CN110128834A - 一种特高压用复合绝缘子及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特高压用复合绝缘子，包含伞裙护套、玻璃钢芯棒和端部金具，所述伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯和硫化剂。本发明通过优化复合绝缘子的伞裙护套材质及制备方法，制备的伞裙护套相比于现有技术中常用的伞裙护套老化性能、防污性能和绝缘性能均显著提高，且力学性能未发生恶化，使用前景十分广阔。

Description

一种特高压用复合绝缘子及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合绝缘子技术领域，尤其涉及一种特高压用复合绝缘子及其制备方法。
背景技术
复合绝缘子又称合成绝缘子或聚合物绝缘子，主要由硅橡胶伞裙护套、玻璃钢芯棒及端部金具三部分组成。其中，芯棒一般为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料，起着承担机械负荷的作用；伞裙护套一般由高温硫化硅橡胶制成，用以保护芯棒不受外界环境中水分、酸等介质的侵蚀，并提供必要的爬电距离以提高耐污性能；端部金具则一般是外表面镀有热镀锌层的碳素钢或碳素结构钢，起着连接导线的作用。
由于硅橡胶具有良好的耐臭氧、耐侯性、耐电晕和很好的憎水性等特点，使得硅橡胶复合绝缘子材料与传统的瓷和玻璃绝缘子材料相比，具有耐污性能好、质量轻、机械强度高、运输安装方便等优点，在现代输电线路中的应用越来越广泛。复合绝缘子的伞裙所用硅橡胶材料是以甲基乙烯基硅橡胶作为基胶，添加氢氧化铝为阻燃剂、白炭黑为补强剂、氧化铁为着色剂、硫化剂、小分子硅氧烷聚合物和硅烷偶联剂等助剂经高温硫化制成。但是目前广泛使用的复合绝缘子伞套在电晕放电、紫外线辐射、潮气、温度变化以及污秽等因素的作用下老化严重。经过几年时间复合绝缘子绝缘性能、机械性能、憎水性能及防污性能逐渐下降，并开始出现闪络、断裂、异常发热等事故。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供了一种特高压用复合绝缘子，包含伞裙护套、玻璃钢芯棒和端部金具，所述伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯和硫化剂，所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法为：
(1) 将二元乙丙橡胶和聚丙烯混合，混合后加入丙酮搅拌，搅拌完成后静置10h以上，然后置于通风厨中挥发丙酮；获得混合物A；
(2) 向所述混合物A中加入马来酸酐，混合熔融挤出、造粒，获得混合物B，熔融挤出温度控制在160～180℃；
(3) 将聚乳酸、乙二胺四乙酸二钠和混合物B混合加入挤出机内，熔融挤出造粒，熔融挤出温度控制在200～220℃，获得所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯。
进一步地，所述氢氧化铝的制备方法为：
1) 配置棕榈酸异丙酯、Al(NO3)3的乙醇溶液，向溶液中滴入氨水直到不再产生沉淀为止，然后过滤，烘干固相，固相用球磨机球磨，球磨后的粉末过2000目的筛网，获得固相C；
2) 配置柠檬酸钠、H2O2的水溶液D，向溶液D中加入所述固相C，搅拌溶液形成悬浊液E，在搅拌状态下向所述悬浊液E中加入异丙醇铝粉末，加入完成后控温至70～80℃下继续搅拌1h以上形成混合物F，将所述混合物F转入水热反应釜中180～190℃水热反应2h以上，然后将水热反应釜自然冷却至常温，反应产物固液分离，固相80℃烘干获得所述氢氧化铝。
进一步地，所述硅橡胶组合物中各组分按重量份数计为：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、氢氧化铝50～70份、气相法白炭黑20～30份、甲酸钠5～12份、甲酰胺1～7份、硫化剂1～2份、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯2～10份。
进一步地，所述硅橡胶组合物混炼硫化方法为：
A. 按所述重量份数称取硅橡胶组合物的各组分，将所述甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺和聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯混合后投入捏合机中；
B. 开动捏合机，在150～160℃下捏合1～2h，获得胶料，再将所述胶料开炼至光滑，包辊，参入所述硫化剂，薄通3～5次，出片，成型经过两段硫化，获得所述伞裙护套。
进一步地，所述步骤(1)中，二元乙丙橡胶和聚丙烯混合质量比为二元乙丙橡胶：聚丙烯=0.6～1:10，丙酮的加入质量为二元乙丙橡胶和聚丙烯混合总质量的10倍。
进一步地，所述步骤(2)中，马来酸酐的加入质量为混合物A质量的2/7～3/7，所述步骤(3)中，聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠总质量为混合物B质量的1/10～1/9，所述聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比聚乳酸：乙二胺四乙酸二钠=10:0.3～0.8。
进一步地，所述步骤1)中，所述棕榈酸异丙酯、Al(NO3)3的乙醇溶液中，Al(NO3)3的浓度为0.008～0.01mol/L，棕榈酸异丙酯的浓度为10～20g/L，所述氨水中NH3的质量百分含量为20%～30%。
进一步地，所述步骤2)中，所述溶液D中，柠檬酸钠和H2O2的浓度分别为柠檬酸钠0.3～0.5mol/L，H2O2的质量百分含量为5%～8%，固相C加入质量/溶液D体积=1～2g/L，所述异丙醇铝的加入质量/悬浊液E体积=5～7g/50mL。
从以上技术方案可以看出，本发明的优点是：本发明通过优化复合绝缘子的伞裙护套材质及制备方法，制备的伞裙护套相比于现有技术中常用的伞裙护套老化性能、防污性能和绝缘性能均显著提高，且力学性能未发生恶化，使用前景十分广阔。
具体实施方式
下面结合实施例进行详细的说明：
实施例1
一种特高压用复合绝缘子，其伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯和硫化剂，各组分按重量份数计为：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、氢氧化铝(市购氢氧化铝粉末球磨后过2000目筛网获得)50份、气相法白炭黑20份、甲酸钠5份、甲酰胺1份、硫化剂1份、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯2份。
本实施例所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法为：
(1) 将二元乙丙橡胶和聚丙烯混合，其中二元乙丙橡胶和聚丙烯混合质量比为二元乙丙橡胶：聚丙烯=0.6:10，混合后加入丙酮搅拌，丙酮的加入质量为二元乙丙橡胶和聚丙烯混合总质量的10倍，搅拌完成后静置10h，然后置于通风厨中挥发丙酮；获得混合物A；
(2) 向所述混合物A中加入马来酸酐，马来酸酐的加入质量为混合物A质量的2/7，混合熔融挤出、造粒，获得混合物B，熔融挤出温度控制在160～180℃；
(3) 将聚乳酸、乙二胺四乙酸二钠和混合物B混合加入挤出机内，其中聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠总质量为混合物B质量的1/10，所述聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比聚乳酸：乙二胺四乙酸二钠=10:0.3。熔融挤出造粒，熔融挤出温度控制在200～220℃，获得所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯。
本实施例所述硅橡胶组合物混炼硫化方法为：
A. 按所述重量份数称取硅橡胶组合物的各组分，将所述甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺和聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯混合后投入捏合机中；
B. 开动捏合机，在150～160℃下捏合1h，获得胶料，再将所述胶料开炼至光滑，包辊，参入所述硫化剂，薄通4次，出片，成型经过两段硫化，第一段160～170℃硫化6min，第二段200～210℃硫化3h，最终获得所述伞裙护套。
实施例2
一种特高压用复合绝缘子，其伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝(市购氢氧化铝粉末球磨后过2000目筛网获得)、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯和硫化剂，各组分按重量份数计为：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、氢氧化铝55份、气相法白炭黑23份、甲酸钠6份、甲酰胺2份、硫化剂1.3份、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯4份。
本实施例所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法为：
(1) 将二元乙丙橡胶和聚丙烯混合，其中二元乙丙橡胶和聚丙烯混合质量比为二元乙丙橡胶：聚丙烯=0.7:10，混合后加入丙酮搅拌，丙酮的加入质量为二元乙丙橡胶和聚丙烯混合总质量的10倍，搅拌完成后静置10h，然后置于通风厨中挥发丙酮；获得混合物A；
(2) 向所述混合物A中加入马来酸酐，马来酸酐的加入质量为混合物A质量的2/7，混合熔融挤出、造粒，获得混合物B，熔融挤出温度控制在160～180℃；
(3) 将聚乳酸、乙二胺四乙酸二钠和混合物B混合加入挤出机内，其中聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠总质量为混合物B质量的1/10，所述聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比聚乳酸：乙二胺四乙酸二钠=10:0.6。熔融挤出造粒，熔融挤出温度控制在200～220℃，获得所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯。
本实施例所述硅橡胶组合物混炼硫化方法为：
A. 按所述重量份数称取硅橡胶组合物的各组分，将所述甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺和聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯混合后投入捏合机中；
B. 开动捏合机，在150～160℃下捏合1h，获得胶料，再将所述胶料开炼至光滑，包辊，参入所述硫化剂，薄通4次，出片，成型经过两段硫化，第一段160～170℃硫化6min，第二段200～210℃硫化3h，最终获得所述伞裙护套。
实施例3
一种特高压用复合绝缘子，其伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝(市购氢氧化铝粉末球磨后过2000目筛网获得)、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯和硫化剂，各组分按重量份数计为：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、氢氧化铝60份、气相法白炭黑25份、甲酸钠7份、甲酰胺4份、硫化剂1.5份、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯5份。
本实施例所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法为：
(1) 将二元乙丙橡胶和聚丙烯混合，其中二元乙丙橡胶和聚丙烯混合质量比为二元乙丙橡胶：聚丙烯=0.8:10，混合后加入丙酮搅拌，丙酮的加入质量为二元乙丙橡胶和聚丙烯混合总质量的10倍，搅拌完成后静置10h，然后置于通风厨中挥发丙酮；获得混合物A；
(2) 向所述混合物A中加入马来酸酐，马来酸酐的加入质量为混合物A质量的2/7，混合熔融挤出、造粒，获得混合物B，熔融挤出温度控制在160～180℃；
(3) 将聚乳酸、乙二胺四乙酸二钠和混合物B混合加入挤出机内，其中聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠总质量为混合物B质量的1/9，所述聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比聚乳酸：乙二胺四乙酸二钠=10:0.6。熔融挤出造粒，熔融挤出温度控制在200～220℃，获得所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯。
本实施例所述硅橡胶组合物混炼硫化方法为：
A. 按所述重量份数称取硅橡胶组合物的各组分，将所述甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺和聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯混合后投入捏合机中；
B. 开动捏合机，在150～160℃下捏合1h，获得胶料，再将所述胶料开炼至光滑，包辊，参入所述硫化剂，薄通4次，出片，成型经过两段硫化，第一段160～170℃硫化6min，第二段200～210℃硫化3h，最终获得所述伞裙护套。
实施例4
一种特高压用复合绝缘子，其伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝(市购氢氧化铝粉末球磨后过2000目筛网获得)、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯和硫化剂，各组分按重量份数计为：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、氢氧化铝63份、气相法白炭黑28份、甲酸钠10份、甲酰胺6份、硫化剂1.8份、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯8份。
本实施例所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法为：
(1) 将二元乙丙橡胶和聚丙烯混合，其中二元乙丙橡胶和聚丙烯混合质量比为二元乙丙橡胶：聚丙烯=0.9:10，混合后加入丙酮搅拌，丙酮的加入质量为二元乙丙橡胶和聚丙烯混合总质量的10倍，搅拌完成后静置10h，然后置于通风厨中挥发丙酮；获得混合物A；
(2) 向所述混合物A中加入马来酸酐，马来酸酐的加入质量为混合物A质量的3/7，混合熔融挤出、造粒，获得混合物B，熔融挤出温度控制在160～180℃；
(3) 将聚乳酸、乙二胺四乙酸二钠和混合物B混合加入挤出机内，其中聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠总质量为混合物B质量的1/9，所述聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比聚乳酸：乙二胺四乙酸二钠=10:0.6。熔融挤出造粒，熔融挤出温度控制在200～220℃，获得所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯。
本实施例所述硅橡胶组合物混炼硫化方法为：
A. 按所述重量份数称取硅橡胶组合物的各组分，将所述甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺和聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯混合后投入捏合机中；
B. 开动捏合机，在150～160℃下捏合1h，获得胶料，再将所述胶料开炼至光滑，包辊，参入所述硫化剂，薄通4次，出片，成型经过两段硫化，第一段160～170℃硫化6min，第二段200～210℃硫化3h，最终获得所述伞裙护套。
实施例5
一种特高压用复合绝缘子，其伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝(市购氢氧化铝粉末球磨后过2000目筛网获得)、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯和硫化剂，各组分按重量份数计为：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、氢氧化铝70份、气相法白炭黑30份、甲酸钠12份、甲酰胺7份、硫化剂2份、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯10份。
本实施例所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法为：
(1) 将二元乙丙橡胶和聚丙烯混合，其中二元乙丙橡胶和聚丙烯混合质量比为二元乙丙橡胶：聚丙烯=1:10，混合后加入丙酮搅拌，丙酮的加入质量为二元乙丙橡胶和聚丙烯混合总质量的10倍，搅拌完成后静置10h，然后置于通风厨中挥发丙酮；获得混合物A；
(2) 向所述混合物A中加入马来酸酐，马来酸酐的加入质量为混合物A质量的3/7，混合熔融挤出、造粒，获得混合物B，熔融挤出温度控制在160～180℃；
(3) 将聚乳酸、乙二胺四乙酸二钠和混合物B混合加入挤出机内，其中聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠总质量为混合物B质量的1/9，所述聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比聚乳酸：乙二胺四乙酸二钠=10:0.8。熔融挤出造粒，熔融挤出温度控制在200～220℃，获得所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯。
本实施例所述硅橡胶组合物混炼硫化方法为：
A. 按所述重量份数称取硅橡胶组合物的各组分，将所述甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺和聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯混合后投入捏合机中；
B. 开动捏合机，在150～160℃下捏合1h，获得胶料，再将所述胶料开炼至光滑，包辊，参入所述硫化剂，薄通4次，出片，成型经过两段硫化，第一段160～170℃硫化6min，第二段200～210℃硫化3h，最终获得所述伞裙护套。
对比例1
一种特高压用复合绝缘子，其伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯和硫化剂，各组分按重量份数计为：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、氢氧化铝60份、气相法白炭黑25份、甲酸钠7份、甲酰胺4份、硫化剂1.5份、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯5份。
本对比例所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法为：
(1) 将二元乙丙橡胶和聚丙烯混合，其中二元乙丙橡胶和聚丙烯混合质量比为二元乙丙橡胶：聚丙烯=0.8:10，混合后加入丙酮搅拌，丙酮的加入质量为二元乙丙橡胶和聚丙烯混合总质量的10倍，搅拌完成后静置10h，然后置于通风厨中挥发丙酮；获得混合物A；
(2) 向所述混合物A中加入马来酸酐，马来酸酐的加入质量为混合物A质量的2/7，混合熔融挤出、造粒，获得混合物B，熔融挤出温度控制在160～180℃；
(3) 将聚乳酸、乙二胺四乙酸二钠和混合物B混合加入挤出机内，其中聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠总质量为混合物B质量的1/9，所述聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比聚乳酸：乙二胺四乙酸二钠=10:0.6。熔融挤出造粒，熔融挤出温度控制在200～220℃，获得所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯。
本对比例所述氢氧化铝的制备方法为：
1) 配置棕榈酸异丙酯、Al(NO3)3的乙醇溶液，所述棕榈酸异丙酯、Al(NO3)3的乙醇溶液中，Al(NO3)3的浓度为0.008mol/L，棕榈酸异丙酯的浓度为10g/L，向溶液中滴入NH3的质量百分含量为20%的氨水直到不再产生沉淀为止，然后过滤，烘干固相，固相用球磨机球磨，球磨后的粉末过2000目的筛网，获得固相C；
2) 配置柠檬酸钠、H2O2的水溶液D，所述溶液D中，柠檬酸钠和H2O2的浓度分别为柠檬酸钠0.3mol/L，H2O2的质量百分含量为5%，向溶液D中加入所述固相C，固相C加入质量/溶液D体积=1g/L，搅拌溶液形成悬浊液E，在搅拌状态下向所述悬浊液E中加入异丙醇铝粉末，所述异丙醇铝的加入质量/悬浊液E体积=5g/50mL，加入完成后控温至70～80℃下继续搅拌1h形成混合物F，将所述混合物F转入水热反应釜中180～190℃水热反应2h，然后将水热反应釜自然冷却至常温，反应产物固液分离，固相80℃烘干获得所述氢氧化铝。
本对比例所述硅橡胶组合物混炼硫化方法为：
A. 按所述重量份数称取硅橡胶组合物的各组分，将所述甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺和聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯混合后投入捏合机中；
B. 开动捏合机，在150～160℃下捏合1h，获得胶料，再将所述胶料开炼至光滑，包辊，参入所述硫化剂，薄通4次，出片，成型经过两段硫化，第一段160～170℃硫化6min，第二段200～210℃硫化3h，最终获得所述伞裙护套。
对比例2
一种特高压用复合绝缘子，其伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯和硫化剂，各组分按重量份数计为：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、氢氧化铝60份、气相法白炭黑25份、甲酸钠7份、甲酰胺4份、硫化剂1.5份、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯5份。
本对比例所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法为：
(1) 将二元乙丙橡胶和聚丙烯混合，其中二元乙丙橡胶和聚丙烯混合质量比为二元乙丙橡胶：聚丙烯=0.8:10，混合后加入丙酮搅拌，丙酮的加入质量为二元乙丙橡胶和聚丙烯混合总质量的10倍，搅拌完成后静置10h，然后置于通风厨中挥发丙酮；获得混合物A；
(2) 向所述混合物A中加入马来酸酐，马来酸酐的加入质量为混合物A质量的2/7，混合熔融挤出、造粒，获得混合物B，熔融挤出温度控制在160～180℃；
(3) 将聚乳酸、乙二胺四乙酸二钠和混合物B混合加入挤出机内，其中聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠总质量为混合物B质量的1/9，所述聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比聚乳酸：乙二胺四乙酸二钠=10:0.6。熔融挤出造粒，熔融挤出温度控制在200～220℃，获得所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯。
本对比例所述氢氧化铝的制备方法为：
1) 配置棕榈酸异丙酯、Al(NO3)3的乙醇溶液，所述棕榈酸异丙酯、Al(NO3)3的乙醇溶液中，Al(NO3)3的浓度为0.009mol/L，棕榈酸异丙酯的浓度为15g/L，向溶液中滴入NH3的质量百分含量为25%的氨水直到不再产生沉淀为止，然后过滤，烘干固相，固相用球磨机球磨，球磨后的粉末过2000目的筛网，获得固相C；
2) 配置柠檬酸钠、H2O2的水溶液D，所述溶液D中，柠檬酸钠和H2O2的浓度分别为柠檬酸钠0.4mol/L，H2O2的质量百分含量为7%，向溶液D中加入所述固相C，固相C加入质量/溶液D体积=1g/L，搅拌溶液形成悬浊液E，在搅拌状态下向所述悬浊液E中加入异丙醇铝粉末，所述异丙醇铝的加入质量/悬浊液E体积=6g/50mL，加入完成后控温至70～80℃下继续搅拌1h形成混合物F，将所述混合物F转入水热反应釜中180～190℃水热反应2h，然后将水热反应釜自然冷却至常温，反应产物固液分离，固相80℃烘干获得所述氢氧化铝。
本对比例所述硅橡胶组合物混炼硫化方法为：
A. 按所述重量份数称取硅橡胶组合物的各组分，将所述甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺和聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯混合后投入捏合机中；
B. 开动捏合机，在150～160℃下捏合1h，获得胶料，再将所述胶料开炼至光滑，包辊，参入所述硫化剂，薄通4次，出片，成型经过两段硫化，第一段160～170℃硫化6min，第二段200～210℃硫化3h，最终获得所述伞裙护套。
对比例3
一种特高压用复合绝缘子，其伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯和硫化剂，各组分按重量份数计为：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、氢氧化铝60份、气相法白炭黑25份、甲酸钠7份、甲酰胺4份、硫化剂1.5份、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯5份。
本对比例所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法为：
(1) 将二元乙丙橡胶和聚丙烯混合，其中二元乙丙橡胶和聚丙烯混合质量比为二元乙丙橡胶：聚丙烯=0.8:10，混合后加入丙酮搅拌，丙酮的加入质量为二元乙丙橡胶和聚丙烯混合总质量的10倍，搅拌完成后静置10h，然后置于通风厨中挥发丙酮；获得混合物A；
(2) 向所述混合物A中加入马来酸酐，马来酸酐的加入质量为混合物A质量的2/7，混合熔融挤出、造粒，获得混合物B，熔融挤出温度控制在160～180℃；
(3) 将聚乳酸、乙二胺四乙酸二钠和混合物B混合加入挤出机内，其中聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠总质量为混合物B质量的1/9，所述聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比聚乳酸：乙二胺四乙酸二钠=10:0.6。熔融挤出造粒，熔融挤出温度控制在200～220℃，获得所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯。
本对比例所述氢氧化铝的制备方法为：
1) 配置棕榈酸异丙酯、Al(NO3)3的乙醇溶液，所述棕榈酸异丙酯、Al(NO3)3的乙醇溶液中，Al(NO3)3的浓度为0.01mol/L，棕榈酸异丙酯的浓度为20g/L，向溶液中滴入NH3的质量百分含量为30%的氨水直到不再产生沉淀为止，然后过滤，烘干固相，固相用球磨机球磨，球磨后的粉末过2000目的筛网，获得固相C；
2) 配置柠檬酸钠、H2O2的水溶液D，所述溶液D中，柠檬酸钠和H2O2的浓度分别为柠檬酸钠0.5mol/L，H2O2的质量百分含量为8%，向溶液D中加入所述固相C，固相C加入质量/溶液D体积=2g/L，搅拌溶液形成悬浊液E，在搅拌状态下向所述悬浊液E中加入异丙醇铝粉末，所述异丙醇铝的加入质量/悬浊液E体积=7g/50mL，加入完成后控温至70～80℃下继续搅拌1h形成混合物F，将所述混合物F转入水热反应釜中180～190℃水热反应2h，然后将水热反应釜自然冷却至常温，反应产物固液分离，固相80℃烘干获得所述氢氧化铝。
本对比例所述硅橡胶组合物混炼硫化方法为：
A. 按所述重量份数称取硅橡胶组合物的各组分，将所述甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺和聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯混合后投入捏合机中；
B. 开动捏合机，在150～160℃下捏合1h，获得胶料，再将所述胶料开炼至光滑，包辊，参入所述硫化剂，薄通4次，出片，成型经过两段硫化，第一段160～170℃硫化6min，第二段200～210℃硫化3h，最终获得所述伞裙护套。
对比例4
一种特高压用复合绝缘子，其伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝(市购氢氧化铝粉末球磨后过2000目筛网获得)、气相法白炭黑、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯和硫化剂，各组分按重量份数计为：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、氢氧化铝60份、气相法白炭黑25份、硫化剂1.5份、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯5份。
本对比例所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法为：
(1) 将二元乙丙橡胶和聚丙烯混合，其中二元乙丙橡胶和聚丙烯混合质量比为二元乙丙橡胶：聚丙烯=0.8:10，混合后加入丙酮搅拌，丙酮的加入质量为二元乙丙橡胶和聚丙烯混合总质量的10倍，搅拌完成后静置10h，然后置于通风厨中挥发丙酮；获得混合物A；
(2) 向所述混合物A中加入马来酸酐，马来酸酐的加入质量为混合物A质量的2/7，混合熔融挤出、造粒，获得混合物B，熔融挤出温度控制在160～180℃；
(3) 将聚乳酸、乙二胺四乙酸二钠和混合物B混合加入挤出机内，其中聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠总质量为混合物B质量的1/9，所述聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比聚乳酸：乙二胺四乙酸二钠=10:0.6。熔融挤出造粒，熔融挤出温度控制在200～220℃，获得所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯。
本对比例所述硅橡胶组合物混炼硫化方法为：
A. 按所述重量份数称取硅橡胶组合物的各组分，将所述甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑和聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯混合后投入捏合机中；
B. 开动捏合机，在150～160℃下捏合1h，获得胶料，再将所述胶料开炼至光滑，包辊，参入所述硫化剂，薄通4次，出片，成型经过两段硫化，第一段160～170℃硫化6min，第二段200～210℃硫化3h，最终获得所述伞裙护套。
对比例5
一种特高压用复合绝缘子，其伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝(市购氢氧化铝粉末球磨后过2000目筛网获得)、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺和硫化剂，各组分按重量份数计为：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、氢氧化铝60份、气相法白炭黑25份、甲酸钠7份、甲酰胺4份、硫化剂1.5份。
本对比例所述硅橡胶组合物混炼硫化方法为：
A. 按所述重量份数称取硅橡胶组合物的各组分，将所述甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠和甲酰胺混合后投入捏合机中；
B. 开动捏合机，在150～160℃下捏合1h，获得胶料，再将所述胶料开炼至光滑，包辊，参入所述硫化剂，薄通4次，出片，成型经过两段硫化，第一段160～170℃硫化6min，第二段200～210℃硫化3h，最终获得所述伞裙护套。
实施例6
分别测试采用实施例1～5和对比例1～5所述方法制备的伞裙护套的性能。其中拉伸强度按照标准GB/T1040-2006测试，击穿电压按照标准GB/T 1408-2006测试，耐漏电起痕按照标准GB/T 6553-2003测试，憎水性按照标准IEC62073-2005测试，表面电阻率按照标准GB/T1692-2008测试，热老化性能按照标准GB/T3512-2001测试，撕裂强度按照标准GB/T529-2008测试，结果如表1所示。
表1
性能指标 拉伸强度 撕裂强度 热老化拉伸强度保持率 表面电阻率 耐漏电起痕 憎水性 击穿电压
单位 MPa kN/m % Ω 1A4.5级蚀损深度mm / kV/mm
实施例1 5.53 13.21 92 2.5×10<sup>15</sup> 0.71 HC1 23.2
实施例2 5.61 13.66 93 2.8×10<sup>15</sup> 0.68 HC1 23.4
实施例3 5.66 13.62 95 3.1×10<sup>15</sup> 0.63 HC1 23.7
实施例4 5.58 13.29 92 2.7×10<sup>15</sup> 0.66 HC1 23.1
实施例5 5.59 13.33 92 2.8×10<sup>15</sup> 0.67 HC1 23.4
对比例1 5.63 13.54 94 3.7×10<sup>15</sup> 0.21 HC1 28.8
对比例2 5.69 13.70 93 3.5×10<sup>15</sup> 0.24 HC1 29.6
对比例3 5.65 13.57 94 3.8×10<sup>15</sup> 0.22 HC1 29.2
对比例4 5.44 13.10 86 2.6×10<sup>15</sup> 0.68 HC1 22.7
对比例5 5.47 13.17 67 2.1×10<sup>15</sup> 0.74 HC1 22.0
由表1可知，本发明通过优化复合绝缘子的伞裙护套材质及制备方法，制备的伞裙护套相比于现有技术中常用的伞裙护套老化性能、防污性能和绝缘性能均显著提高，且力学性能未发生恶化。对比实施例3和对比例1～3可知，采用本发明自制的氢氧化铝相比于通常的氢氧化铝粉末能够进一步提高绝缘子的电学性能，具体表现为绝缘子的耐漏电起痕性能改善，击穿电压从23.7 kV/mm提高到最高29.6 kV/mm。对比实施例3和对比例4可知，本发明所述硅橡胶组合物体系中参入甲酸钠和甲酰胺，能够使得制备的绝缘子力学性能有所改善，抗老化性能显著提高。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种特高压用复合绝缘子，包含伞裙护套、玻璃钢芯棒和端部金具，所述伞裙护套通过硅橡胶组合物混炼硫化制成，其特征在于，所述硅橡胶组合物包含甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯和硫化剂，所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法为：
(1) 将二元乙丙橡胶和聚丙烯混合，混合后加入丙酮搅拌，搅拌完成后静置10h以上，然后置于通风厨中挥发丙酮；获得混合物A；
(2) 向所述混合物A中加入马来酸酐，混合熔融挤出、造粒，获得混合物B，熔融挤出温度控制在160～180℃；
(3) 将聚乳酸、乙二胺四乙酸二钠和混合物B混合加入挤出机内，熔融挤出造粒，熔融挤出温度控制在200～220℃，获得所述聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯。
2.根据权利要求1所述的一种特高压用复合绝缘子，其特征在于，所述氢氧化铝的制备方法为：
1) 配置棕榈酸异丙酯、Al(NO3)3的乙醇溶液，向溶液中滴入氨水直到不再产生沉淀为止，然后过滤，烘干固相，固相用球磨机球磨，球磨后的粉末过2000目的筛网，获得固相C；
2) 配置柠檬酸钠、H2O2的水溶液D，向溶液D中加入所述固相C，搅拌溶液形成悬浊液E，在搅拌状态下向所述悬浊液E中加入异丙醇铝粉末，加入完成后控温至70～80℃下继续搅拌1h以上形成混合物F，将所述混合物F转入水热反应釜中180～190℃水热反应2h以上，然后将水热反应釜自然冷却至常温，反应产物固液分离，固相80℃烘干获得所述氢氧化铝。
3.根据权利要求1或2所述的一种特高压用复合绝缘子，其特征在于，所述硅橡胶组合物中各组分按重量份数计为：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、氢氧化铝50～70份、气相法白炭黑20～30份、甲酸钠5～12份、甲酰胺1～7份、硫化剂1～2份、聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯2～10份。
4.根据权利要求3所述的一种特高压用复合绝缘子，其特征在于，所述硅橡胶组合物混炼硫化方法为：
A. 按所述重量份数称取硅橡胶组合物的各组分，将所述甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、甲酸钠、甲酰胺和聚乳酸/马来酸酐接枝聚丙烯混合后投入捏合机中；
B. 开动捏合机，在150～160℃下捏合1～2h，获得胶料，再将所述胶料开炼至光滑，包辊，参入所述硫化剂，薄通3～5次，出片，成型经过两段硫化，获得所述伞裙护套。
5.根据权利要求4所述的一种特高压用复合绝缘子，其特征在于，所述步骤(1)中，二元乙丙橡胶和聚丙烯混合质量比为二元乙丙橡胶：聚丙烯=0.6～1:10，丙酮的加入质量为二元乙丙橡胶和聚丙烯混合总质量的10倍。
6.根据权利要求4所述的一种特高压用复合绝缘子，其特征在于，所述步骤(2)中，马来酸酐的加入质量为混合物A质量的2/7～3/7，所述步骤(3)中，聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠总质量为混合物B质量的1/10～1/9，所述聚乳酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比聚乳酸：乙二胺四乙酸二钠=10:0.3～0.8。
7.根据权利要求4所述的一种特高压用复合绝缘子，其特征在于，所述步骤1)中，所述棕榈酸异丙酯、Al(NO3)3的乙醇溶液中，Al(NO3)3的浓度为0.008～0.01mol/L，棕榈酸异丙酯的浓度为10～20g/L，所述氨水中NH3的质量百分含量为20%～30%。
8.根据权利要求4所述的一种特高压用复合绝缘子，其特征在于，所述步骤2)中，所述溶液D中，柠檬酸钠和H2O2的浓度分别为柠檬酸钠0.3～0.5mol/L，H2O2的质量百分含量为5%～8%，固相C加入质量/溶液D体积=1～2g/L，所述异丙醇铝的加入质量/悬浊液E体积=5～7g/50mL。
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