-氯代苯并三唑基-2）苯酚。
7.一种权利要求1所述的开关柜用绝缘密封橡胶条的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在密炼机中依次加入硝化棉树脂、甲基丙烯酸正丁酯、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、溴化丁基橡胶、网状聚酰亚胺、碳酸钙、凹凸棒土、纳米碳纤维、钛酸酯、苯基硅油、增塑剂、防老剂、助剂，然后启动密炼机进行混炼，时间30-35秒，温度为50℃至60℃；
（2）在步骤（1）的密炼机中加入石蜡油、炭黑、白炭黑、增粘树脂进行第二次混炼，时间50-55秒，温度90-100℃，然后冷却排胶 ；
（3）将步骤（2）的胶排到压片机上再加入硫磺、硬脂酰胺、氧化锌、N-环己基-2- 苯并噻唑次磺酰胺进行翻炼，时间80秒，后出片下料；
（4）将外层所有原料混合，用密炼机进行混炼，时间30-40秒，温度为50℃至60℃；
（5）将步骤（3）和步骤（4）得到的产品按内层和外层的质量比为5-6:1在挤出机中挤出，冷却后得到产品。
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