CN109134973A - 一种变压器密封垫用橡胶及其制备方法 - Google Patents

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宗
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Abstract

本发明公开了一种变压器密封垫用橡胶及其制备方法，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶30‑45份、聚氨酯橡胶20‑30份、氯乙烯‑丙烯酸酯共聚物10‑18份、聚酰亚胺纤维2‑6份、炭黑N330 1‑3份、凹凸棒土2‑5份、氧化镁2‑5份、硬脂酸1‑3份、邻苯二甲酸二丁酯10‑15份、防老剂MB 0.5‑2份、液体古马隆2‑5份和过氧化二异丙苯3‑8份。本发明所得变压器密封垫用橡胶强度高，耐老化性能优异，韧性好。

Description

一种变压器密封垫用橡胶及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种变压器密封垫用橡胶及其制备方法。
背景技术
密封垫是变压器的一个重要部件，具有密封、防止油渗漏的作用，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强度低、抗冲击韧性差、容易老化，使用寿命短。
公告号为CN10365674B的中国专利公开了一种新型橡胶密封垫材料，由下列重量份的原料制成：氟橡胶70-75、热塑性弹性体SIS 10-12、沉淀法白炭黑20-24、甲苯二异氰酸酯4-6、氧化锌2-3、氧化镁3-4、二硫化钼3-4、促进剂Na-22 1-2、苯基三乙氧基硅烷3-5、双( 二辛氧基焦磷酸酯基) 乙撑钛酸酯2-3、N660 炭黑28-32、N220 炭黑15-20、环氧大豆油8-10、改性凹凸棒土10-12；该发明添加改性凹凸棒土，改善了胶料的工艺性能，使用环保型配合剂，减少其毒副作用和对环境的污染；该发明配方合理，工艺简单，成本低，具有良好的耐油、耐磨、耐腐蚀、绝缘性能。但是，该专利橡胶密封垫热塑性弹性体SIS耐热性较差，所得密封垫耐候性差。
公告号为CN103992531B公开了一种改性丁腈橡胶密封垫材料及其制备方法，由下列重量份的原料制成：丁腈橡胶100 份、对苯二甲酸金属盐10～20份、防老剂1～5 份、炭黑N330 15～30 份、促进剂1～2.5 份、硫磺1～2 份、硬脂酸3～6 份、Si69 3～5 份、增塑剂5～20 份。该发明配料简单，工艺方便，对环境无毒害作用，且所得橡胶密封垫耐油、耐压性好，具有良好的密封效果。但是，该专利密封垫强度低、韧性差。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种变压器密封垫用橡胶及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种变压器密封垫用橡胶，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶30-45份、聚氨酯橡胶20-30份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物10-18份、聚酰亚胺纤维2-6份、炭黑N330 1-3份、凹凸棒土 2-5份、氧化镁2-5份、硬脂酸1-3份、邻苯二甲酸二丁酯10-15份、防老剂MB 0.5-2份、液体古马隆2-5份和过氧化二异丙苯3-8份。
优选地，所述变压器密封垫用橡胶由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶30-41份、聚氨酯橡胶22-26份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物12-15份、聚酰亚胺纤维3-4份、炭黑N3301.5-2.2份、凹凸棒土3-4份、氧化镁3-4份、硬脂酸1.5-2份、邻苯二甲酸二丁酯11.5-13.5份、防老剂MB 1-1.6份、液体古马隆3-4份和过氧化二异丙苯5-6份。
优选地，所述变压器密封垫用橡胶由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶40份、聚氨酯橡胶25份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物14份、聚酰亚胺纤维3.5份、炭黑N330 2份、凹凸棒土 4份、氧化镁3.5份、硬脂酸1.8份、邻苯二甲酸二丁酯13份、防老剂MB 1.5份、液体古马隆3.5份和过氧化二异丙苯6份。
一种上述的变压器密封垫用橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰亚胺纤维加入密炼机中，加热至80-100℃，混炼5-10min；
（2）将步骤（1）得到的胶料加入开炼机中，加入炭黑N330、凹凸棒土、氧化镁、硬脂酸、邻苯二甲酸二丁酯、防老剂MB和液体古马隆，120-140℃条件下混炼5-10min，然后加入过氧化二异丙苯，继续混炼1-3min；
（3）将步骤（2）混炼胶在平板硫化机中硫化，即得。
优选地，步骤（3）所述的硫化温度为160-170℃，硫化时间10-15min。
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；聚氨酯橡胶具有硬度高、强度好、高弹性、高耐磨性、耐撕裂、耐老化、耐臭氧优点；氯乙烯-丙烯酸酯共聚物加工性好，抗冲击强度高，透明性、耐候性、耐酸碱性好，粘结性能优异；丁腈橡胶、聚氨酯橡胶和氯乙烯-丙烯酸酯共聚物合用橡胶基料，强度高，韧性好，耐高温性能优异。聚酰亚胺纤维具有耐高低温特性、阻燃性和隔温性，进一步提高了橡胶的阻燃性能和耐高温性能。炭黑N330和凹凸棒土提高了材料的强度。氧化镁和硬脂酸提高了橡胶的活性。邻苯二甲酸二丁酯提高橡胶的可塑性。防老剂MB提高材料的抗老化性能。液体古马隆提高了橡胶的柔韧性。过氧化二异丙苯促进了丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚酰亚胺纤维之间的交联，各原料之间形成稳定的网络结构，提高了橡胶的强度和韧性。本发明各种原料合用，所得变压器密封垫用橡胶拉伸强度≥26.3MPa，断裂强度≥52.0kN﹒m-1，强度高，热空气压缩永久变形≤13.7%，耐老化性能优异，扯断伸长率≥566%，浸25号变压器油压缩永久变形≤21.6%，耐受25号变压器油体积变化率≤3.6%，韧性好。
2. 本发明变压器密封垫用橡胶制备方法简单，各物料混合均匀，所述橡胶均匀致密。
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
一种变压器密封垫用橡胶，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶30份、聚氨酯橡胶20份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物10份、聚酰亚胺纤维2份、炭黑N330 1份、凹凸棒土 2份、氧化镁2份、硬脂酸1份、邻苯二甲酸二丁酯10份、防老剂MB 0.5份、液体古马隆2份和过氧化二异丙苯3份。
上述的变压器密封垫用橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰亚胺纤维加入密炼机中，加热至80℃，混炼10min；
（2）将步骤（1）得到的胶料加入开炼机中，加入炭黑N330、凹凸棒土、氧化镁、硬脂酸、邻苯二甲酸二丁酯、防老剂MB和液体古马隆，130℃条件下混炼6min，然后加入过氧化二异丙苯，继续混炼2min；
（3）将步骤（2）混炼胶在平板硫化机中硫化，硫化温度为160℃，硫化时间10min，即得。
实施例2
一种变压器密封垫用橡胶，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶32份、聚氨酯橡胶21份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物11份、聚酰亚胺纤维2.5份、炭黑N330 1.2份、凹凸棒土 2.5份、氧化镁2.5份、硬脂酸1.3份、邻苯二甲酸二丁酯11份、防老剂MB 0.8份、液体古马隆2.5份和过氧化二异丙苯4份。
上述的变压器密封垫用橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰亚胺纤维加入密炼机中，加热至90℃，混炼6min；
（2）将步骤（1）得到的胶料加入开炼机中，加入炭黑N330、凹凸棒土、氧化镁、硬脂酸、邻苯二甲酸二丁酯、防老剂MB和液体古马隆，140℃条件下混炼5min，然后加入过氧化二异丙苯，继续混炼1min；
（3）将步骤（2）混炼胶在平板硫化机中硫化，硫化温度为170℃，硫化时间10min，即得。
实施例3
一种变压器密封垫用橡胶，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶35份、聚氨酯橡胶22份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物12份、聚酰亚胺纤维3份、炭黑N330 1.5份、凹凸棒土 3份、氧化镁3份、硬脂酸1.5份、邻苯二甲酸二丁酯11.5份、防老剂MB 1份、液体古马隆3份和过氧化二异丙苯5份。
上述的变压器密封垫用橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰亚胺纤维加入密炼机中，加热至100℃，混炼8min；
（2）将步骤（1）得到的胶料加入开炼机中，加入炭黑N330、凹凸棒土、氧化镁、硬脂酸、邻苯二甲酸二丁酯、防老剂MB和液体古马隆，120℃条件下混炼8min，然后加入过氧化二异丙苯，继续混炼3min；
（3）将步骤（2）混炼胶在平板硫化机中硫化，硫化温度为165℃，硫化时间15min，即得。
实施例4
一种变压器密封垫用橡胶，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶38份、聚氨酯橡胶24份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物13份、聚酰亚胺纤维3份、炭黑N330 1.8份、凹凸棒土 3.5份、氧化镁3份、硬脂酸1.6份、邻苯二甲酸二丁酯12份、防老剂MB 1.2份、液体古马隆3.5份和过氧化二异丙苯5.5份。
上述的变压器密封垫用橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰亚胺纤维加入密炼机中，加热至90℃，混炼5min；
（2）将步骤（1）得到的胶料加入开炼机中，加入炭黑N330、凹凸棒土、氧化镁、硬脂酸、邻苯二甲酸二丁酯、防老剂MB和液体古马隆，130℃条件下混炼10min，然后加入过氧化二异丙苯，继续混炼2min；
（3）将步骤（2）混炼胶在平板硫化机中硫化，硫化温度为160℃，硫化时间12min，即得。
实施例5
一种变压器密封垫用橡胶，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶40份、聚氨酯橡胶25份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物14份、聚酰亚胺纤维3.5份、炭黑N330 2份、凹凸棒土 4份、氧化镁3.5份、硬脂酸1.8份、邻苯二甲酸二丁酯13份、防老剂MB 1.5份、液体古马隆3.5份和过氧化二异丙苯6份。
上述的变压器密封垫用橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰亚胺纤维加入密炼机中，加热至90℃，混炼6min；
（2）将步骤（1）得到的胶料加入开炼机中，加入炭黑N330、凹凸棒土、氧化镁、硬脂酸、邻苯二甲酸二丁酯、防老剂MB和液体古马隆，130℃条件下混炼8min，然后加入过氧化二异丙苯，继续混炼2min；
（3）将步骤（2）混炼胶在平板硫化机中硫化，硫化温度为165℃，硫化时间12min，即得。
实施例6
一种变压器密封垫用橡胶，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶41份、聚氨酯橡胶26份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物15份、聚酰亚胺纤维4份、炭黑N330 2.2份、凹凸棒土4份、氧化镁4份、硬脂酸2份、邻苯二甲酸二丁酯13.5份、防老剂MB 1.6份、液体古马隆4份和过氧化二异丙苯6份。
上述的变压器密封垫用橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰亚胺纤维加入密炼机中，加热至100℃，混炼6min；
（2）将步骤（1）得到的胶料加入开炼机中，加入炭黑N330、凹凸棒土、氧化镁、硬脂酸、邻苯二甲酸二丁酯、防老剂MB和液体古马隆，120℃条件下混炼8min，然后加入过氧化二异丙苯，继续混炼1min；
（3）将步骤（2）混炼胶在平板硫化机中硫化，硫化温度为170℃，硫化时间10min，即得。
实施例7
一种变压器密封垫用橡胶，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶43份、聚氨酯橡胶28份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物17份、聚酰亚胺纤维5份、炭黑N330 2.6份、凹凸棒土 4.5份、氧化镁4.5份、硬脂酸2.5份、邻苯二甲酸二丁酯14份、防老剂MB 1.8份、液体古马隆4份和过氧化二异丙苯7份。
上述的变压器密封垫用橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰亚胺纤维加入密炼机中，加热至120℃，混炼7min；
（2）将步骤（1）得到的胶料加入开炼机中，加入炭黑N330、凹凸棒土、氧化镁、硬脂酸、邻苯二甲酸二丁酯、防老剂MB和液体古马隆，140℃条件下混炼5min，然后加入过氧化二异丙苯，继续混炼2min；
（3）将步骤（2）混炼胶在平板硫化机中硫化，硫化温度为160℃，硫化时间15min，即得。
实施例8
一种变压器密封垫用橡胶，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶45份、聚氨酯橡胶30份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物18份、聚酰亚胺纤维6份、炭黑N330 3份、凹凸棒土 5份、氧化镁5份、硬脂酸3份、邻苯二甲酸二丁酯15份、防老剂MB 2份、液体古马隆5份和过氧化二异丙苯8份。
上述的变压器密封垫用橡胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰亚胺纤维加入密炼机中，加热至80℃，混炼10min；
（2）将步骤（1）得到的胶料加入开炼机中，加入炭黑N330、凹凸棒土、氧化镁、硬脂酸、邻苯二甲酸二丁酯、防老剂MB和液体古马隆，120℃条件下混炼10min，然后加入过氧化二异丙苯，继续混炼3min；
（3）将步骤（2）混炼胶在平板硫化机中硫化，硫化温度为160℃，硫化时间12min，即得。
对比实施例1
本实施例变压器密封垫用橡胶与实施例5基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：所述变压器密封垫用橡胶由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶54份、聚氨酯橡胶25份、聚酰亚胺纤维3.5份、炭黑N330 2份、凹凸棒土 4份、氧化镁3.5份、硬脂酸1.8份、邻苯二甲酸二丁酯13份、防老剂MB 1.5份、液体古马隆3.5份和过氧化二异丙苯6份。
对比实施例2
本实施例变压器密封垫用橡胶与实施例5基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：所述变压器密封垫用橡胶由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶65份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物14份、聚酰亚胺纤维3.5份、炭黑N330 2份、凹凸棒土 4份、氧化镁3.5份、硬脂酸1.8份、邻苯二甲酸二丁酯13份、防老剂MB 1.5份、液体古马隆3.5份和过氧化二异丙苯6份。
对比实施例3
本实施例变压器密封垫用橡胶与实施例5基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：所述变压器密封垫用橡胶，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶40份、聚氨酯橡胶25份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物14份、木质纤维3.5份、炭黑N330 2份、凹凸棒土 4份、氧化镁3.5份、硬脂酸1.8份、邻苯二甲酸二丁酯13份、防老剂MB 1.5份、液体古马隆3.5份和过氧化二异丙苯6份。
根据国家标准《变压器类产品用密封制品技术条件 第1部分：橡胶密封制品》（JB/T 8448.1-2004），本发明实施例1-8和对比实施例1-3变压器密封垫用橡胶物理性能如下：
表1 本发明实施例1-8和对比实施例1-3变压器密封垫用橡胶物理性能
由表1可知，相比较与对比例1-3，对比实施例1不采用氯乙烯-丙烯酸酯共聚物，对比实施例2不采用聚氨酯橡胶，对比实施例3采用木质纤维替代聚酰亚胺纤维，本发明实施例1-8变压器密封垫用橡胶拉伸强度≥26.3MPa，断裂强度≥52.0kN﹒m-1，强度高，热空气压缩永久变形≤13.7%，耐老化性能优异，扯断伸长率≥566%，浸25号变压器油压缩永久变形≤21.6%，耐受25号变压器油体积变化率≤3.6%，韧性好。

Claims (5)

1.一种变压器密封垫用橡胶，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶30-45份、聚氨酯橡胶20-30份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物10-18份、聚酰亚胺纤维2-6份、炭黑N330 1-3份、凹凸棒土 2-5份、氧化镁2-5份、硬脂酸1-3份、邻苯二甲酸二丁酯10-15份、防老剂MB 0.5-2份、液体古马隆2-5份和过氧化二异丙苯3-8份。
2.根据权利要求1所述变压器密封垫用橡胶，其特征在于，所述变压器密封垫用橡胶由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶30-41份、聚氨酯橡胶22-26份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物12-15份、聚酰亚胺纤维3-4份、炭黑N330 1.5-2.2份、凹凸棒土3-4份、氧化镁3-4份、硬脂酸1.5-2份、邻苯二甲酸二丁酯11.5-13.5份、防老剂MB 1-1.6份、液体古马隆3-4份和过氧化二异丙苯5-6份。
3.根据权利要求2所述变压器密封垫用橡胶，其特征在于，所述变压器密封垫用橡胶由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶40份、聚氨酯橡胶25份、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物14份、聚酰亚胺纤维3.5份、炭黑N330 2份、凹凸棒土 4份、氧化镁3.5份、硬脂酸1.8份、邻苯二甲酸二丁酯13份、防老剂MB 1.5份、液体古马隆3.5份和过氧化二异丙苯6份。
4.一种权利要求1-3任一项所述变压器密封垫用橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）首先将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰亚胺纤维加入密炼机中，加热至80-100℃，混炼5-10min；
（2）将步骤（1）得到的胶料加入开炼机中，加入炭黑N330、凹凸棒土、氧化镁、硬脂酸、邻苯二甲酸二丁酯、防老剂MB和液体古马隆，120-140℃条件下混炼5-10min，然后加入过氧化二异丙苯，继续混炼1-3min；
（3）将步骤（2）混炼胶在平板硫化机中硫化，即得。
5.根据权利要求4所述变压器密封垫用橡胶的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的硫化温度为160-170℃，硫化时间10-15min。
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