CN106916452A - 一种抗老化绝缘材料及其制备工艺 - Google Patents

一种抗老化绝缘材料及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗老化绝缘材料及其制备工艺，绝缘材料组份按重量份数包括硅橡胶30‑60份、纳米级硅微粉10‑20份、纳米级二氧化钛粉末5‑15份、超细氧化锡锑3‑10份、氢氧化镁3‑10份、氟硅树脂层5‑20份、硫酸钡粉4‑10份、碳纳米管10‑20份、三乙烯四胺固化剂5‑10份、聚丙烯增强纤维10‑30份、煅烧陶土5‑15份以及防老剂2‑8份，本发明制备工艺简单，制得的绝缘材料抗老化性能强，具有优越的耐磨、耐高温、抗冲击性能，适用于制备电力电缆、航海设备电缆。

Description

一种抗老化绝缘材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及绝缘材料制备技术领域，具体为一种抗老化绝缘材料及其制备工艺。
背景技术
近年来，我国电力事业发展迅速，电网系统运行电压等级不断提高，网络规模逐步扩大，超高或特高压输电网络是国家电网正在全力打造的智能电网的骨架和核心，建设特高压输电网络能够大幅度提升我国电网的输送能力，降低长距离电力输送损耗，但是更高的电压等级及直流输电对广泛应用于电气设备的绝缘材料的安全可靠性提出了重大挑战，高性能绝缘材料是构成高压、特高压输变电设备和网路的技术核心与关键，其电气性能的高低与稳定直接关系到了整个输电网络的电压等级与安全，现有的绝缘材料性能比较单一，用途针对性很强，不能做到抗老化、耐高温和绝缘的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗老化绝缘材料及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗老化绝缘材料,绝缘材料组份按重量份数包括硅橡胶30-60份、纳米级硅微粉10-20份、纳米级二氧化钛粉末5-15份、超细氧化锡锑3-10份、氢氧化镁3-10份、氟硅树脂层5-20份、硫酸钡粉4-10份、碳纳米管10-20份、三乙烯四胺固化剂5-10份、聚丙烯增强纤维10-30份、煅烧陶土5-15份以及防老剂2-8份。
优选的，优选的成分配比为：硅橡胶45份、纳米级硅微粉15份、纳米级二氧化钛粉末10份、超细氧化锡锑7份、氢氧化镁7份、氟硅树脂层12份、硫酸钡粉7份、碳纳米管15份、三乙烯四胺固化剂8份、聚丙烯增强纤维20份、煅烧陶土10份以及防老剂5份。
优选的，其制备工艺包括以下步骤：
A、将硅橡胶、纳米级硅微粉、纳米级二氧化钛粉末、超细氧化锡锑、氢氧化镁、氟硅树脂层、硫酸钡粉混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为80℃-110℃，混炼时间为30min-60min，得到混合物A；
B、将混合物A冷却至常温后加入碳纳米管、三乙烯四胺固化剂、聚丙烯增强纤维、煅烧陶土、防老剂，混合后加入机械搅拌釜中搅拌，搅拌釜转速为3000-5000转/分，搅拌时间为20min-40min，得到混合物B；
C、将混合物B排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在180℃下注塑成型即得。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备工艺简单，制得的绝缘材料抗老化性能强，具有优越的耐磨、耐高温、抗冲击性能，适用于制备电力电缆、航海设备电缆；另外，本发明中添加有纳米级硅微粉、纳米级二氧化钛粉末、超细氧化锡锑，能够进一步增强绝缘材料的绝缘性能和耐高温性能。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种抗老化绝缘材料,绝缘材料组份按重量份数包括硅橡胶30-60份、纳米级硅微粉10-20份、纳米级二氧化钛粉末5-15份、超细氧化锡锑3-10份、氢氧化镁3-10份、氟硅树脂层5-20份、硫酸钡粉4-10份、碳纳米管10-20份、三乙烯四胺固化剂5-10份、聚丙烯增强纤维10-30份、煅烧陶土5-15份以及防老剂2-8份。
实施例一：
本实施例中，绝缘材料组份按重量份数包括硅橡胶30份、纳米级硅微粉10份、纳米级二氧化钛粉末5份、超细氧化锡锑3份、氢氧化镁3份、氟硅树脂层5份、硫酸钡粉4份、碳纳米管10份、三乙烯四胺固化剂5份、聚丙烯增强纤维10份、煅烧陶土5份以及防老剂2份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将硅橡胶、纳米级硅微粉、纳米级二氧化钛粉末、超细氧化锡锑、氢氧化镁、氟硅树脂层、硫酸钡粉混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为80℃，混炼时间为30min，得到混合物A；
B、将混合物A冷却至常温后加入碳纳米管、三乙烯四胺固化剂、聚丙烯增强纤维、煅烧陶土、防老剂，混合后加入机械搅拌釜中搅拌，搅拌釜转速为3000转/分，搅拌时间为20min，得到混合物B；
C、将混合物B排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在180℃下注塑成型即得。
实施例二：
本实施例中，绝缘材料组份按重量份数包括硅橡胶60份、纳米级硅微粉20份、纳米级二氧化钛粉末15份、超细氧化锡锑10份、氢氧化镁10份、氟硅树脂层20份、硫酸钡粉10份、碳纳米管20份、三乙烯四胺固化剂10份、聚丙烯增强纤维30份、煅烧陶土15份以及防老剂8份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将硅橡胶、纳米级硅微粉、纳米级二氧化钛粉末、超细氧化锡锑、氢氧化镁、氟硅树脂层、硫酸钡粉混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为110℃，混炼时间为60min，得到混合物A；
B、将混合物A冷却至常温后加入碳纳米管、三乙烯四胺固化剂、聚丙烯增强纤维、煅烧陶土、防老剂，混合后加入机械搅拌釜中搅拌，搅拌釜转速为5000转/分，搅拌时间为40min，得到混合物B；
C、将混合物B排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在180℃下注塑成型即得。
实施例三：
本实施例中，绝缘材料组份按重量份数包括硅橡胶35份、纳米级硅微粉12份、纳米级二氧化钛粉末6份、超细氧化锡锑5份、氢氧化镁4份、氟硅树脂层7份、硫酸钡粉5份、碳纳米管12份、三乙烯四胺固化剂6份、聚丙烯增强纤维13份、煅烧陶土6份以及防老剂3份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将硅橡胶、纳米级硅微粉、纳米级二氧化钛粉末、超细氧化锡锑、氢氧化镁、氟硅树脂层、硫酸钡粉混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为85℃，混炼时间为35min，得到混合物A；
B、将混合物A冷却至常温后加入碳纳米管、三乙烯四胺固化剂、聚丙烯增强纤维、煅烧陶土、防老剂，混合后加入机械搅拌釜中搅拌，搅拌釜转速为3500转/分，搅拌时间为25min，得到混合物B；
C、将混合物B排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在180℃下注塑成型即得。
实施例四：
本实施例中，绝缘材料组份按重量份数包括硅橡胶55份、纳米级硅微粉18份、纳米级二氧化钛粉末13份、超细氧化锡锑8份、氢氧化镁8份、氟硅树脂层18份、硫酸钡粉8份、碳纳米管18份、三乙烯四胺固化剂8份、聚丙烯增强纤维25份、煅烧陶土13份以及防老剂7份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将硅橡胶、纳米级硅微粉、纳米级二氧化钛粉末、超细氧化锡锑、氢氧化镁、氟硅树脂层、硫酸钡粉混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为100℃，混炼时间为55min，得到混合物A；
B、将混合物A冷却至常温后加入碳纳米管、三乙烯四胺固化剂、聚丙烯增强纤维、煅烧陶土、防老剂，混合后加入机械搅拌釜中搅拌，搅拌釜转速为4500转/分，搅拌时间为35min，得到混合物B；
C、将混合物B排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在180℃下注塑成型即得。
实施例五：
本实施例中，绝缘材料组份按重量份数包括硅橡胶50份、纳米级硅微粉16份、纳米级二氧化钛粉末12份、超细氧化锡锑8份、氢氧化镁7份、氟硅树脂层13份、硫酸钡粉8份、碳纳米管16份、三乙烯四胺固化剂7份、聚丙烯增强纤维22份、煅烧陶土12份以及防老剂6份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将硅橡胶、纳米级硅微粉、纳米级二氧化钛粉末、超细氧化锡锑、氢氧化镁、氟硅树脂层、硫酸钡粉混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为90℃，混炼时间为50min，得到混合物A；
B、将混合物A冷却至常温后加入碳纳米管、三乙烯四胺固化剂、聚丙烯增强纤维、煅烧陶土、防老剂，混合后加入机械搅拌釜中搅拌，搅拌釜转速为4200转/分，搅拌时间为32min，得到混合物B；
C、将混合物B排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在180℃下注塑成型即得。
实施例六：
本实施例中，绝缘材料组份按重量份数包括硅橡胶45份、纳米级硅微粉15份、纳米级二氧化钛粉末10份、超细氧化锡锑7份、氢氧化镁7份、氟硅树脂层12份、硫酸钡粉7份、碳纳米管15份、三乙烯四胺固化剂8份、聚丙烯增强纤维20份、煅烧陶土10份以及防老剂5份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将硅橡胶、纳米级硅微粉、纳米级二氧化钛粉末、超细氧化锡锑、氢氧化镁、氟硅树脂层、硫酸钡粉混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为95℃，混炼时间为45min，得到混合物A；
B、将混合物A冷却至常温后加入碳纳米管、三乙烯四胺固化剂、聚丙烯增强纤维、煅烧陶土、防老剂，混合后加入机械搅拌釜中搅拌，搅拌釜转速为4000转/分，搅拌时间为30min，得到混合物B；
C、将混合物B排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在180℃下注塑成型即得。
实验例：
将普通绝缘材料与本发明各实施例制得绝缘材料进行老化温度和抗拉强度试验，得到数据如下表：
老化温度（℃） 抗拉强度（Mpa）
普通绝缘材料 70 12
实施例一 132 35
实施例二 135 35
实施例三 138 32
实施例四 140 33
实施例五 138 33
实施例六 155 38
由以上表格数据可知，实施例六制得的绝缘材料能够达到最佳效果。
本发明制备工艺简单，制得的绝缘材料抗老化性能强，具有优越的耐磨、耐高温、抗冲击性能，适用于制备电力电缆、航海设备电缆；另外，本发明中添加有纳米级硅微粉、纳米级二氧化钛粉末、超细氧化锡锑，能够进一步增强绝缘材料的绝缘性能和耐高温性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种抗老化绝缘材料,其特征在于：绝缘材料组份按重量份数包括硅橡胶30-60份、纳米级硅微粉10-20份、纳米级二氧化钛粉末5-15份、超细氧化锡锑3-10份、氢氧化镁3-10份、氟硅树脂层5-20份、硫酸钡粉4-10份、碳纳米管10-20份、三乙烯四胺固化剂5-10份、聚丙烯增强纤维10-30份、煅烧陶土5-15份以及防老剂2-8份。
2.根据权利要求1所述的一种抗老化绝缘材料,其特征在于：优选的成分配比为：硅橡胶45份、纳米级硅微粉15份、纳米级二氧化钛粉末10份、超细氧化锡锑7份、氢氧化镁7份、氟硅树脂层12份、硫酸钡粉7份、碳纳米管15份、三乙烯四胺固化剂8份、聚丙烯增强纤维20份、煅烧陶土10份以及防老剂5份。
3.根据权利要求1所述的一种抗老化绝缘材料,其特征在于：其制备工艺包括以下步骤：
A、将硅橡胶、纳米级硅微粉、纳米级二氧化钛粉末、超细氧化锡锑、氢氧化镁、氟硅树脂层、硫酸钡粉混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为80℃-110℃，混炼时间为30min-60min，得到混合物A；
B、将混合物A冷却至常温后加入碳纳米管、三乙烯四胺固化剂、聚丙烯增强纤维、煅烧陶土、防老剂，混合后加入机械搅拌釜中搅拌，搅拌釜转速为3000-5000转/分，搅拌时间为20min-40min，得到混合物B；
C、将混合物B排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在180℃下注塑成型即得。
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