CN110317454A - 一种高阻尼防水硅橡胶密封材料及其制备方法 - Google Patents

一种高阻尼防水硅橡胶密封材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高阻尼防水硅橡胶密封材料，其原料按重量份包括：煤矸石粉50‑70份、低苯基硅橡胶100份、气相白炭黑50‑70份、硫化剂0.8‑1.6份、纳米陶土5‑20份、氧化锌0.6‑1.6份、六甲基二硅氮烷5份、阻尼剂2‑5份。本发明同时还公开了一种高阻尼防水硅橡胶密封材料的制备方法。本发明的高阻尼防水硅橡胶密封材料，在配方中使用纳米陶土，使得硅橡胶基体与纳米粒子具有良好的界面效应，提高密封材料致密度和防水性、力学性能以及阻尼性。

Description

一种高阻尼防水硅橡胶密封材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及密封橡胶技术领域，具体涉及一种高阻尼防水硅橡胶密封材料及其制备方法。
背景技术
换流阀是直流输电工程中的核心设备之一。换流阀内冷系统是换流器的重要组成部件，承担着给阀片和电抗器等元件散热的功能，其安全可靠性直接关系到换流站的安全正常运行。换流阀内冷系统在工作过程中，密封条由于长期经受设备运行过程中带来的振动效应而逐渐丧失阻尼效应甚至损坏，并且即使在没有损坏的情况下也可能出现漏水情况，这就对密封条的阻尼性和防水性提出了较高要求。密封条作为密封的防线，应有效稀释外界振动波能量，同时在根本上起到隔绝水的作用。因此，在保证密封的前提下，如何提升密封材料的长期阻尼性能和密封性对于保证换流阀内冷系统的正常运行，显得尤为关键。
现有技术采用常规配方体系的高温硫化硅橡胶材料制成密封条并发挥密封作用，但常规硅橡胶的阻尼值相对较低，强度相对较低。随着使用时间的增加，机械力以及振动会使得密封条的阻尼下降，从而影响设备密封性，甚至为水的进入提供了通道。同时，通过在一定时间内不断更换密封条也会耗费大量人力物力。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种适用于换流阀内冷系统的高阻尼防水硅橡胶密封材料及其制备方法，可有效提高密封条的阻尼性能，通过吸收来自设备的机械压力以及设备运行振动波，起到长期防水的效果。
为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种高阻尼防水硅橡胶密封材料，其原料按重量份包括：煤矸石粉50-70份、低苯基硅橡胶100份、气相白炭黑50-70份、硫化剂0.8-1.6份、纳米陶土5-20份、氧化锌0.6-1.6份、六甲基二硅氮烷5份、阻尼剂2-5份。
一种高阻尼防水硅橡胶密封材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述配方称取低苯基硅橡胶、气相白炭黑、煤矸石粉、纳米陶土，氧化锌，六甲基二硅氮烷、阻尼剂、硫化剂，备用；
(2)将低苯基硅橡胶、气相白炭黑倒入密炼机中，混炼40min，混炼温度60-80℃；
(3)将煤矸石粉、纳米陶土、氧化锌投入密炼机中，混炼26min，混炼温度70-100℃；
(4)将六甲基二硅氮烷加入到密炼机中，混炼10min，混炼温度80-120℃，混炼结束之后排胶，冷却至室温；
(5)将胶料投入开炼机，包辊后将称量好的硫化剂、阻尼剂加入到胶料中进行混合，薄通，打三角包4个后出片，静置2天以上，得到高阻尼硅橡胶密封材料。
本发明的高阻尼防水硅橡胶密封材料，在配方中使用纳米陶土，使得硅橡胶基体与纳米粒子具有良好的界面效应，提高密封材料致密度和防水性、力学性能以及阻尼性。以此制成的密封条可有效吸收来自换流阀内冷系统的设备的机械压力以及设备运行振动波，减少设备振动幅度，达到长期防水的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例1：
一种高阻尼防水硅橡胶密封材料，其原料按重量份包括：煤矸石粉70份，低苯基硅橡胶100份、气相白炭黑70份、硫化剂0.8份，纳米陶土5份，氧化锌0.8份、六甲基二硅氮烷5份，阻尼剂2份。
其中，低苯基硅橡胶中苯基的含量为6-11％；煤矸石粉为超细粉，粒径在3微米左右；纳米陶土的粒径在1-100纳米；气相白炭黑表面已被硅烷偶联剂修饰。
制备方法包括以下步骤：
(1)按上述配方称取低苯基硅橡胶、气相白炭黑、煤矸石粉、纳米陶土，氧化锌，六甲基二硅氮烷、阻尼剂、硫化剂备用；
(2)将低苯基硅橡胶、气相白炭黑倒入密炼机中，混炼40min，混炼温度60-80℃；
(3)将煤矸石粉、纳米陶土，氧化锌投入密炼机中，混炼26min，混炼温度70-100℃；
(4)将六甲基二硅氮烷加入到密炼机中，混炼10min，混炼温度80-120℃，混炼结束之后排胶，冷却至室温；
(5)将胶料投入开炼机，包辊后将称量好硫化剂、阻尼剂加入到胶料中进行混合，薄通，打三角包4个后出片，静置2天以上，得到高阻尼硅橡胶密封材料。
实施例2：
一种高阻尼防水硅橡胶密封材料，其原料按重量份包括：煤矸石粉65份，低苯基硅橡胶100份、气相白炭黑60份、硫化剂1.0份，纳米陶土10份，氧化锌1.0份、六甲基二硅氮烷5份，阻尼剂3份。
其中，低苯基硅橡胶中苯基的含量为6-11％；煤矸石粉为超细粉，粒径在3微米左右；纳米陶土的粒径在1-100纳米；气相白炭黑表面已被硅烷偶联剂修饰。
制备方法包括以下步骤：
(1)按上述配方称取低苯基硅橡胶、气相白炭黑、煤矸石粉、纳米陶土，氧化锌，六甲基二硅氮烷、阻尼剂、硫化剂备用；
(2)将低苯基硅橡胶、气相白炭黑倒入密炼机中，混炼40min，混炼温度60-80℃；
(3)将煤矸石粉、纳米陶土，氧化锌投入密炼机中，混炼26min，混炼温度70-100℃；
(4)将六甲基二硅氮烷加入到密炼机中，混炼10min，混炼温度80-120℃，混炼结束之后排胶，冷却至室温；
(5)将胶料投入开炼机，包辊后将称量好硫化剂、阻尼剂加入到胶料中进行混合，薄通，打三角包4个后出片，静置2天以上，得到高阻尼硅橡胶密封材料。
实施例3：
一种高阻尼防水硅橡胶密封材料，其原料按重量份包括：煤矸石粉60份，低苯基硅橡胶100份、气相白炭黑65份、硫化剂1.2份，纳米陶土15份，氧化锌1.2份、六甲基二硅氮烷5份，阻尼剂4份。
其中，低苯基硅橡胶中苯基的含量为6-11％；煤矸石粉为超细粉，粒径在3微米左右；纳米陶土的粒径在1-100纳米；气相白炭黑表面已被硅烷偶联剂修饰。
制备方法包括以下步骤：
(1)按上述配方称取低苯基硅橡胶、气相白炭黑、煤矸石粉、纳米陶土，氧化锌，六甲基二硅氮烷、阻尼剂、硫化剂备用；
(2)将低苯基硅橡胶、气相白炭黑倒入密炼机中，混炼40min，混炼温度60-80℃；
(3)将煤矸石粉、纳米陶土，氧化锌投入密炼机中，混炼26min，混炼温度70-100℃；
(4)将六甲基二硅氮烷加入到密炼机中，混炼10min，混炼温度80-120℃，混炼结束之后排胶，冷却至室温；
(5)将胶料投入开炼机，包辊后将称量好硫化剂、阻尼剂加入到胶料中进行混合，薄通，打三角包4个后出片，静置2天以上，得到高阻尼硅橡胶密封材料。
实施例4：
一种高阻尼防水硅橡胶密封材料，其原料按重量份包括：煤矸石粉55份，低苯基硅橡胶100份、气相白炭黑70份、硫化剂1.4份，纳米陶土20份，氧化锌1.4份、六甲基二硅氮烷5份，阻尼剂5份。
其中，低苯基硅橡胶中苯基的含量为6-11％；煤矸石粉为超细粉，粒径在3微米左右；纳米陶土的粒径在1-100纳米；气相白炭黑表面已被硅烷偶联剂修饰。
制备方法包括以下步骤：
(1)按上述配方称取低苯基硅橡胶、气相白炭黑、煤矸石粉、纳米陶土，氧化锌，六甲基二硅氮烷、阻尼剂、硫化剂备用；
(2)将低苯基硅橡胶、气相白炭黑倒入密炼机中，混炼40min，混炼温度60-80℃；
(3)将煤矸石粉、纳米陶土，氧化锌投入密炼机中，混炼26min，混炼温度70-100℃；
(4)将六甲基二硅氮烷加入到密炼机中，混炼10min，混炼温度80-120℃，混炼结束之后排胶，冷却至室温；
(5)将胶料投入开炼机，包辊后将称量好硫化剂、阻尼剂加入到胶料中进行混合，薄通，打三角包4个后出片，静置2天以上，得到高阻尼硅橡胶防水材料。
针对实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中的材料进行性能测量，所测得数据如表1所示。
表1高阻尼防水硅橡胶密封材料性能测试结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
硬度(邵氏) 71 72 76 69
拉伸强度，MPa 7.52 9.87 10.58 9.52
扯断伸长率，％ 210 200 198 178
撕裂强度，kN/m 21 22 23 20
阻尼系数 0.203 0.221 0.252 0.278
从表1的测试结果来看，实施例1～4所得材料的的阻尼系数均在0.2以上，且拉伸和撕裂强度大，可更好地满足注射成型的密封要求。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种高阻尼防水硅橡胶密封材料，其特征在于：其原料按重量份包括：煤矸石粉50-70份、低苯基硅橡胶100份、气相白炭黑50-70份、硫化剂0.8-1.6份、纳米陶土5-20份、氧化锌0.6-1.6份、六甲基二硅氮烷5份、阻尼剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种高阻尼防水硅橡胶密封材料，其特征在于：所述低苯基硅橡胶中苯基的含量为6-11％。
3.根据权利要求1所述的一种高阻尼防水硅橡胶密封材料，其特征在于：所述煤矸石粉为超细粉，粒径在3微米左右。
4.根据权利要求1所述的一种高阻尼防水硅橡胶密封材料，其特征在于：所述纳米陶土的粒径在1-100纳米。
5.根据权利要求1所述的一种高阻尼防水硅橡胶密封材料，其特征在于：所述气相白炭黑表面已被硅烷偶联剂修饰。
6.一种高阻尼防水硅橡胶密封材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按权利要求1所述配方称取低苯基硅橡胶、气相白炭黑、煤矸石粉、纳米陶土，氧化锌，六甲基二硅氮烷、阻尼剂、硫化剂，备用；
(2)将低苯基硅橡胶、气相白炭黑倒入密炼机中，混炼40min，混炼温度60-80℃；
(3)将煤矸石粉、纳米陶土、氧化锌投入密炼机中，混炼26min，混炼温度70-100℃；
(4)将六甲基二硅氮烷加入到密炼机中，混炼10min，混炼温度80-120℃，混炼结束之后排胶，冷却至室温；
(5)将胶料投入开炼机，包辊后将称量好的硫化剂、阻尼剂加入到胶料中进行混合，薄通，打三角包4个后出片，静置2天以上，得到高阻尼硅橡胶密封材料。
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