CN109294022B - 一种高抗压的变压器储油柜隔膜 - Google Patents

一种高抗压的变压器储油柜隔膜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高抗压的变压器储油柜隔膜,包括骨架材料和胶料,骨架材料由芳纶、碳纤维和锦纶织造而成,胶料含有羧基丁腈橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氟橡胶、填充剂、并苯芳烃、烷基苯;其中,填充剂包括石墨粉、氧化锌、联苯胺、硫磺和合脂油;本案涉及的储油柜隔膜具有良好的耐高压性能,不易被挤压开裂,在长时间使用后仍能保持较好的弹性,从而有效隔绝空气,对变压器油进行有效保护。

Description

一种高抗压的变压器储油柜隔膜
技术领域
本发明属于橡胶领域,涉及一种变压器配件,即变压器储油柜隔膜。
背景技术
变压器储油柜隔膜是一种规格型号繁多的橡胶工业制品,广泛应用于电力系统变压器,隔膜紧紧贴浮在储油柜上,使隔膜和油面之间没有空气,隔绝油面和空气的接触,防止空气中的氧、水分和杂质等侵入油内,阻止变压器油发生热氧化或劣化,保护变压器油不受有害成分的侵蚀,从而延长使用寿命。
目前,制备变压器储油柜隔膜的骨架材料多选用聚酰胺纤维,主要胶料包括丁腈橡胶(NBR)、聚氯乙烯(PVC)、氯醚橡胶、聚氯醇橡胶等,但是在实际使用过程中,隔膜被置于变压器油中,需要长期接触高温变压器油,并随油位变化上下浮动,因此需要隔膜具有良好的抗压能力和弹性,否则一旦出现开裂,不仅会导致变压器油的变质,还会引起多种安全隐患,造成重大损失。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处,本发明的目的在于提供一种高抗压的变压器储油柜隔膜,通过对其骨架材料和胶料配方的改进,能够提高隔膜的高抗压能性。
本发明提供了一种高抗压的变压器储油柜隔膜,包括骨架材料和胶料,其中,所述骨架材料由芳纶、碳纤维和锦纶织造而成,所述胶料含有如下成分:
Figure BDA0001770634480000011
Figure BDA0001770634480000021
所述填充剂包括石墨粉、氧化锌、联苯胺、硫磺和合脂油。
优选的是,所述骨架材料的织造方式为平纹梭织,以锦纶为纬纱,芳纶和碳纤维按照5∶1交替排布构成经纱。
优选的是,所述填充剂中各组分用量如下:
Figure BDA0001770634480000022
优选的是,所述并苯芳烃包括萘、蒽、并四苯、并五苯中的一种或多种。
优选的是,所述烷基苯包括十二烷基苯、十四烷基苯、十六烷基苯和十八烷基苯中的一种或多种。
优选的是,所述芳纶、碳纤维和锦纶的纤维直径为0.2-0.35mm。
优选的是,所述隔膜采用双面压延胶布生产工艺制备。
本发明及其有益效果的阐述:本案涉及的储油柜隔膜具有高抗压性能,不易被挤压开裂,在长时间使用后仍能保持较好的弹性,从而有效隔绝空气,对变压器油进行有效保护;首先对隔膜的骨架材料进行了重新构建,在单一锦纶的基础上添加了芳纶和碳纤维,采用平纹组织进行织造,而且确定了织造过程中各纤维的使用方式,所得到的骨架材料不仅胶黏性好,而且韧性好,耐压性能优异,尤其是碳纤维作为经纱的加入,极大的增加了骨架材料的拉伸断裂强度,弯曲强度,以及抗冲击能力等;其次,选用了羧基丁腈橡胶、氯化聚乙烯橡胶和氟橡胶作为主胶料,特种丁腈橡胶和氯化聚乙烯橡胶与氟橡胶的配合使用,增加了隔膜的耐耗损性能、耐油性和气密性;在主胶料的基础上添加了小分子化合物并苯芳烃和烷基苯,它们具有众多苯环,并均匀分散于主胶料中,在橡胶的长链之间分布并与之交错纠缠,对橡胶形成一定的保护作用,避免在压力作用下橡胶的撕损破裂,有效提高了产品的抗压性能;此外,还在胶料中添加了由石墨粉、氧化锌、联苯胺、硫磺和合脂油组成的填充剂,这些填充剂能够有效增强所得隔膜的物性和耐老化性能等。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
采用双面压延胶布生产工艺制备变压器储油柜所用隔膜,骨架材料选用锦纶、芳纶和碳纤维,采用平纹梭织方式织造,以锦纶为纬纱,芳纶和碳纤维按照5∶1交替排布构成经纱;
胶料成分包括:35重量份羧基丁腈橡胶、32重量份氯化聚乙烯橡胶、20 重量份氟橡胶、36重量份填充剂、5重量份并四苯、10重量份十二烷基苯;填充剂由15重量份石墨粉、6重量份氧化锌、2重量份联苯胺、3重量份硫磺和10重量份合脂油组成。
实施例2
采用双面压延胶布生产工艺制备变压器储油柜所用隔膜,骨架材料选用锦纶、芳纶和碳纤维,采用平纹梭织方式织造,以锦纶为纬纱,芳纶和碳纤维按照5∶1交替排布构成经纱;
胶料成分包括:30重量份羧基丁腈橡胶、26重量份氯化聚乙烯橡胶、16 重量份氟橡胶、28重量份填充剂、4重量份蒽、8重量份十八烷基苯;填充剂由13重量份石墨粉、4重量份氧化锌、1重量份联苯胺、2重量份硫磺和8 重量份合脂油组成;
即在本发明限定的范围内对实施例1中的胶料成分进行变动,其余制备用料均与实施例1相同。
对比例1
仅将实施例1中骨架材料更换为现有技术中使用的锦纶布基,胶料成分与实施例1中完全相同。
对比例2
骨架材料与实施例1相同,胶料成分为:87重量份丁腈橡胶-26、36重量份填充剂、5重量份并四苯、10重量份十二烷基苯;填充剂由15重量份石墨粉、6重量份氧化锌、2重量份联苯胺、3重量份硫磺和10重量份合脂油组成;
即将实施例1的胶料成分中的主胶料仅用普通的丁腈橡胶-26代替,其余制备用料均与实施例1相同。
对比例3
骨架材料与实施例1相同,胶料成分为:35重量份羧基丁腈橡胶、32重量份氯化聚乙烯橡胶、20重量份氟橡胶、36重量份填充剂、15重量份并四苯;填充剂由15重量份石墨粉、6重量份氧化锌、2重量份联苯胺、3重量份硫磺和10重量份合脂油组成。
即将实施例1胶料的耐老化剂中烷基苯组分去除,其余制备用料均与实施例1相同。
对比例4
骨架材料与实施例1相同,胶料成分为:35重量份羧基丁腈橡胶、32重量份氯化聚乙烯橡胶、20重量份氟橡胶、36重量份填充剂、15重量份十二烷基苯;填充剂由15重量份石墨粉、6重量份氧化锌、2重量份联苯胺、3 重量份硫磺和10重量份合脂油组成。
即将实施例1胶料的耐老化剂中并苯芳烃组分去除,其余制备用料均与实施例1相同。
对比例5
骨架材料与实施例1相同,胶料成分为:35重量份羧基丁腈橡胶、32重量份氯化聚乙烯橡胶、20重量份氟橡胶、36重量份填充剂、2重量份并四苯、 5重量份十二烷基苯;填充剂由15重量份石墨粉、6重量份氧化锌、2重量份联苯胺、3重量份硫磺和10重量份合脂油组成。
即将实施例1胶料的并苯芳烃和烷基苯组分减少到本发明限制的范围以外,其余制备用料均与实施例1相同。
对比例6
市售变压器储油柜用隔膜。
为了比较实施例1-2和对比例1-6中变压器储油柜隔膜的性能,尤其是抗压性能,分别在相同条件下测试了各隔膜的拉伸断裂强度、弯曲强度、冲击强度、胶布曲绕、老化系数等指标,记录于表1中;根据表1中记录的测试结果,容易看出按照本发明中技术制备的隔膜在各项技术指标上表现突出,尤其是反应抗压性能的拉伸断裂强度、弯曲强度以及冲击强度方面,远远优于对比例;对比例1中改变了隔膜的骨架材料,使产品的拉伸强度较低,无损曲绕次数减少,说明本发明中骨架材料的选择对产品的耐压性能和耐老化性能有积极的作用;对比例3-5由于主胶料组分构成与本发明差异较大,使其抗压性能远低于实施例1,难以达到较好的耐压效果,这说明本案中所使用的胶料组分之间存在配合作用,能有效提高隔膜的抗压性能;对比例6是市面上有售的变压器储油柜用隔膜,其各项指标远不及实施例1,说明本发明所制备的隔膜较现有产品性能好,抗压优势显著。
表1
Figure BDA0001770634480000051
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出的实施例。

Claims (7)

1.一种高抗压的变压器储油柜隔膜,其特征在于,包括骨架材料和胶料,其中,所述骨架材料由芳纶、碳纤维和锦纶织造而成,所述胶料含有如下成分:
Figure FDA0002509082460000011
所述填充剂包括石墨粉、氧化锌、联苯胺、硫磺和合脂油。
2.根据权利要求1所述的隔膜,其特征在于,所述骨架材料的织造方式为平纹梭织,以锦纶为纬纱,芳纶和碳纤维按照5∶1交替排布构成经纱。
3.根据权利要求1所述的隔膜,其特征在于,所述填充剂中各组分用量如下:
Figure FDA0002509082460000012
4.根据权利要求1所述的隔膜,其特征在于,所述并苯芳烃包括萘、蒽、并四苯、并五苯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的隔膜,其特征在于,所述烷基苯包括十二烷基苯、十四烷基苯、十六烷基苯和十八烷基苯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的隔膜,其特征在于,所述芳纶、碳纤维和锦纶的纤维直径为0.2-0.35mm。
7.根据权利要求1所述的隔膜,其特征在于,所述隔膜采用双面压延胶布生产工艺制备。
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