CN109777112A

CN109777112A - 一种复合绝缘子用硅橡胶及其制备方法

Info

Publication number: CN109777112A
Application number: CN201810649291.5A
Authority: CN
Inventors: 贡玉圭; 王丰
Original assignee: Guangdong Poly Polytron Technologies Inc
Current assignee: Guangdong Poly Polytron Technologies Inc
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2019-05-21

Abstract

本发明公开了一种复合绝缘子用硅橡胶，按重量份组分包括甲基乙烯基硅橡胶100份，白炭黑35～40份，氢氧化铝115～125份，羟基硅油4～6份，硅烷偶联剂3～5份，2,5‑二甲基‑2,5‑二叔丁基过氧化己烷0.5～1.5份。同时还公开了该复合绝缘子用硅橡胶的制备方法。本发明有如下优点：1、本发明的复合绝缘子用硅橡胶的耐电蚀痕性能好，可以达到1A4.5级；2、本发明制备的复合绝缘子用硅橡胶的耐硝酸性能好，能满足硅橡胶复合绝缘子户外长期使用的要求；3、本发明的复合绝缘子用硅橡胶的制备方法生产成本较低、品质容易控制，在常温下无毒、无味，机械性能好，可以被加工成各种注射产品和模压产品，适合规模化生产。

Description

一种复合绝缘子用硅橡胶及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种复合绝缘子用硅橡胶及其制备方法，属于绝缘材料技术领域。

【背景技术】

硅橡胶具有突出的电气绝缘、耐高低温、耐候性和憎水迁移等特性，现广泛应用于高压、超高压输变电技术领域。随着电力设备运行电压等级的不断提升以及大气雾霾环境污染的日益加剧，人们对在极端工况条件下硅橡胶绝缘材料的运行安全性和可靠性提出了更高的要求。

近几年来，在公开的中国专利文献中，出现了一些阻燃的复合绝缘子用硅橡胶材料专利。中国专利文件CN107033602 A公开了一种复合绝缘子用高强度硅橡胶绝缘材料，该材料包括：甲基乙烯基硅橡胶生胶62～88份，气相白炭黑30～48 份，纳米氢氧化铝22～32份，氧化石墨烯63～78份，纳米氮化硼24～35份，硅微粉1.2～3份，羟基硅油2～3份，乙基硅油1.5～2份，硅烷偶联剂1.2～2.2份。该方法制得的复合绝缘子用高强度硅橡胶绝缘材料具有良好的绝缘性能和优异的机械性能，且不易变形，耐漏电起痕性能达到1A4.5级，但是其成本较高硬度偏高 (邵氏硬度高达80°以上)，耐硝酸腐蚀效果较差。

中国专利文件CN104974530 A公开了一种高性能耐漏电起痕硅橡胶及其制备方法，该耐漏电起痕硅橡胶原料组成为：甲基乙烯基硅橡胶100份，气相白炭黑20～45份，羟基硅油4～15份、含氢硅油0.3～1份、含氮硅烷0.5～5份、铂化合物0.1～2份和2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷0.5～4份。该方法制得的高性能耐漏电起痕硅橡胶具有优良的耐漏电起痕性能和力学性能，但是其耐漏电起痕等级无法达到1A4.5级及以上，且原料成本较高、耐硝酸性能较差，无法广泛应用。

中国专利文件CN103360770 A公开了一种高温硫化改性硅橡胶及其生产方法，该高温硫化改性硅橡胶原料组成为：甲基乙烯基硅橡胶100份，气相法二氧化硅30～35份，纳米级氢氧化铝110～115份，γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷3～4份，硅油12份，三乙醇胺0.6～0.9份，双二五硫化剂1～2份，色母胶1～1.5份。该发明制备的硅橡胶具有优异的耐紫外线和耐酸腐蚀性能，将该硅橡胶样片浸泡在 65％的硝酸溶液中45分钟，材料完好，但是该发明中使用的纳米级氢氧化铝微粉价格昂贵，且表面未经处理与甲基乙烯基硅橡胶基材相容性差，难以混合均匀，所得高温硫化改性硅橡胶的机械性能较差。

综上所述，当前关于复合绝缘子硅橡胶材料取得了一些进展，但是还存在原料成本较高、制备工艺复杂、耐漏电等级较低和耐硝酸性能较差等不足。因此，制备一种具有良好耐漏电起痕性能和耐硝酸性能的复合绝缘子用硅橡胶，具有重要的意义。

【发明内容】

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有优异耐电蚀痕性能和耐硝酸性能的复合绝缘子用硅橡胶。

本发明的另一目的是提供一种上述硅橡胶的制备方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种复合绝缘子用硅橡胶，其特征在于由以下重量份组分：

甲基乙烯基硅橡胶100份，白炭黑35～40份，氢氧化铝115～125份，羟基硅油4～6份，硅烷偶联剂3～5份，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷0.5～1.5份。

本发明中的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.14％～0.2％，优选乙烯基含量为0.16％～0.18％

本发明中的甲基乙烯基硅橡胶的平均分子质量为60～70万，优选65～70万。

本发明中的白炭黑为气相亲水性白炭黑，其BET法比表面积为150～380m²/g，优选BET法比表面积为150～200m²/g。

本发明中的氢氧化铝粒径为1～5μm，优选1～2μm。

本发明中的羟基硅油黏度为25～35厘泊(cP)，优选黏度为28～30厘泊。

本发明中的硅烷偶联剂为二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种，优选二甲基二甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷。

本发明中氢氧化铝和硅烷偶联剂混合均匀后室温密封放置时间为24h以上，优选72h以上。

一种上述复合绝缘子用硅橡胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a、先将氢氧化铝和硅烷偶联剂用高速分散机分散均匀后，室温密封放置至少24h；

b、然后在捏合机中加入甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑和羟基硅油低温捏合成团，再分批加入步骤a处理的粉体捏合成团，在130～160℃下继续捏合1.5～2.5h 冷却室温出料，得团料；

c、将2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷加入步骤b制得的团料，用开炼机开炼均匀即可。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1、本发明制备的复合绝缘子用硅橡胶耐电蚀痕性能好，可以达到1A4.5级。

2、本发明的复合绝缘子用硅橡胶的制备方法生产工艺简单、成本较低、品质容易控制、在常温下无毒、无味，并具有很好的机械性能，可以被加工成各种注射产品和模压产品，适合规模化生产。

3、本发明制备的复合绝缘子用硅橡胶耐硝酸性能好，能满足硅橡胶复合绝缘子户外长期使用的要求。

【具体实施方式】

以下结合具体实施例对本发明做进一步更详细的说明。

在下面实例中采用GB/T 531.1-2008，GS-709N型邵尔A硬度计测定硅橡胶硬度；采用GB/T 528-2009，KDⅢ型电子万能试验机测定硅橡胶拉伸强度和拉断伸长率；采用GB/T 529-2008，KDⅢ型电子万能试验机测定硅橡胶撕裂强度；采用 GB/T 6553-2014，XD-11斜面法漏电起痕试验机测定硅橡胶耐漏电起痕及电蚀损性；耐硝酸性能测试方法：先将一段硫化后2mm硅橡胶样片置于25℃下1mol/L 硝酸溶液中浸泡100h后，取出用去离子水轻轻冲洗，再置于25℃下去离子水中浸泡24h，然后80℃下真空干燥24h，再室温冷却2～3h后测定样片的物理性能。

实施例1：

各质量份组分如下：分子量为60万、乙烯基含量为0.14％的甲基乙烯基硅橡胶100份，BET法比较面积为150m²/g的气相亲水白炭黑40份，粒径为1.0μm 的氢氧化铝115份，黏度为25mPa.s羟基硅油4.0份，二甲基二甲氧基硅烷2.5 份，乙烯基三甲氧基硅烷0.5份，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷0.5份。

复合绝缘子用硅橡胶的制备方法如下：

a、先将115份氢氧化铝、2.5份二甲基二甲氧基硅烷和0.5份乙烯基三甲氧基硅烷用高速分散机分散均匀后，室温密封放置24h；

b、然后在捏合机中加入100份甲基乙烯基硅橡胶、40份白炭黑和4.0份羟基硅油低温捏合成团，再分批加入步骤a处理的粉体捏合成团，在130～160℃下继续捏合2h冷却室温出料，得团料；

c、将0.5份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷加入步骤b制得的团料，用开炼机开炼均匀即可。

实施例2～4和对比例1～4的配方组分如下表1所示，制备工艺与实施例1相同。

表1实施例1～4及对比例1～4硅橡胶的性能表

由表1测试结果可知，由实例1～4制备的复合绝缘子用硅橡胶均能通过 1A4.5级耐漏电起痕测试，且经过1mol/L硝酸浸泡100h后伸长率均大于200％，伸长率的降低率为31％～35％，满足复合绝缘子用硅橡胶材料户外长期使用的要求。当对比例1中氢氧化铝添加量为100份时，所得硅橡胶不能通过1A4.5级耐漏电起痕测试。当对比例2中不使用二甲基二甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷对氢氧化铝进行处理时，所得硅橡胶不能通过1A4.5级耐漏电起痕测试且经硝酸浸泡后伸长率的降低率达到了73％。当对比例3中添加的二甲基二甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷用量小于3份时，所得硅橡胶经硝酸浸泡后伸长率的降低率达到了67％。当对比例4中氢氧化铝添加量为140份时，所得硅橡胶经硝酸浸泡后伸长率的降低率达到了69％。

本发明并不局限于上述具体实施方式，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。

Claims

1.一种复合绝缘子用硅橡胶，其特征在于由以下重量份组分：

2.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用硅橡胶，其特征在于所述的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.14％～0.2％，平均分子量为60～70万。

3.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用硅橡胶，其特征在于所述的白炭黑为气相亲水性白炭黑，其BET法比表面积为150～380m²/g。

4.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用硅橡胶，其特征在于所述的氢氧化铝粒径为1～5μm。

5.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用硅橡胶，其特征在于所述的羟基硅油黏度为25～35厘泊。

6.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用硅橡胶，其特征在于所述的硅烷偶联剂为二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

7.一种权利要求1-6中任一项所述复合绝缘子用硅橡胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

b、然后在捏合机中加入甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑和羟基硅油低温捏合成团，再分批加入步骤a处理的粉体捏合成团，在130～160℃下继续捏合1.5～2.5h冷却室温出料，得团料；

c、将2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷加入步骤b制得的团料中，用开炼机开炼均匀即可。

8.根据权利要求1-7所述的一种复合绝缘子用硅橡胶，其特征在于所述的氢氧化铝和硅烷偶联剂混合均匀后室温密封放置时间为24h以上。