CN106883473A - 一种变压器橡胶密封垫及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于密封材料技术领域，具体涉及一种变压器橡胶密封垫及其制备方法，所述变压器橡胶密封垫由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶50‑70份，氯化聚乙烯20‑30份，木质纤维3‑10份，纳米二氧化钛5‑10份，补强剂15‑30份，防老剂1‑5份，促进剂1‑3份，硫磺1‑3份，氧化锌3‑6份，硬脂酸5‑10份，增塑剂10‑20份和交联剂2‑10份。本发明变压器橡胶密封垫强度高，压缩变形小，抗老化性能优异。

Description

一种变压器橡胶密封垫及其制备方法
技术领域
本发明属于密封材料技术领域，具体涉及一种变压器橡胶密封垫及其制备方法。
背景技术
变压器密封垫对防止油的渗漏具有重要的作用，目前常用的密封垫多为橡胶密封垫，但是现有的橡胶密封垫耐油性能差，老化速度快，特别是在高温下，极易引起密封垫老化龟裂，造成变压器渗漏油。
中国专利申请CN103509297A公开了一种抗老化变压器密封垫及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：氟橡胶50-70、氯醇橡胶20-30、丁腈橡胶15-25、氧化镁2-3、硬脂酸1-2、氢氧化钙3-6、双酚AF 2-3、硫化剂HVA-2 0.4-0.6、苄基三苯基氯化膦0.5-1、防老剂ODA 1-2、防老剂NBC 0.5-1、硫脲1-2、环氧硬脂酸丁酯5-10、壬二酸二异辛酯4-8、炭黑N99020-30、纳米天青石8-12、硅微粉5-10、复合填料4-6。本发明密封垫具有优异的机械强度、耐老化、耐油、压缩回弹性、耐酸碱、耐磨性等性能，使得密封垫在恶劣环境下工作不老化、不变形、不龟裂，经久耐用，达到理想密封效果，避免变压器运行中的渗漏油现象。中国专利1036665476B公开了一种变压器用丁腈/丙烯酸酯橡胶密封垫及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：丁腈橡胶60-80、丙烯酸酯橡胶20-40、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10-15、甲基丙烯酸镁4-6、硬脂酸锌2-3、炭黑N550 25-35、过氧化二异丙苯0.5-1、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2-3、三烯丙基异氰尿酸酯1.5-2.5、氯化石蜡5-10、邻苯二甲酸二丁酯10-15、煅烧陶土4-8、纳米重晶石粉5-10、复合填料3-6、防老剂MBZ 1-2、促进剂DPTT 0.5-1、促进剂NA-22 0.5-1。该发明制得的密封垫具有优异的机械强度、压缩回弹性、耐高温老化、耐冲击、耐磨，耐油等性能，大大提高了丁腈橡胶密封垫的使用寿命。但是，上述专利密封垫强度低，耐磨性差，而且原料种类复杂，制作成本较高。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种压器橡胶密封垫及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种变压器橡胶密封垫，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶50-70份，氯化聚乙烯20-30份，木质纤维3-10份，纳米二氧化钛5-10份，补强剂15-30份，防老剂1-5份，促进剂1-3份，硫磺1-3份，氧化锌3-6份，硬脂酸5-10份，增塑剂10-20份和交联剂2-10份。
优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。
优选地，所述补强剂为炭黑N330、炭黑N550、炭黑N660、炭黑N990和白炭黑VN-3中一种或几种。
优选地，所述的防老剂为防老剂RD、4020、MB和NBC中一种或几种。
优选地，所述的促进剂为促进剂M、DM、TBBS、TMTD和NA-22中一种或几种。
优选地，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或几种。
优选地，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、1,3-双（2-叔丁基过氧基异丙基）苯和1,4-双叔丁基过氧异丙基苯中一种或几种。
优选地，所述变压器橡胶密封垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丁腈橡胶和氯化聚乙烯加入密炼机中，加热至90-110℃，混炼8-12min；
（2）将步骤（1）胶料加入开炼机中，加入木质纤维、纳米二氧化钛、补强剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸和增塑剂，130-150℃条件下开炼4-8min，然后降温至60-70℃，加入其余原料，混炼3-5min成型；
（3）将步骤（2）成型坯件放入硫化设备中，165-175℃、压力15-20MPa条件下硫化5-10min，切割，修边，即得。
本发明的积极有益效果：
1. 本发明丁腈橡胶耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强；氯化聚乙烯具有优良的耐候性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能，两者合用，提高了丁腈橡胶的耐油性能，解决了传统橡胶密封垫老化性能差的技术问题。木质纤维比重小、比表面积大，具有优良的保温、隔热、隔声、绝缘和透气性能，热膨胀均匀不起壳不开裂，具有优良的柔韧性及分散性，防冻和防热能力也非常强，与上述橡胶形成互穿的网络结构，进一步提高了本发明橡胶密封垫的柔韧性，延长了橡胶密封垫的使用寿命。纳米二氧化钛提高了橡胶垫片的耐磨性。因此，各种原料协同作用，所得变压器橡胶密封垫强度高，压缩变形小，抗老化性能优异。
2. 本发明所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm，稳定性好，降低了橡胶垫的表面粗糙度，抗粘效果大大提高，提高了橡胶密封垫的耐磨性。所述补强剂为炭黑N330、炭黑N550、炭黑N660、炭黑N990和白炭黑VN-3中一种或几种，提高了橡胶密封垫的机械强度。所述的防老剂为防老剂RD、4020、MB和NBC中一种或几种，抗老化性能优异，进一步提高了橡胶密封垫的抗老化性能。所述的促进剂为促进剂M、DM、TBBS、TMTD和NA-22中一种或几种，促进胶料的硫化。所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯和邻苯二甲酸二丁酯的一种或几种，降低橡胶的玻璃化温度，令橡胶可塑性、流动性，便于压延、压出成型操作，同时还能降低橡胶的硬度和定伸应力、提高弹性。所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、1,3-双（2-叔丁基过氧基异丙基）苯和1,4-双叔丁基过氧异丙基苯中一种或几种，利于各原料之间形成稳定的网络结构，提高了橡胶密封垫的耐热性能。
3. 本发明橡胶密封垫的制备方法简单，原料种类简单，各原料混合均匀，交联效果好，所得变压器橡胶密封垫强度高，压缩变形小，抗老化性能优异。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式，对本发明进一步说明。
实施例1
一种变压器橡胶密封垫，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶50份，氯化聚乙烯20份，木质纤维3份，纳米二氧化钛5份，补强剂15份，防老剂1份，促进剂1份，硫磺1份，氧化锌3份，硬脂酸5份，增塑剂10份和交联剂2份。
所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。
所述补强剂为炭黑N330。
所述的防老剂为防老剂RD。
所述的促进剂为促进剂M。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
所述交联剂为过氧化苯甲酰。
上述变压器橡胶密封垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丁腈橡胶和氯化聚乙烯加入密炼机中，加热至90℃，混炼10min；
（2）将步骤（1）胶料加入开炼机中，加入木质纤维、纳米二氧化钛、补强剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸和增塑剂，140℃条件下开炼5min，然后降温至60℃，加入其余原料，混炼5min成型；
（3）将步骤（2）成型坯件放入硫化设备中，170℃、压力16MPa条件下硫化8min，切割，修边，即得。
实施例2
一种变压器橡胶密封垫，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶52份，氯化聚乙烯22份，木质纤维4份，纳米二氧化钛6份，补强剂18份，防老剂2份，促进剂1.5份，硫磺1.3份，氧化锌3.5份，硬脂酸6份，增塑剂12份和交联剂3份。
所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。
所述补强剂为炭黑N550。
所述的防老剂为防老剂4020。
所述的促进剂为促进剂DM。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯，两者重量比为1:1。
所述交联剂为1,3-双（2-叔丁基过氧基异丙基）苯。
上述变压器橡胶密封垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丁腈橡胶和氯化聚乙烯加入密炼机中，加热至100℃，混炼8min；
（2）将步骤（1）胶料加入开炼机中，加入木质纤维、纳米二氧化钛、补强剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸和增塑剂，130℃条件下开炼6min，然后降温至65℃，加入其余原料，混炼3min成型；
（3）将步骤（2）成型坯件放入硫化设备中，175℃、压力15MPa条件下硫化10min，切割，修边，即得。
实施例3
一种变压器橡胶密封垫，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶56份，氯化聚乙烯24份，木质纤维5份，纳米二氧化钛7份，补强剂22份，防老剂3份，促进剂2份，硫磺1.8份，氧化锌4份，硬脂酸6.5份，增塑剂15份和交联剂4份。
所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。
所述补强剂为炭黑N330和炭黑N660，两者重量比为1:1。
所述的防老剂为防老剂MB。
所述的促进剂为促进剂NA-22。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
所述交联剂为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯。
上述变压器橡胶密封垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丁腈橡胶和氯化聚乙烯加入密炼机中，加热至110℃，混炼12min；
（2）将步骤（1）胶料加入开炼机中，加入木质纤维、纳米二氧化钛、补强剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸和增塑剂，150℃条件下开炼4min，然后降温至70℃，加入其余原料，混炼4min成型；
（3）将步骤（2）成型坯件放入硫化设备中，165℃、压力18MPa条件下硫化6min，切割，修边，即得。
实施例4
一种变压器橡胶密封垫，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶60份，氯化聚乙烯25份，木质纤维6份，纳米二氧化钛7份，补强剂25份，防老剂3份，促进剂2份，硫磺2份，氧化锌4份，硬脂酸7份，增塑剂15份和交联剂5份。
所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。
所述补强剂为炭黑N660。
所述的防老剂为防老剂RD。
所述的促进剂为促进剂TBBS。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
所述交联剂为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯。
上述变压器橡胶密封垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丁腈橡胶和氯化聚乙烯加入密炼机中，加热至100℃，混炼10min；
（2）将步骤（1）胶料加入开炼机中，加入木质纤维、纳米二氧化钛、补强剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸和增塑剂，140℃条件下开炼5min，然后降温至60℃，加入其余原料，混炼4min成型；
（3）将步骤（2）成型坯件放入硫化设备中，170℃、压力16MPa条件下硫化8min，切割，修边，即得。
实施例5
一种变压器橡胶密封垫，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶62份，氯化聚乙烯26份，木质纤维7份，纳米二氧化钛7份，补强剂26份，防老剂3份，促进剂2份，硫化剂2.1份，氧化锌4份，硬脂酸7份，增塑剂16份和交联剂5份。
所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。
所述补强剂为白炭黑VN-3。
所述的防老剂为防老剂NBC。
所述的促进剂为TMTD。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
所述交联剂为过氧化二异丙苯。
上述变压器橡胶密封垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丁腈橡胶和氯化聚乙烯加入密炼机中，加热至110℃，混炼8min；
（2）将步骤（1）胶料加入开炼机中，加入木质纤维、纳米二氧化钛、补强剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸和增塑剂，130℃条件下开炼8min，然后降温至65℃，加入其余原料，混炼5min成型；
（3）将步骤（2）成型坯件放入硫化设备中，170℃、压力20MPa条件下硫化5min，切割，修边，即得。
实施例6
一种变压器橡胶密封垫，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶65份，氯化聚乙烯27份，木质纤维8份，纳米二氧化钛8份，补强剂28份，防老剂3.5份，促进剂2.5份，硫磺2.3份，氧化锌4.5份，硬脂酸7份，增塑剂18份和交联剂6份。
所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。
所述补强剂为炭黑N990。
所述的防老剂为防老剂MB。
所述的促进剂为促进剂NA-22。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯。
所述交联剂为过氧化苯甲酰。
上述变压器橡胶密封垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丁腈橡胶和氯化聚乙烯加入密炼机中，加热至90℃，混炼11min；
（2）将步骤（1）胶料加入开炼机中，加入木质纤维、纳米二氧化钛、补强剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸和增塑剂，130℃条件下开炼4min，然后降温至70℃，加入其余原料，混炼3min成型；
（3）将步骤（2）成型坯件放入硫化设备中，175℃、压力20MPa条件下硫化5min，切割，修边，即得。
实施例7
一种变压器橡胶密封垫，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶67份，氯化聚乙烯28份，木质纤维9份，纳米二氧化钛9份，补强剂30份，防老剂4份，促进剂2.4份，硫磺2.6份，氧化锌5份，硬脂酸8份，增塑剂19份和交联剂8份。
所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。
所述补强剂为炭黑N330。
所述的防老剂为防老剂RD。
所述的促进剂为促进剂TBBS和NA-22，两者重量比为1:1。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
所述交联剂为1,3-双（2-叔丁基过氧基异丙基）苯。
上述变压器橡胶密封垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丁腈橡胶和氯化聚乙烯加入密炼机中，加热至90℃，混炼12min；
（2）将步骤（1）胶料加入开炼机中，加入木质纤维、纳米二氧化钛、补强剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸和增塑剂，130℃条件下开炼5min，然后降温至65℃，加入其余原料，混炼5min成型；
（3）将步骤（2）成型坯件放入硫化设备中，170℃、压力15Pa条件下硫化8min，切割，修边，即得。
实施例8
一种变压器橡胶密封垫，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶70份，氯化聚乙烯30份，木质纤维10份，纳米二氧化钛10份，补强剂30份，防老剂5份，促进剂3份，硫磺3份，氧化锌6份，硬脂酸10份，增塑剂20份和交联剂10份。
所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。
所述补强剂为白炭黑VN-3。
所述的防老剂为防老剂RD和4020，两者重量比为1:1。
所述的促进剂为促进剂M。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯。
所述交联剂为过氧化二异丙苯。
上述变压器橡胶密封垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丁腈橡胶和氯化聚乙烯加入密炼机中，加热至100℃，混炼10min；
（2）将步骤（1）胶料加入开炼机中，加入木质纤维、纳米二氧化钛、补强剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸和增塑剂，140℃条件下开炼5min，然后降温至65℃，加入其余原料，混炼5min成型；
（3）将步骤（2）成型坯件放入硫化设备中，170℃、压力20Pa条件下硫化6min，切割，修边，即得。
对比实施例1
一种变压器橡胶密封垫，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶60份，氯化聚乙烯25份，木质纤维6份，补强剂25份，防老剂3份，促进剂2份，硫磺2份，氧化锌4份，硬脂酸7份，增塑剂15份和交联剂5份。
所述补强剂为炭黑N660。
所述的防老剂为防老剂RD。
所述的促进剂为促进剂TBBS。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
所述交联剂为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯。
上述变压器橡胶密封垫的制备方法见实施例4。
对比实施例2
一种变压器橡胶密封垫，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶60份，丙烯酸酯橡胶25份，木质纤维6份，纳米二氧化钛7份，补强剂25份，防老剂3份，促进剂2份，硫磺2份，氧化锌4份，硬脂酸7份，增塑剂15份和交联剂5份。
所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。
所述补强剂为炭黑N660。
所述的防老剂为防老剂RD。
所述的促进剂为促进剂TBBS。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
所述交联剂为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯。
上述变压器橡胶密封垫的制备方法见实施例4。
对比实施例3
一种变压器橡胶密封垫，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶60份，氯化聚乙烯25份，纳米二氧化钛7份，补强剂25份，防老剂3份，促进剂2份，硫磺2份，氧化锌4份，硬脂酸7份，增塑剂15份和交联剂5份。
所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。
所述补强剂为炭黑N660。
所述的防老剂为防老剂RD。
所述的促进剂为促进剂TBBS。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
所述交联剂为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯。
上述变压器橡胶密封垫的制备方法见实施例4。
根据国家标准JB/T 8448.1-2004，本发明实施例1-8和对比实施例1-3变压器橡胶密封垫物理性能如下：
表1 本发明实施例1-8变压器橡胶密封垫物理性能
由表1可知，相比较与对比例，本发明实施例1-8变压器橡胶密封垫拉伸强度≥24.7MPa，扯断伸长率≥549%，断裂强度≥49.2kN﹒m-1，热空气压缩永久变形≤15.3%，浸25号变压器油压缩永久变形≤24.3%，耐受25号变压器油体积变化率≤4.0%，因此，本发明变压器橡胶密封垫强度高，压缩变形小，抗老化性能优异。

Claims (8)

1.一种变压器橡胶密封垫，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶50-70份，氯化聚乙烯20-30份，木质纤维3-10份，纳米二氧化钛5-10份，补强剂15-30份，防老剂1-5份，促进剂1-3份，硫磺1-3份，氧化锌3-6份，硬脂酸5-10份，增塑剂10-20份和交联剂2-10份。
2.根据权利要求1所述的变压器橡胶密封垫，其特征在于，所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。
3.根据权利要求1所述的变压器橡胶密封垫，其特征在于，所述补强剂为炭黑N330、炭黑N550、炭黑N660、炭黑N990和白炭黑VN-3中一种或几种。
4.根据权利要求1所述的变压器橡胶密封垫，其特征在于，所述的防老剂为防老剂RD、4020、MB和NBC中一种或几种。
5.根据权利要求1所述的变压器橡胶密封垫，其特征在于，所述的促进剂为促进剂M、DM、TBBS、TMTD和NA-22中一种或几种。
6.根据权利要求1所述的变压器橡胶密封垫，其特征在于，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的变压器橡胶密封垫，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、1,3-双（2-叔丁基过氧基异丙基）苯和1,4-双叔丁基过氧异丙基苯中一种或几种。
8.一种权利要求1-7任一项所述的变压器橡胶密封垫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将丁腈橡胶和氯化聚乙烯加入密炼机中，加热至90-110℃，混炼8-12min；
（2）将步骤（1）胶料加入开炼机中，加入木质纤维、纳米二氧化钛、补强剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸和增塑剂，130-150℃条件下开炼4-8min，然后降温至60-70℃，加入其余原料，混炼3-5min成型；
（3）将步骤（2）成型坯件放入硫化设备中，165-175℃、压力15-20MPa条件下硫化5-10min，切割，修边，即得。
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