CN106832952A - 一种绝缘子用新型有机硅复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种绝缘子用新型有机硅复合材料及其制备方法属于硅橡胶技术领域。应用本发明制备的有机硅复合材料在退役绝缘子填料的存在下，与其它组分的协同作用下，使得新型有机硅复合材料制备的绝缘子具有较好的拉伸强度、撕裂强度及电绝缘强度，实验结果表明：本发明提供的新型有机硅复合材料的拉伸强度为2.0MPa～4.5MPa，拉断伸长率为110％～170％，电绝缘强度10kV/m～20kV/m。

Description

一种绝缘子用新型有机硅复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于硅橡胶技术领域，尤其涉及一种绝缘子用新型有机硅复合材料及其制备方法。
背景技术
随着城市的人口增长,社会和科学技术的飞速发展和人们消费习惯的改变，固体废物大量增长。进入21世纪，人类面对的主要难题之一就是废物处理。由于大部分高分子材料不能生物降解，如何处理废旧橡胶、塑料就成为一个日益迫切的环境和经济问题。高分子材料有质量轻，柔韧性好，通用性好等诸多优点，因而得到了广泛的应用。在完成它们的使用寿命后，废旧高分子材料可以回收再利用。
近20年来，在全球电力工程中，用覆盖有聚合物保护层的高压绝缘子来取代陶瓷高压绝缘子和玻璃高压绝缘子的趋势已经非常明显。现在，在俄罗斯以及独联体国家内的电力系统中投入运行的各种形状和结构的聚合物绝缘子已逾25万套。特别是无需使用线担就能悬挂导线的悬挂棒式绝缘子已得到广泛的应用。绝缘子包括用玻璃纤维增强的高强度环氧胶料加工的绝缘体，金属配件和保护层。制备绝缘子防护包覆层的主要材料是填充了大量经过净化的二氧化硅粉末(石英矿)或氢氧化铝的环氧树脂，乙烯与乙酸乙烯酯的共聚物(也含上述填充剂)以及硅橡胶。这其中，硅橡胶由于其良好的耐候性、弹性、环境友好性而具有广阔的应用前景。同时，与大多数其他绝缘材料不同，硅橡胶还具有较低的表面能，即可阻止在制品表面上生成连续的水膜，进而能阻止电弧泄漏。
但不可忽略的是，聚合物绝缘子的价格要比传统绝缘子贵得多，因此，成本大大地限制了它的应用。而应用再生处理废弃的或已满使用期限硅橡胶层，将制得的再生胶粉加进保护用包覆层的组分中，在不影响材料性能的情况下可大大降低了聚合物绝缘子的成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种绝缘子用新型有机硅复合材料及其制备方法，本发明提供的绝缘子用新型有机硅复合材料具有较好的拉伸强度、撕裂强度和电绝缘强度。
一种绝缘子用新型有机硅复合材料，包括以下组分：硅橡胶、退役绝缘子填料、硅油、硅烷偶联剂、硫化剂、铂催化剂、橡胶填料，并且硅橡胶、退役绝缘子填料、硅油、硅烷偶联剂、硫化剂、铂催化剂以及橡胶填料的质量比为100：(5～30)：(1～20)：(0～10)：(0.8～5)：(0.01～0.05)：(10～50)。
所述退役绝缘子填料为改性的退役绝缘子填料。
所述硫化剂为过氧化二异丙苯和/或2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)已烷；
所述铂催化剂为二氧化铂、氯铂酸和铂的络合物中的一种以上。
所述硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基硅橡胶中的一种以上。
所述橡胶填料为二氧化硅。
一种绝缘子用新型有机硅复合材料的制备方法，利用所述的一种绝缘子用新型有机硅复合材料，其特征是：包括以下步骤：
将硅橡胶、退役绝缘子填料、硅油、硅烷偶联剂、硫化剂、铂催化剂、橡胶填料按照质量比为100：(5～30)：(1～20)：(0～10)：(0.8～5)：(0.01～0.05)：(10～50)在双辊机中混合并进行硫化反应，硫化反应的温度为150℃～200℃，硫化反应的时间为15min～240min，所述硫化反应的压力为5MPa～15MPa。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：
通过本发明制备的耐热有机硅复合材料在退役绝缘子填料的存在下，与其它组分的协同作用下，使得新型有机硅复合材料制备的绝缘子具有较好的拉伸强度、撕裂强度及电绝缘强度，实验结果表明：本发明提供的新型有机硅复合材料的拉伸强度为2.0MPa～4.5MPa，拉断伸长率为110％～170％，电绝缘强度10kV/m～20kV/m。
具体实施方式
本发明提供了一种绝缘子用新型有机硅复合材料，由包括以下组分的原料制得：硅橡胶、退役绝缘子填料、硅油、硅烷偶联剂、硫化剂、铂催化剂、橡胶填料。
优选地，所述硅橡胶、退役绝缘子填料、硅油、硅烷偶联剂、硫化剂、铂催化剂、橡胶填料的质量比为100：(5～30)：(1～20)：(0～10)：(0.8～5)：(0.01～0.05)：(10～50)。
优选地，所述硅橡胶选自二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基硅橡胶中的一种或多种。
优选地，所述硫化剂选自过氧化二异丙苯和/或2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)已烷；
所述铂催化剂选自二氧化铂、氯铂酸和铂的络合物中的一种或多种。
所述橡胶填料为二氧化硅。
所述硅烷偶联剂为在室温下将乙烯基三烷氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三烷氧基硅烷按质量比为100:(50～100)加入到反应釜中，搅拌乙烯基三烷氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三烷氧基硅烷的混合物，并且加热至100℃～150℃，保持100℃～150℃反应3小时～5小时，冷却，过滤，获得的滤渣为硅橡胶粉体表面改性剂新型硅烷偶联剂组合物。
所述退役绝缘子填料为应用所述新型硅烷偶联剂制备的改性的退役绝缘子填料。
一种绝缘子用新型有机硅复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将硅橡胶、退役绝缘子填料、硅油、硅烷偶联剂、硫化剂、铂催化剂、橡胶填料按照质量比为100：(5～30)：(1～20)：(0～10)：(0.8～5)：(0.01～0.05)：(10～50)在双辊机中混合并进行硫化反应，得到绝缘子用新型有机硅复合材料；
优选地，所述硫化反应的温度为150℃～200℃；所述硫化反应的时间为15min～240min；所述硫化反应的压力为5MPa～15MPa。
实施例1
将100g分子量为50万的甲基乙烯基硅橡胶、改性退役绝缘子填料22.5g、羟基硅油8g、过氧化二异丙苯1.44g、铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷配合物(铂的质量分数为1.0×10-4％)0.01g、气相白炭黑30g通过双辊机进行混合，混合均匀后制成2mm的样品于170℃、10MPa下进行硫化，硫化时间为20min，得到有机硅复合材料。
本发明按照上述技术方案所述测试方法对制得的新型有机硅复合材料进行性能测试，测试结果见表1：
表1 本发明提供的实施例1～2和比较例制备的新型有机硅复合材料的性能测试结果
实施例2
将100g分子量为50万的甲基乙烯基硅橡胶、改性退役绝缘子填料10g、羟基硅油7g、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷2g、铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷配合物(铂的质量分数为1.0×10-4％)0.02g、气相白炭黑40g通过双辊机进行混合，混合均匀后制成2mm样品于175℃、10MPa下进行硫化，硫化时间为20min，得到新型有机硅复合材料。
本发明按照上述技术方案所述测试方法对制得的新型有机硅复合材料进行性能测试，测试结果见表1。

Claims (7)

1.一种绝缘子用新型有机硅复合材料，其特征是：
包括以下组分：硅橡胶、退役绝缘子填料、硅油、硅烷偶联剂、硫化剂、铂催化剂、橡胶填料，并且硅橡胶、退役绝缘子填料、硅油、硅烷偶联剂、硫化剂、铂催化剂以及橡胶填料的质量比为100：(5～30)：(1～20)：(0～10)：(0.8～5)：(0.01～0.05)：(10～50)。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘子用新型有机硅复合材料，其特征是：所述退役绝缘子填料为改性的退役绝缘子填料。
3.根据权利要求1所述的一种绝缘子用新型有机硅复合材料，其特征是：所述硫化剂为过氧化二异丙苯和/或2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)已烷。
4.根据权利要求1所述的一种绝缘子用新型有机硅复合材料，其特征是：所述铂催化剂为二氧化铂、氯铂酸和铂的络合物中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的一种绝缘子用新型有机硅复合材料，其特征是：所述硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基硅橡胶中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种绝缘子用新型有机硅复合材料，其特征是：所述橡胶填料为二氧化硅。
7.一种绝缘子用新型有机硅复合材料的制备方法，利用权利要求1所述的一种绝缘子用新型有机硅复合材料，其特征是：包括以下步骤：
将硅橡胶、退役绝缘子填料、硅油、硅烷偶联剂、硫化剂、铂催化剂、橡胶填料按照质量比为100：(5～30)：(1～20)：(0～10)：(0.8～5)：(0.01～0.05)：(10～50)在双辊机中混合并进行硫化反应，硫化反应的温度为150℃～200℃，硫化反应的时间为15min～240min，所述硫化反应的压力为5MPa～15MPa。
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