CN109665755B - 一种室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于交流电缆附件材料的技术领域，公开了一种室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料及其制备方法。所述室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料主要由氧化锌基陶瓷、室温硫化硅橡胶、交联剂以及催化剂制备得到；氧化锌基陶瓷的原料包括氧化锌、氧化铋、四氧化三钴、三氧化二锑、碳酸锰、三氧化二铬、三氧化二镍、二氧化硅、氧化镁和氧化钇。本发明还公开了附件材料的制备方法。本发明的交流电缆附件材料具有适宜的非线性系数并具有高的压敏场强，提高了该附件材料的击穿场强，满足电压等级更高的电缆的需求。本发明的方法简单，成本低廉，容易实施。

Description

一种室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料及其制备方法
技术领域
本发明属于交流电缆附件材料领域，具体涉及一种室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料及其制备方法。
背景技术
国内外电力设备正朝着电压高、体积小、重量轻和高可靠性的方向发展，在高压、超高压乃至特高压交直流输变电系统(简称为高压输变电系统)中，绝缘是最为关键的核心问题之一，系统电压等级越高，绝缘问题的重要性和困难度均越加显著。高压输变电系统中的绝缘设备或部件，其自身所承受的电压分布往往不均匀，尤其是输电电缆终端的绝缘部分、各种绝缘子的高压端部分等等，所承受的电场强度要远远超出整体电场强度的平均值，甚至达到平均值的数倍，由此带来了一系列不利的影响。
在高压输变电系统的实际工程应用中，为了改善绝缘设备或部件整体电压分布的均匀程度，缓和局部的高电场强度，已经试验并采用了诸多的技术手段，包括：复杂的电极形状、在绝缘介质内嵌入金属起到内屏蔽作用、在绝缘介质内部加多层平行电容极板、在绝缘介质表面或外围布置均压环作为中间电极、安装并联的均压电容，等等。这些措施对于缓和绝缘设备或部件局部的高电场强度具有一定效果，但附加的均压元件大大增大了设备制造的复杂度和困难度，而均压效果却并不够理想。
当电场从第一介质向第二介质过渡时，由于电场的中断产生对电缆绝缘层有害的不均匀电场。例如在屏蔽的电缆中，沿着电缆的轴电场是均匀的，径向上电场才存在差异。当将电缆端接或叠接时，沿着电缆会将电缆的屏蔽物去除一段。这种屏蔽物的去除引起电场在屏蔽物末端的中断，从而导致高电场。为了不损害系统的期望寿命，必需降低这些高应力。
在电场从第一介质向第二介质过渡，例如从屏蔽电缆部分向已去除了原始屏蔽物的电缆部分过渡时，通过将电场分级，可降低电应力。已研究和采用的许多方法来进行这种均压。
可将所述电阻分级用于交流以及直流的应用。当电压以脉冲的形式存在时，为了实现均压也可使用电阻均压。在如上所述电缆终端的情况下，在最接近电缆屏蔽部分的区域，环绕所述电缆未被屏蔽的部分将具有适宜电阻的物体引入并使之同所述屏蔽物电接触。当跨越所述电缆施加正电压时，电流通过所述物体朝向电缆的屏蔽物流动，所述屏蔽物处于接地电位。在所述物体中于是出现电阻电压降，这使得电位更均匀地分布。如果所述物体由一种呈现非线性电阻的材料组成，电位分布将更线性，所述非线性电阻随着电场的增强而降低。越接近屏蔽物的边缘，所述均压物体中的电场越强，结果，假如所述物体呈现这样一种非线性电阻时，所述物体中的电阻就越低。这样，沿着该均压物体的电压降在呈现这种非线性电阻的物体中将比在不呈现这种电阻的物体中分布得更均匀。
而现有电阻分级材料存在压敏场强不够高，限制了进一步更高电压等级的应用，本发明的材料具有比现有材料更高的压敏场强，同时保持了与现有材料相当的漏电流。
发明内容
针对交流电缆附件的电场不均匀、压敏场强不高等问题，本发明的目的在于提出一种室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料，主要由氧化锌基陶瓷、室温硫化硅橡胶、交联剂以及催化剂制备得到；所述氧化锌基陶瓷的原料包括ZnO、Bi2O3、Co3O4、Sb2O3、MnCO3、Cr2O3、Ni2O3、SiO2、MgO和Y2O3，ZnO、Bi2O3、Co3O4、Sb2O3、MnCO3、Cr2O3、Ni2O3、SiO2、MgO和Y2O3的质量比为100：(5-7)：(2-3)：(9-11)：(0.3-2)：(0.5-2)：(0.5-2)：(0.1-0.3)：(0.1-0.5)：(2.5-4)。
所述室温硫化硅橡胶优选为107硅橡胶。
所述交联剂为正硅酸乙酯，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡。
所述氧化锌基陶瓷与室温硫化硅橡胶的体积百分比为100％，其中氧化锌基陶瓷的体积分数为25％-40％，优选为35％。
所述氧化锌基陶瓷的粒径为30-180μm，优选为100～180μm。
所述氧化锌基陶瓷主要是将氧化锌基陶瓷的原料进行球磨，排胶，烧结处理得到。排胶之前将球磨后的粉末与粘结剂混匀，干燥。
所述烧结的条件：以180～200min从室温升温至850～950℃，然后以85～110min升温至1100～1200℃，保温50～70min，降温。所述降温是指在110～130min内降温至650～500℃，然后自然降温。
所述排胶的条件：以1～2℃/min速率升温至100～150℃，再以1.5～2.5℃/min速率升温至300～350℃，最后以2～2.5℃/min速率升温至600～650℃，保温50～70min。
所述室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将氧化锌基陶瓷的原料进行球磨，然后与粘结剂混匀，干燥，排胶，获得排胶后的产物；
2)陶瓷烧结：将排胶后的产物进行烧结；
3)将烧结的产物与室温硫化硅橡胶、交联剂、催化剂混匀，排气，加压成型，静置，得到室温硫化硅橡胶基交流附件材料。
步骤1)中所述氧化锌基陶瓷的原料包括ZnO、Bi2O3、Co3O4、Sb2O3、MnCO3、Cr2O3、Ni2O3、SiO2、MgO和Y2O3，ZnO、Bi2O3、Co3O4、Sb2O3、MnCO3、Cr2O3、Ni2O3、SiO2、MgO和Y2O3的质量比为100：(5-7)：(2-3)：(9-11)：(0.3-2)：(0.5-2)：(0.5-2)：(0.1-0.3)：(0.1-0.5)：(2.5-4)。
步骤1)中所述球磨的转速为150～300r/min，球磨的时间为0.5～2h；球磨后原料可进行干燥处理，所述干燥的温度为100～120℃，干燥的时间为4～6h。
步骤1)中干燥的温度为130～160℃，干燥的时间为5～15min。
步骤1)中在排胶前，进行研磨，过筛处理。
步骤1)中所述排胶的条件：以1～2℃/min速率升温至100～150℃，再以0.5～2.5℃/min速率升温至300～350℃，最后以2～2.5℃/min速率升温至600～650℃，保温50～70min。
所述粘结剂为聚乙烯醇。粘结剂为氧化锌基陶瓷的原料总质量的5％～10％。
步骤2)中所述烧结的条件：以180～200min从室温升温至850～950℃，然后以85～110min升温至1100～1200℃，保温50～70min，降温。所述降温是指在110～130min内降温至650～500℃，然后自然降温。
步骤3)中烧结的产物的粒径为30-180μm，优选为100～180μm。
烧结的产物与室温硫化硅橡胶的体积百分比为100％，其中烧结的产物的体积分数为25％～40％，优选为30％～40％，更优选为35％。
步骤3)中交联剂的用量为室温硫化硅橡胶质量的5-10％；催化剂为室温硫化硅橡胶质量的1-1.5％。所述交联剂为正硅酸乙酯，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡。
步骤3)中所述静置的时间为1～2h。
所述加压的压强为10～20MPa，所述加压的时间为5-10min。
步骤3)的具体步骤为将烧结的产物与室温硫化硅橡胶进行搅拌混合，然后加入交联剂和催化剂，继续搅拌混匀，加压成型，静置，得到室温硫化硅橡胶基交流附件材料。所述搅拌的转速为200～700r/min，继续搅拌的转速为150～250r/min，继续搅拌的时间为2～5min。
本发明采用压敏场强较高的陶瓷填料，保证了在保证交流电缆附件材料一定非线性系数的同时，压敏场强也在较高位置，提高了该附件材料的击穿场强。
本发明将氧化锌压敏陶瓷颗粒加入到硅橡胶中，所制得的硅橡胶基交流电缆附件有较高的压敏场强。较高的压敏场强能满足电压等级更高的电缆的需求。
本发明制备方法所制备的硅橡胶基交流电缆附件材料相对同类材料具有较高的阈值电场，适宜的非线性系数，且本发明制备工艺及所需设备简单，成本低廉，容易实施。
附图说明
图1为实施例2所制得的氧化锌陶瓷颗粒XRD图谱；
图2为实施例2所制得的氧化锌陶瓷颗粒体积分数为35％的硅橡胶基交流电缆附件材料的XRD图谱；
图3为实施例2所制得的氧化锌陶瓷颗粒体积分数为35％的硅橡胶基交流电缆附件材料的电导率随场强变化图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例中模具材料为有机物，尺寸为50mm×50mm×0.5mm。本发明中陶瓷颗粒的体积分数对产物的性能影响不大。
实施例1
一种硅橡胶基交流电缆附件材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)氧化锌基陶瓷的原料为ZnO、Bi2O3、Co3O4、Sb2O3、MnCO3、Cr2O3、Ni2O3、SiO2、MgO和Y2O3，各原料的质量比ZnO:Bi2O3:Co3O4:Sb2O3:MnCO3:C r2O3:Ni2O3:SiO2:MgO:Y2O3＝100.00:6.2:2.2:10.9:0.8:1.0:1.1:0.2:0.2:2.5；称取氧化锌基陶瓷的原料并进行球磨，球磨的时间为1h，然后取出放入干燥箱干燥，110℃干燥5h，待完全干燥后，加入原料质量10％的聚乙烯醇，搅拌均匀，干燥箱干燥(干燥的温度为150℃)10min后取出，研磨后过80目筛网；
(2)将研磨过筛后的混合物放入排胶炉，按照2h从室温升温到150℃，再4h升温到350℃，然后2h升温到600℃，保温1h，随后自然降温到室温进行排胶；
(3)将排胶后的产物放入烧结炉，经180min从室温升到900℃，然后100min升温到1150℃，保温1h，然后120min降温到600℃，随后自然降温进行烧结；
(4)将烧结后的产物进行过筛，选取粒径为100-180um的氧化锌陶瓷颗粒；
(5)称取6.3g橡胶基体(广州市聚成兆业有机硅原料有限公司生产的107硅橡胶(1500粘))，然后加入体积分数35％(是指陶瓷颗粒的体积占橡胶基体+陶瓷颗粒总体积的35％)的粒径为100-180um的氧化锌陶瓷颗粒，以500r/min的速度机械搅拌10min后，加入0.315g正硅酸乙酯和0.063g催化剂二丁基二月桂酸锡，接着以200r/min的速度搅拌3min后取出后倒入50mm×50mm×0.5mm的模具中；
(6)将装有样品的模具放入真空干燥箱，真空度-30Hg保持10min后取出盖上保护膜，用液压机15MPa保持5min后取出，静置1-2h后固化成型，制得氧化锌陶瓷颗粒体积分数为35％的硅橡胶基交流电缆附件材料。
本实施例制备的材料的压敏场强也就是阈值电场为1350V/mm，非线性系数18.3。
实施例2
一种硅橡胶基交流电缆附件材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)氧化锌基陶瓷的原料为ZnO、Bi2O3、Co3O4、Sb2O3、MnCO3、Cr2O3、Ni2O3、SiO2、MgO和Y2O3，各原料的质量比ZnO:Bi2O3:Co3O4:Sb2O3:MnCO3:C r2O3:Ni2O3:SiO2:MgO:Y2O3＝100.00:6.2:2.2:10.9:0.8:1.0:1.1:0.2:0.2:4；称取氧化锌基陶瓷的原料并进行球磨，球磨的时间为1h，然后取出放入干燥箱干燥，110℃干燥5h，待完全干燥后，加入原料质量10％的聚乙烯醇，搅拌均匀，干燥箱干燥(干燥的温度为150℃)10min后取出，研磨后过80目筛网；
(2)将研磨过筛后的混合物放入排胶炉，按照2h小时从室温升温到150℃，再4h升温到350℃，然后2h升温到600℃，保温1h，随后自然降温到室温进行排胶；
(3)将排胶后的产物放入烧结炉，经180min从室温升到900℃，然后100min升温到1150℃，保温1h，然后120min降温到600℃，随后自然降温进行烧结；
(4)将烧结后的产物进行过筛，选取粒径为100-180um的氧化锌陶瓷颗粒；
(5)称取6.43g橡胶基体(广州市聚成兆业有机硅原料有限公司生产的107硅橡胶(1500粘))，然后加入体积分数35％(是指陶瓷颗粒的体积占橡胶基体+陶瓷颗粒总体积的35％)的粒径为100-180um的氧化锌陶瓷颗粒，以200r/min的速度机械搅拌10min后，加入0.322g正硅酸乙酯和0.064g催化剂二丁基二月桂酸锡，接着以200r/min的速度搅拌5min后取出后倒入50mm×50mm×0.5mm的模具中；
(6)将装有样品的模具放入真空干燥箱，真空度-30Hg保持10min后取出盖上保护膜，用液压机15MPa保持5min后取出，静置1-2h后固化成型，制得氧化锌陶瓷颗粒体积分数为35％的硅橡胶基交流电缆附件材料。
本实施例制备的材料的压敏场强为1500V/mm,非线性系数14.8。
图1为实施例2所制得的氧化锌陶瓷的XRD图谱，横坐标表示衍射角度范围为2θ＝10-90°，纵坐标表示衍射强度，+表示氧化锌相，°表示Zn7Sb2O12相。从图谱表明样品中含有氧化锌相和Zn7Sb2O12相。无其他杂峰。
图2为实施例2所制得的氧化锌陶瓷颗粒体积分数为35％的硅橡胶基交流电缆附件材料的XRD图谱，横坐标表示衍射角度范围为2θ＝10-90°，纵坐标表示衍射强度，+表示氧化锌相，！表示Zn7Sb2O12相，°表示硅橡胶。图谱在十三度左右的馒头峰为硅橡胶的衍射峰，其他峰为陶瓷填料的衍射峰。无其他杂峰说明陶瓷填料与硅橡胶基体只通过物理方式结合，并没有发生化学反应。
图3为实施例2所制得的氧化锌陶瓷颗粒体积分数为35％的硅橡胶基交流电缆附件材料的电导率随场强变化图谱，横坐标表示电场强度，纵坐标表示电流密度。从图中看出，在电场为1500V/mm左右处，电流密度开始突然增大，经计算得出非线性系数为14.8。
实施例3
一种硅橡胶基交流电缆附件材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)氧化锌基陶瓷的原料为ZnO、Bi2O3、Co3O4、Sb2O3、MnCO3、Cr2O3、Ni2O3、SiO2、MgO和Y2O3，各原料的质量比ZnO:Bi2O3:Co3O4:Sb2O3:MnCO3:C r2O3:Ni2O3:SiO2:MgO:Y2O3＝100.00:6.2:2.2:10.9:0.8:1.0:1.1:0.2:0.2:3；称取氧化锌基陶瓷的原料并进行球磨(250r/min)，球磨的时间为1h，然后取出放入干燥箱干燥，110℃干燥5h，待完全干燥后，加入原料质量10％的聚乙烯醇，搅拌均匀，干燥箱干燥(干燥的温度为150℃)10min后取出，研磨后过80目筛网；
(2)将研磨过筛后的混合物放入排胶炉，按照2h小时从室温升温到150℃，再4h升温到350℃，然后2h升温到600℃，保温1h，随后自然降温到室温进行排胶；
(3)将排胶后的产物放入烧结炉，经180min从室温升到900℃，然后100min升温到1150℃，保温1h，然后120min降温到600℃，随后自然降温进行烧结；
(4)将烧结后的产物进行过筛，选取粒径为100-180um的氧化锌陶瓷颗粒；
(5)称取6.43g橡胶基体(广州市聚成兆业有机硅原料有限公司生产的107硅橡胶(1500粘))，然后加入体积分数35％(是指陶瓷颗粒的体积占橡胶基体+陶瓷颗粒总体积的35％)的粒径为100-180um的氧化锌陶瓷颗粒，以200r/min的速度机械搅拌10min后，加入0.322g正硅酸乙酯和0.064g催化剂二丁基二月桂酸锡，接着以200r/min的速度搅拌5min后取出后倒入50mm×50mm×0.5mm的模具中；
(6)将装有样品的模具放入真空干燥箱，真空度-30Hg保持10min后取出盖上保护膜，用液压机15MPa保持5min后取出，静置1-2h后固化成型，制得氧化锌陶瓷颗粒体积分数为35％的硅橡胶基交流电缆附件材料。
本实施例制备的材料的压敏场强为1400V/mm，非线性系数为16.4。
对比例(现有的材料)
传统氧化锌陶瓷配方：ZnO 95.00％、Bi2O3 1.00％、MnO2 0.50％、Co3O41.00％、Cr2O30.4％、Sb2O31.00％、SiO21.00％、Al2O30.1％；氧化锌陶瓷采用球磨，过筛，煅烧，过筛得到，即采用常规的固相烧结法制备；
以高温硫化的硅橡胶(如：110硅橡胶)为基体，以传统氧化锌陶瓷为填料，混料，压片模具成型，热压硫化(15MPa，170℃)。其中填料体积分数为30％的复合材料的压敏场强为1100V/mm左右，非线性系数为10左右。填料体积分数为40％的复合材料的压敏场强为950V/mm左右，非线性系数为20左右。
本发明与对比例的材料相比，压敏场强更高。

Claims (10)

1.一种室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料，其特征在于：主要由氧化锌基陶瓷、室温硫化硅橡胶、交联剂以及催化剂制备得到；所述氧化锌基陶瓷的原料包括ZnO、Bi2O3、Co3O4、Sb2O3、MnCO3、Cr2O3、Ni2O3、SiO2、MgO和Y2O3，ZnO、Bi2O3、Co3O4、Sb2O3、MnCO3、Cr2O3、Ni2O3、SiO2、MgO和Y2O3的质量比为100：(5-7)：(2-3)：(9-11)：(0.3-2)：(0.5-2)：(0.5-2)：(0.1-0.3)：(0.1-0.5)：(2.5-4)。
2.根据权利要求1所述室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料，其特征在于：所述室温硫化硅橡胶为107硅橡胶；所述交联剂为正硅酸乙酯，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡；
所述氧化锌基陶瓷与室温硫化硅橡胶的体积百分比为100％，其中氧化锌基陶瓷的体积分数为25％～40％；
所述氧化锌基陶瓷的粒径为30～180μm。
3.根据权利要求2所述室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料，其特征在于：所述氧化锌基陶瓷的粒径为100～180μm。
4.根据权利要求1所述室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料，其特征在于：所述氧化锌基陶瓷主要是将氧化锌基陶瓷的原料进行球磨，与粘结剂混匀，排胶，烧结处理得到。
5.根据权利要求4所述室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料，其特征在于：所述烧结的条件：以180～200min从室温升温至850～950℃，然后以85～110min升温至1100～1200℃，保温50～70min，降温；
所述排胶的条件：以1～2℃/min速率升温至100～150℃，再以0.5～2.5℃/min速率升温至300～350℃，最后以2～2.5℃/min速率升温至600～650℃，保温50～70min。
6.根据权利要求5所述室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料，其特征在于：所述降温是指在110～130min内降温至650～500℃，然后自然降温。
7.根据权利要求4所述室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料，其特征在于：排胶之前进行干燥处理。
8.根据权利要求1～7任一项所述室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将氧化锌基陶瓷的原料进行球磨，然后与粘结剂混匀，干燥，排胶，获得排胶后的产物；
2)陶瓷烧结：将排胶后的产物进行烧结；
3)将烧结的产物与室温硫化硅橡胶、交联剂、催化剂混匀，排气，加压成型，静置，得到室温硫化硅橡胶基交流附件材料。
9.根据权利要求8所述室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中烧结的产物与室温硫化硅橡胶的体积百分比为100％，其中烧结的产物的体积分数为25％～40％；
步骤3)中交联剂的用量为室温硫化硅橡胶质量的5～10％；催化剂为室温硫化硅橡胶质量的1～1.5％；
步骤1)中粘结剂为氧化锌基陶瓷的原料总质量的5％～10％；
步骤3)中所述交联剂为正硅酸乙酯，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡；
步骤1)中所述粘结剂为聚乙烯醇。
10.根据权利要求8所述室温硫化硅橡胶基交流电缆附件材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述球磨的转速为150～300r/min，球磨的时间为0.5～2h；
步骤1)中干燥的温度为130～160℃，干燥的时间为5～15min；
步骤1)中在排胶前，进行研磨，过筛处理；
步骤3)中所述静置的时间为1～2h；
步骤3)中所述加压的压强为10～20MPa，所述加压的时间为5～10min。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4269753A (en) * 1979-03-07 1981-05-26 Toray Silicone Company, Ltd. Siloxane compositions which can be ceramified at high temperatures
JPH11111087A (ja) * 1997-10-03 1999-04-23 Toshiba Silicone Co Ltd シリコーンゴム碍子
CN101503573A (zh) * 2009-03-05 2009-08-12 安徽新科电缆集团股份有限公司 一种可供挤出的电缆用耐火绝缘料
CN101787212A (zh) * 2010-01-12 2010-07-28 山东大学 一种室温硫化导电硅橡胶及其制备方法
CN108017914A (zh) * 2018-01-09 2018-05-11 哈尔滨理工大学 一种硅橡胶基非线性电缆附件材料及其制备方法
CN108074673A (zh) * 2016-11-14 2018-05-25 潜江传家电子商务有限公司 低烟无卤电缆系统
CN108219299A (zh) * 2018-02-05 2018-06-29 哈尔滨理工大学 一种三元乙丙橡胶基电缆附件材料的制备方法及其三元乙丙橡胶基电缆附件材料

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7816435B2 (en) * 2007-10-31 2010-10-19 Momentive Performance Materials Inc. Halo-functional silane, process for its preparation, rubber composition containing same and articles manufactured therefrom

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4269753A (en) * 1979-03-07 1981-05-26 Toray Silicone Company, Ltd. Siloxane compositions which can be ceramified at high temperatures
JPH11111087A (ja) * 1997-10-03 1999-04-23 Toshiba Silicone Co Ltd シリコーンゴム碍子
CN101503573A (zh) * 2009-03-05 2009-08-12 安徽新科电缆集团股份有限公司 一种可供挤出的电缆用耐火绝缘料
CN101787212A (zh) * 2010-01-12 2010-07-28 山东大学 一种室温硫化导电硅橡胶及其制备方法
CN108074673A (zh) * 2016-11-14 2018-05-25 潜江传家电子商务有限公司 低烟无卤电缆系统
CN108017914A (zh) * 2018-01-09 2018-05-11 哈尔滨理工大学 一种硅橡胶基非线性电缆附件材料及其制备方法
CN108219299A (zh) * 2018-02-05 2018-06-29 哈尔滨理工大学 一种三元乙丙橡胶基电缆附件材料的制备方法及其三元乙丙橡胶基电缆附件材料

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