CN109867964A - 超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其制备方法。所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物包括的质量份的组分有：乙烯基聚二甲基硅氧烷100份、导电炭黑1‑10份、碳纳米管1‑5份、导电填料表面处理剂1‑5份、碳酸镁1‑10份、导电填料表面处理剂1‑5份、白炭黑1‑10份、白炭黑处理剂1‑10份、交联剂1‑10份、铂金催化剂0.1‑10份、抑制剂0.001‑1份。所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物各组份均匀分散，粘度低，流动性好，其固化成型后的半导电材料导电性好、体积电阻低且稳定、定伸变形小，其制备方法生产效率高，且产品性能稳定。
Description
技术领域
本发明属于聚合物纤维技术领域，具体涉及一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其制备方法和应用。
背景技术
超高压电缆终端及中间接头是超高压电缆附件核心部件，也是超高压电缆附件设计中的极为重要的部分。终端电应力控制是对电缆附件内部的电场分布和电场强度实行控制，使得电场分布和电场强度处于最佳状态，从而提高电缆附件运行的可靠性和使用寿命，而中间接头主要作用是使线路通畅，使电缆保持密封，并保证电缆接头处的绝缘等级，使其安全可靠地运行。半导电材料的作用是通过将绝缘屏蔽层的切断处进行延伸，使零电位形成喇叭状，均化电场改善了电场分布，降低了电晕产生的可能性，减少了绝缘的破坏，保证了电缆的运行寿命。
目前市面上生产超高压电缆终端及中间接头的半导电材料大多数是由高温混炼硅橡胶(HTV)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)等弹性体中分散导电炭黑或金属粉末而成的半导电性弹性体。如在目前公开的一种半导电材料中，其是采用碳纳米管和石墨烯复合作为导电填料，以乙烯基三甲氧基硅氧烷作为导电填料处理剂，羟基硅油作为结构化控制剂，通过分次投料捏合的工艺制备高温硫化固体导电硅橡胶。但在实际应用中发现，未经处理的碳纳米材料具有易团聚、不易分散的特性，传统的捏合手段无法对碳纳米管进行很好的表面处理，易造成碳纳米管分散不均，电阻不稳定的情况。
在公开的另一种半导电材料中，其是采用经过改性处理的碳纳米管和石墨烯作为导电填料，配合硫化剂进行混炼得到导电混炼胶。对碳纳米管及石墨烯预先进行表面处理，可以解决后期捏合分散不均的问题，但整体操作工艺复杂。
目前还公开了一种低电阻导电硅橡胶半导电材料中，其是以乙炔炭黑及纳米金属粉作为导电填料，将甲基乙烯基硅橡胶投入密炼机，分批将乙炔炭黑加入甲基乙烯基硅橡胶中，并在这个过程中加入酸性粉、纳米金属粉、硅烷偶联剂、内部脱模剂控制温度在60-100℃捏合成团出料。
因此，目前单独使用乙炔炭黑作为导电填料或混合使用乙炔炭黑及金属粉，硅橡胶的导电性能仍然不理想。且单独使用碳纳米管及石墨烯制备导电硅橡胶的成本较高，不适用于传统导电硅橡胶应用领域。而且传统的工艺都是简单的共混，填料分散不好电阻不稳定，受温度影响大等缺点，而且在成型的时候需要压力大温度高、成型周期长、产品合格率低、定伸变形大等。
另外，基于传统半导电硅橡胶弹性体存在的如上述不足，导致目前超高压电缆终端及中间接头也存在两个问题：一是大量导电炭黑的加入使得胶料的粘度急剧上升，失去了低压快速注射的优势；二是导电炭黑分散不好，成型后的材料体积电阻率不稳定、受温度的影响大，最终高压电缆接头绝缘材料的保护受到影响，发生故障率高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其制备方法，以解决现有半导电材料由于填料分散不均等原因而导致的材料导电性不理想、电阻不稳定、对温度敏感、成型的压力大温度高、成型周期长、产品合格率低、定伸变形大等的技术问题。
本发明另一目的在于提供一种超高压电缆附件，以解决现有超高压电缆附件存在的导电性不理想、电阻不稳定和定伸变形大的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物。所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物包括如下质量份的组分：
本发明的另一方面，提供了一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：
将第一乙烯基聚二甲基硅氧烷、导电炭黑、碳纳米管、导电填料表面处理剂、碳酸镁、白炭黑、白炭黑处理剂于100℃-150℃下进行热处理后再进行减压热处理，获得基胶，并对所述基胶进行研磨处理；
将经研磨处理后的所述基胶分成两份，将其中一份所述基胶与第二份乙烯基聚二甲基硅氧烷、铂金催化剂进行混合处理，获得A胶；
将另一份所述基胶与第三份乙烯基聚二甲基硅氧烷、交联剂、抑制剂进行混合处理，获得B胶；
将所述A胶与所述B胶进行混合处理；
其中，所述第一乙烯基聚二甲基硅氧烷、第二乙烯基聚二甲基硅氧烷和第三乙烯基聚二甲基硅氧烷、导电炭黑、碳纳米管、导电填料表面处理剂、碳酸镁、白炭黑、白炭黑处理剂、交联剂、铂金催化剂、抑制剂按照如下比例添加：
第一乙烯基聚二甲基硅氧烷、第二乙烯基聚二甲基硅氧烷和第三乙烯基聚二甲基硅氧烷总质量100份、导电炭黑1-10份、碳纳米管1-5份、导电填料表面处理剂1-5份、碳酸镁0-10份、白炭黑1-10份、白炭黑处理剂1-10份、交联剂1-10份、铂金催化剂0.1-10份、抑制剂0.001-1份。
本发明的再一方面，提供了一种超高压电缆附件。所述超高压电缆附件是由含有本发明超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物或由本发明制备方法制备的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物的材料进行热固化成型处理而成。
与现有技术相比，本发明超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物通过各组份之间的协同作用，使得所述导电炭黑、碳纳米管和白炭黑等填料能够均匀分散，而且分散体系稳定，粘度低，流动性好，适合注射成型；而且，其固化成型后的半导电材料导电性好、体积电阻低且高温稳定、定伸变形小。
本发明超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物的制备方法先分别配置含有铂金催化剂的A胶和含有交联剂、抑制剂的B胶，然后将A胶和B胶进行混合硫化处理，这样，一方面能够有效使得各组份特别是导电炭黑、碳纳米管和白炭黑等填料能够均匀分散，粘度低，流动性好，而且分散体系稳定，使得其固化成型后的半导电材料导电性好、体积电阻低且高温稳定、定伸变形小；另一方面所述制备方法工艺条件易控，能够有效保证制备的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物相关性能的稳定，而且生产效率高，降低了生产成本。
本发明超高压电缆附件由于是采用含有本发明超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物进行硫化成型处理而成，因此，所述超高压电缆附件具有导电性好、体积电阻低且高温稳定、定伸变形小，而且成本低。
附图说明
图1是本发明超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例说明书中所提到的各组分的质量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间质量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书各组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
一方面，本发明实施例提供了一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物。所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物包括如下质量份的组分：
其中，所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物所含的乙烯基聚二甲基硅氧烷构成了所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物的胶体组分，在一实施例中，所述乙烯基聚二甲硅氧烷选用分子结构通式为R1aR2bSiO(4-a-b)/2的乙烯基聚二甲硅氧烷；其中，R1为甲基；R2为乙烯基；a的取值范围为1.5<a<2.3，b的取值范围为0<b<0.5。在另一实施例中，控制所述选用的所述乙烯基聚二甲硅氧烷中的乙烯基含量为0.001％-5％；所述乙烯基聚二甲硅氧烷25℃下的粘度为500-150000mPa·s。因此，所述乙烯基聚二甲基硅氧烷可以是多种如不同粘度或者乙烯基含量的乙烯基聚二甲基硅氧烷的混合物，如在具体实施例中，所述乙烯基聚二甲基硅氧烷为乙烯基质量分数为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)的乙烯基聚二甲基硅氧烷、乙烯基质量分数为0.08％旋转粘度为60000mPa.s(25℃)的乙烯基聚二甲基硅氧烷、乙烯基质量分数为1.2％旋转粘度为20000mPa.s(25℃)的乙烯基聚二甲基硅氧烷的混合物。
所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物所含的导电炭黑、碳纳米管构成了复合导电填料，通过采用三维和二维的导电填料进行复合，使得其能够所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物中均匀分散，而且待所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物固化后，两者导电填料协同作用从而在固化成型的半导电硅橡胶中形成稳定的导电网络结构，从而半导电硅橡胶导电性好、体积电阻低且高温稳定。如检测得知固化成型的半导电硅橡胶中电阻各个点的误差在±5％以内，有效降低体积电阻率，保障在更宽广的温度下体积电阻率的稳定性。
因此，在一实施例中，所述导电炭黑的粒径为10-50nm，吸油值200-500mL/100g。优选地，所述导电炭黑是先经所述导电填料表面处理剂进行表面处理后的导电炭黑，这样有效赋予所述导电炭黑的亲润特性，从而增强所述导电炭黑在所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物中分散的均匀性和分散的稳定性。
在一实施例中，所述碳纳米管可以选用为单壁或多壁碳纳米管；在进一步实施例中，所述碳纳米管选用直径＜10nm，长度1-50μm，比表面积200-400m2/g的碳纳米管。优选地，所述碳纳米管是先经所述导电填料表面处理剂进行表面处理后的碳纳米管，这样有效赋予所述碳纳米管的亲润特性，从而增强所述碳纳米管在所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物中分散的均匀和分散的稳定性。
在具体实施例中，所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物所含的所述导电填料表面处理剂包括γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。优选的该些导电填料表面处理剂能够有效对所述导电填料如导电炭黑和碳纳米管进行表面处理，在所述导电炭黑和碳纳米管表面结合相应的基团，从而提高与其他组分如乙烯基聚二甲基硅氧烷之间的亲润性，提高所述导电填料在所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物中分散的均匀和分散的稳定性。
所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物所含的所述白炭黑优选为气相法白炭黑。所述气相法白炭黑是用有机硅化合物做疏水处理过的白炭黑，BET法比表面积在100-400m2/g,碳原子的重量百分比在2.0％-4.0％之间。
所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物所含的所述白炭黑处理剂能够对所述白炭黑组分进行表面处理，改善所述白炭黑组分在所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物中分散的均匀和分散的稳定性。在一实施例中，所述白炭黑处理剂为有机硅化合物，所述有机硅化合物可以包括有机硅氮烷、有机硅氧烷、有机氯硅烷中的至少一种。在具体实施例中，所述有机硅化合物可以是六甲基二硅氮烷、九甲基三硅氮烷、四甲基二乙烯基二硅氮烷、三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的至少一种。
所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物所含的所述交联剂的分子结构通式为R3cR4dSiO(4-c-d)/2，其中，R3为甲基，R4为H；c的取值范围为1.5<c<2.5，d的取值范围为0<d<0.6。
所述铂金催化剂优选为是处理后的铂、铂黑、氯铂酸、乙醇改性的氯铂酸、氯铂酸/烯烃硅氧烷络合物、氯铂酸四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物中的至少一种。
所述抑制剂优选为炔醇类抑制剂，在具体实施例中，所述炔醇类抑制剂可以为1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇和3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、或者3-甲基-1-十二炔-3-醇等中的至少一种。
因此，上文各实施例中所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物通过各组份之间的协同作用，使得各组分特别是导电填料能够均匀分散，而且分散体系稳定，粘度低，流动性好，适合注射成型，还可以适合更低压力的注射成型；而且，其固化成型后的半导电材料导电性好、体积电阻低且体积电阻稳定如测得成型后电阻各个点的误差在±5％以内，也可以保障其在更宽广的温度下体积电阻率的稳定性(电缆在运行过程会有发热现象，温度可以达到80-90℃，同时固化成型后的半导电材料定伸变形小，另外，固化成型后的半导电材料还具有抗紫外线等性能和耐候性等特性。进一步地，还能够通过优选各组份的含量和种类，能够进一步优化所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其固化后的相关性能。
另一方面，本发明实施例还提供了上文所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物的制备方法。所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物的制备方法工艺流程如图1所示，其包括如下步骤：
S01.基胶的制备：将第一乙烯基聚二甲基硅氧烷、导电炭黑、碳纳米管、导电填料表面处理剂、碳酸镁、白炭黑、白炭黑处理剂于100℃-150℃下进行热处理后再进行减压热处理，获得基胶，并对所述基胶进行研磨处理；
S02.A胶的配制：将经研磨处理后的所述基胶分成两份，将其中一份所述基胶与第二份乙烯基聚二甲基硅氧烷、铂金催化剂进行混合处理，获得A胶；
S03.B胶的配制：将另一份所述基胶与第三份乙烯基聚二甲基硅氧烷、交联剂、抑制剂进行混合处理，获得B胶；
S04.A胶与B胶的混合处理：将所述A胶与所述B胶进行混合处理。
其中，在所述步骤S01中，将相应的组分进行热处理，使得各组分能够在乙烯基聚二甲基硅氧烷基体组分中均匀分散。在一实施例中，各组分于100℃-150℃下进行的所述热处理的时间为0.5-5小时，以使得白炭黑处理剂能够充分的对填料特别是白炭黑进行表面处理，使得各组分充分的分散，且均匀。
另一实施例中，所述步骤S01中的所述减压热处理的条件为：温度120-160℃，真空-0.04--0.1MPa，时间2-6小时；也即是所述减压热处理是将经热处理后的混合物于120-160℃的温度、-0.04～0.1MPa的真空下进行热处理2-6小时，具体可以是抽真空2-6小时。抽真空能够有效脱除未反应的表面处理剂、改性过程中产生的及原料体系中存在的小分子物质，降低最终胶料体系的挥发份含量，提高产品性能。
所述步骤S01中的对基胶进行研磨处理是为了使得发生可能的团聚的填料分散。
在优选实施例中，在所述步骤S01中，是先将所述碳纳米管和导电炭黑进行混合处理，在所述混合处理过程中，将所述导电填料表面处理剂采用喷淋的方式加入所述碳纳米管和导电炭黑的混合物中，获得导电母料，然后将所述导电母料与所述第一乙烯基聚二甲基硅氧烷、碳酸镁、白炭黑、白炭黑处理剂于100℃-150℃下进行所述热处理。先将导电填料采用导电填料表面处理剂进行表面处理，使得在导电填料表面含有与乙烯基聚二甲基硅氧烷亲润的相关集团，这样有效赋予所述导电填料如导电炭黑和碳纳米管与乙烯基聚二甲基硅氧烷组分的亲润特性，从而增强所述导电填料在所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物中分散的均匀和分散的稳定性。
其中，步骤S01中的第一乙烯基聚二甲基硅氧烷、导电炭黑、碳纳米管、导电填料表面处理剂、碳酸镁、白炭黑和白炭黑处理剂的种类和添加量比例关系分别如上文所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物所含的乙烯基聚二甲基硅氧烷、导电炭黑、碳纳米管、导电填料表面处理剂、碳酸镁、白炭黑、白炭黑处理剂，为了节约篇幅，在此不再赘述。
在所述步骤S02中，将步骤S02中制备的所述基胶分成的两份可以是相等的，如按照质量1:1的分成两等分；也可以是不相等的，只要是能够使得配制的A胶和B胶体系分散均匀和稳定即可。在一实施例中，在配制A胶的步骤中，所述基胶基胶与第二份乙烯基聚二甲基硅氧烷的质量比可以是100：(1-100)。
其中，步骤S02的混合处理可以是常规的混合处理方式，如搅拌等。第二份乙烯基聚二甲基硅氧烷、铂金催化剂的种类和添加量比例关系也分别上文所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物所含的乙烯基聚二甲基硅氧烷、铂金催化剂。
在所述步骤S03中，将步骤S02中剩下的另一份所述基胶与第三份乙烯基聚二甲基硅氧烷、交联剂、抑制剂的混合处理方式可以是常规的混合处理方式，如搅拌等。在一实施例中，在配制B胶的步骤中，所述基胶与第三份乙烯基聚二甲基硅氧烷的质量比可以是100：(1-100)。而且第三份乙烯基聚二甲基硅氧烷、铂金催化剂的种类和添加量比例关系也分别上文所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物所含的乙烯基聚二甲基硅氧烷、铂金催化剂。
所述步骤S04中，将A胶与B胶混合处理使得各组分均匀分散，形成稳定的分散体系，也即是超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物。两者的混合处理方式可以是常规的混合处理方式，如搅拌等。
因此，本发明超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物的制备方法通过对工艺步骤的设计和工艺条件的控制，一方面能够有效使得各组份特别是导电炭黑、碳纳米管和白炭黑等填料能够均匀分散，使得制备的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物粘度低，流动性好，而且分散体系稳定，使得其固化成型后的半导电材料导电性好、体积电阻低且高温稳定、定伸变形小；另一方面所述制备方法工艺条件易控，能够有效保证制备的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物相关性能的稳定，而且生产效率高，降低了生产成本。
相应地，在上文所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其制备方法的基础上，本发明实施例还提供了一种超高压电缆附件。所述超高压电缆附件是由含有上文所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物或由上文所述制备方法制备的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物的材料进行热固化成型处理而成。这样，由于如上文所述的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物为液体状，而且分散体系稳定，粘度低，流动性好，因此，可以采用注射成型成型方法将所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物注射成型为超高压电缆附件，从而有效提高了所述超高压电缆附件的生产效率，并保证了成型质量。而且由于超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物成型后导电性好、体积电阻低且耐高温稳定、定伸变形小，因此，有效保证了成型的超高压电缆附件具有导电性好、体积电阻低且高温稳定、定伸变形小，而且成本低，而且运行的可靠性和使用寿命。在一实施例中，所述超高压电缆附件可以包括超高压电缆终端、中间接头中的至少一种。在另一实施例中，所述热固化成型处理的温度为100℃-200℃，时间为0.1-10小时。
现结合具体实例，对本发明实施例进行进一步详细说明。
实施例1
本实施例提供一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其制备方法。所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物包括如下质量份的组分：
所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物制备方法包括如下步骤：
S11.基胶的炼制：
将50份乙烯基质量分数为0.18％，旋转粘度为5000mPa.s(25℃)，48份乙烯基质量分数为0.08％旋转粘度为60000mPa.s(25℃)，2份乙烯基质量分数为1.2％旋转粘度为20000mPa.s(25℃)的乙烯基聚二甲基硅氧烷中加入2份碳酸镁，11份表面处理的导电炭黑和碳纳米管混合导电母料，10份气相白炭黑，5份气相法白炭黑表面处理剂，在150℃热处理3小时然后150℃下减压脱低热处理3个小时冷却后在三辊机上研磨三遍。
S12.A胶的配制
取上述100质量份的基胶，加入10质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释，1.2份质量份的铂金属含量为2000ppm的催化剂，并混合均匀制得A胶。
S13.B胶的配制
取上述100质量份的基胶，加入5质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释和5质量份的氢含量为0.4％含氢硅油交联剂；0.06质量份的抑制剂，并混合均匀制得B胶。
S14.A胶、B胶的混合处理：A胶、B胶的混合均匀。
实施例2
本实施例提供一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其制备方法。所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物包括如下质量份的组分：
所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物制备方法包括如下步骤：
S11.基胶的炼制：
将50份乙烯基质量分数为0.18％，旋转粘度为5000mPa.s(25℃)，48份乙烯基质量分数为0.08％旋转粘度为60000mPa.s(25℃)，2份乙烯基质量分数为1.2％旋转粘度为20000mPa.s(25℃)的乙烯基聚二甲基硅氧烷，不加入碳酸镁，11份表面处理的导电炭黑和碳纳米管混合导电母料，10份气相白炭黑，5份气相法白炭黑表面处理剂，在150℃热处理3小时然后150℃下减压脱低热处理3个小时冷却后在三辊机上研磨三遍。
S12.A胶的配制
取上述100质量份的基胶，加入10质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释，1.2份质量份的铂金属含量为2000ppm的催化剂，并混合均匀制得A胶。
S13.B胶的配制
取上述100质量份的基胶，加入5质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释和5质量份的氢含量为0.4％含氢硅油交联剂；0.06质量份的抑制剂，并混合均匀制得B胶。
S14.A胶、B胶的混合处理：A胶、B胶的混合均匀。
实施例3
本实施例提供一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其制备方法。所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物包括如下质量份的组分：
所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物制备方法包括如下步骤：
S11.基胶的炼制：
将50份乙烯基质量分数为0.18％，旋转粘度为5000mPa.s(25℃)，48份乙烯基质量分数为0.08％旋转粘度为60000mPa.s(25℃)，2份乙烯基质量分数为1.2％旋转粘度为20000mPa.s(25℃)的乙烯基聚二甲基硅氧烷中加入碳酸镁2份，5份表面处理的导电炭黑和碳纳米管混合导电母料，10份气相白炭黑，5份气相法白炭黑表面处理剂，在150℃热处理3小时然后150℃下减压脱低热处理3个小时冷却后在三辊机上研磨三遍。
S12.A胶的配制
取上述100质量份的基胶，加入10质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释，1.2份质量份的铂金属含量为2000ppm的催化剂，并混合均匀制得A胶。
S13.B胶的配制
取上述100质量份的基胶，加入5质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释和5质量份的氢含量为0.4％含氢硅油交联剂；0.06质量份的抑制剂，并混合均匀制得B胶。
S14.A胶、B胶的混合处理：A胶、B胶的混合均匀。
实施例4
本实施例提供一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其制备方法。所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物包括如下质量份的组分：
所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物制备方法包括如下步骤：
S11.基胶的炼制：
将50份乙烯基质量分数为0.18％，旋转粘度为5000mPa.s(25℃)，48份乙烯基质量分数为0.08％旋转粘度为60000mPa.s(25℃)，2份乙烯基质量分数为1.2％旋转粘度为20000mPa.s(25℃)的乙烯基聚二甲基硅氧烷中加入碳酸镁2份，15份表面处理的导电炭黑和碳纳米管混合导电母料，10份气相白炭黑，5份气相法白炭黑表面处理剂，在150℃热处理3小时然后150℃下减压脱低热处理3个小时冷却后在三辊机上研磨三遍。
S12.A胶的配制
取上述100质量份的基胶，加入10质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释，1.2份质量份的铂金属含量为2000ppm的催化剂，并混合均匀制得A胶。
S13.B胶的配制
取上述100质量份的基胶，加入5质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释和5质量份的氢含量为0.4％含氢硅油交联剂；0.06质量份的抑制剂，并混合均匀制得B胶。
S14.A胶、B胶的混合处理：A胶、B胶的混合均匀。
对比例1
本实施例提供一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其制备方法。所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物包括如下质量份的组分：
所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物制备方法包括如下步骤：
S11.基胶的炼制：
将50份乙烯基质量分数为0.18％，旋转粘度为5000mPa.s(25℃)，48份乙烯基质量分数为0.08％旋转粘度为60000mPa.s(25℃)，2份乙烯基质量分数为1.2％旋转粘度为20000mPa.s(25℃)的乙烯基聚二甲基硅氧烷中加入2份碳酸镁，15份表面不处理的导电炭黑，10份气相白炭黑，5份气相法白炭黑表面处理剂，在150℃热处理3小时然后150℃下减压脱低热处理3个小时冷却后在三辊机上研磨三遍。
S12.A胶的配制：
取上述100质量份的基胶，加入10质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释，1.2份质量份的铂金属含量为2000ppm的催化剂，并混合均匀制得A胶。
S13.B胶的配制：
取上述100质量份的基胶，加入5质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释和5质量份的氢含量为0.4％含氢硅油交联剂；0.06质量份的抑制剂，并混合均匀制得B胶。
S14.A胶、B胶的混合处理：A胶、B胶的混合均匀。
对比例2
本实施例提供一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其制备方法。所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物包括如下质量份的组分：
所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物制备方法包括如下步骤：
S11.基胶的炼制：
将50份乙烯基质量分数为0.18％，旋转粘度为5000mPa.s(25℃)，48份乙烯基质量分数为0.08％旋转粘度为60000mPa.s(25℃)，2份乙烯基质量分数为1.2％旋转粘度为20000mPa.s(25℃)的乙烯基聚二甲基硅氧烷中加入2份碳酸镁，10份表面不处理的导电炭黑和1份表面不处理的碳纳米管，10份气相白炭黑，5份气相法白炭黑表面处理剂，在150℃热处理3小时，然后150℃下减压脱低热处理3个小时冷却后在三辊机上研磨三遍。
S12.A胶的配制：取上述100质量份的基胶，加入10质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释，1.2份质量份的铂金属含量为2000ppm的催化剂，并混合均匀制得A胶。
S13.B胶的配制
取上述100质量份的基胶，加入5质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释和5质量份的氢含量为0.4％含氢硅油交联剂；0.06质量份的抑制剂，并混合均匀制得B胶。
S14.A胶、B胶的混合处理：A胶、B胶的混合均匀。
对比例3
本实施例提供一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物及其制备方法。所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物包括如下质量份的组分：
所述超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物制备方法包括如下步骤：
S11.基胶的炼制：
将50份乙烯基质量分数为0.18％，旋转粘度为5000mPa.s(25℃)，48份乙烯基质量分数为0.08％旋转粘度为60000mPa.s(25℃)，2份乙烯基质量分数为1.2％旋转粘度为20000mPa.s(25℃)的乙烯基聚二甲基硅氧烷中加入2份碳酸镁，15份表面处理的导电炭黑，10份气相白炭黑，5份气相法白炭黑表面处理剂，在150℃热处理3小时然后150℃下减压脱低热处理3个小时冷却后在三辊机上研磨三遍。
S12.A胶的配制：
取上述100质量份的基胶，加入10质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释，1.2份质量份的铂金属含量为2000ppm的催化剂，并混合均匀制得A胶。
S13.B胶的配制：
取上述100质量份的基胶，加入5质量份的乙烯基含量为0.18％旋转粘度为5000mPa.s(25℃)乙烯基聚二甲基硅氧烷稀释和5质量份的氢含量为0.4％含氢硅油交联剂；0.06质量份的抑制剂，并混合均匀制得B胶。
S14.A胶、B胶的混合处理：A胶、B胶的混合均匀。
超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物的固化和相应的性能测试
将实施例1-4提供的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物分别于在140℃条件下热固化处理也即是硫化10分钟，分别获得样品。并对样品分别进行如下表1中的相关性能测试，测试结果如下文表1中数据。
由表1中测试数据可知，本发明实施例超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物由于各组分特别是导电填料能够均匀分散，分散体系稳定，粘度低，流动性好，其固化成型后的半导电材料导电性好、体积电阻低，其在更宽广的温度下体积电阻率的稳定性，定伸变形小，而且机械性能好。
表1
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物，其特征在于：其包括如下质量份的组分：
2.根据权利要求1所述的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物，其特征在于：所述乙烯基聚二甲硅氧烷的分子结构通式为R1aR2bSiO(4-a-b)/2，其中，R1为甲基；R2为乙烯基；a的取值范围为1.5<a<2.3，b的取值范围为0<b<0.5。
3.根据权利要求1或2所述的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物，其特征在于：所述乙烯基聚二甲硅氧烷中所含的乙烯基含量为0.001％-5％；和/或
所述乙烯基聚二甲硅氧烷25℃下的粘度为500-150000mPa·s。
4.根据权利要求1或2所述的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物，其特征在于：所述导电炭黑的粒径为10-50nm，吸油值200-500mL/100g；和/或
所述碳纳米管为单壁或多壁碳纳米管；和/或
所述碳纳米管的直径＜10nm，长度1-50μm，比表面积200-400m2/g；和/或
所述白炭黑的BET法比表面积为100-400m2/g,碳原子的重量百分比为2.0％-4.0％；和/或
所述导电填料表面处理剂包括γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种；和/或
所述白炭黑处理剂包括有机硅氮烷、有机硅氧烷、有机氯硅烷中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物，其特征在于：
所述交联剂的分子结构通式为R3cR4dSiO(4-c-d)/2，其中，R3为甲基，R4为H；c的取值范围为1.5<c<2.5，d的取值范围为0<d<0.6；和/或
所述铂金催化剂是铂、铂黑、氯铂酸、乙醇改性的氯铂酸、氯铂酸/烯烃硅氧烷络合物、氯铂酸四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物中的至少一种；和/或
所述抑制剂为炔醇类抑制剂。
6.一种超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物的制备方法，包括如下步骤：
将第一乙烯基聚二甲基硅氧烷、导电炭黑、碳纳米管、导电填料表面处理剂、碳酸镁、白炭黑、白炭黑处理剂于100℃-150℃下进行热处理后再进行减压热处理，获得基胶，并对所述基胶进行研磨处理；
将经研磨处理后的所述基胶分成两份，将其中一份所述基胶与第二份乙烯基聚二甲基硅氧烷、铂金催化剂进行混合处理，获得A胶；
将另一份所述基胶与第三份乙烯基聚二甲基硅氧烷、交联剂、抑制剂进行混合处理，获得B胶；
将所述A胶与所述B胶进行混合处理；
其中，所述第一乙烯基聚二甲基硅氧烷、第二乙烯基聚二甲基硅氧烷和第三乙烯基聚二甲基硅氧烷、导电炭黑、导电填料表面处理剂、碳纳米管、碳酸镁、白炭黑、白炭黑处理剂、交联剂、铂金催化剂、抑制剂按照如下比例添加：
第一乙烯基聚二甲基硅氧烷、第二乙烯基聚二甲基硅氧烷和第三乙烯基聚二甲基硅氧烷总质量100份、导电炭黑1-10份、碳纳米管1-5份、导电填料表面处理剂1-5份、碳酸镁0-10份、白炭黑1-10份、白炭黑处理剂1-10份、交联剂1-10份、铂金催化剂0.1-10份、抑制剂0.001-1份。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：于100℃-150℃下进行的所述热处理的时间为0.5-5小时；和/或
所述减压热处理的条件为：温度120-160℃，真空-0.04-0.1MPa，时间2-6小时。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：在制备所述基胶的步骤中，是先将所述碳纳米管和导电炭黑进行混合处理，在所述混合处理过程中，将所述导电填料表面处理剂采用喷淋的方式加入所述碳纳米管和导电炭黑的混合物中，获得导电母料，然后将所述导电母料与所述第一乙烯基聚二甲基硅氧烷、碳酸镁、白炭黑、白炭黑处理剂于100℃-150℃下进行所述热处理。
9.一种超高压电缆附件，其特征在于：所述超高压电缆附件是由含有权利1-5任一项所述的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物或由权利6-8任一项所述的制备方法制备的超高压电缆附件用半导电液体硅橡胶组合物的材料进行热固化成型处理而成。
10.根据权利要求9所述的超高压电缆附件，其特征在于：所述超高压电缆附件包括超高压电缆终端、中间接头中的至少一种；和/或
所述热固化成型处理的温度为100℃-200℃，时间为0.1-10小时。
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