CN111808429A - 一种复合绝缘子用硅橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

一种复合绝缘子用硅橡胶材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及复合绝缘子技术领域，尤其涉及一种复合绝缘子用硅橡胶材料及其制备方法。所述复合绝缘子用硅橡胶材料由包含如下重量份的原料制备得到：橡胶基料100份；白炭黑30～60份；羟基硅油1～8份；含氢硅油2～10份；活性氢氧化铝100～300份；氧化锌2～10份；色母料0.5～2份；硫化剂0.5～2份；邻氨基苯甲酸甲酯1～5份。本发明在上述各原料组分的协同作用下，得到的硅橡胶材料机械性能较优，同时，可以避免鸟类啄食，提高了产品的电气性能，避免了碰伤和返工，提高了产品的使用安全性能和经济价值。

Description

一种复合绝缘子用硅橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合绝缘子技术领域，尤其涉及一种复合绝缘子用硅橡胶材料及其制备方法。
背景技术
在高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体，它是为了增加爬电距离的，通常由玻璃或陶瓷制成，叫做绝缘子。绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用，即支撑导线和防止电流回地，这两个作用必须得到保证，绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。
现有复合绝缘子伞套材料为硅橡胶材料，机械性能有待于提高，由于鸟类喜欢啄吃复合绝缘子伞裙或护套，从而暴露芯棒，影响复合绝缘子的绝缘性能，在带电运行中存在一定的安全隐患，会给国家造成重大经济安全损失。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种复合绝缘子用硅橡胶材料及其制备方法，本发明提供的复合绝缘子用硅橡胶材料机械性能较优，且可以避免鸟类啄食。
本发明提供了一种复合绝缘子用硅橡胶材料，由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure BDA0002596157250000011
Figure BDA0002596157250000021
优选的，所述橡胶基料为乙烯基封端的硅橡胶。
优选的，所述乙烯基封端的硅橡胶的重均分子量为60～70万；
所述乙烯基封端的硅橡胶中，乙烯基的含量为0.07wt％～0.24wt％。
优选的，所述乙烯基封端的硅橡胶包括低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶；
所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.07～0.12wt％，所述高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.13～0.24wt％。
优选的，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的质量比为1：2。
优选的，所述硫化剂选自2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化二异丙苯中的一种或几种。
本发明还提供了一种上文所述复合绝缘子用硅橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
A)将橡胶基料、白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、活性氢氧化铝、氧化锌和邻氨基苯甲酸甲酯混炼成团，得到混炼胶料；
B)将所述混炼胶料在温度为140～175℃、真空度为0.04～0.08MPa下加热1～3h，降温至38～45℃薄通；
C)将所述薄通后的胶料、色母料和硫化剂混合，薄通后，滤胶，得到复合绝缘子用硅橡胶材料。
优选的，步骤A)中，所述混炼成团的温度为25～70℃，混炼成团的时间为0.5～1h。
优选的，步骤B)中，所述薄通后，还包括自然冷却。
本发明提供了一种复合绝缘子用硅橡胶材料，由包含如下重量份的原料制备得到：橡胶基料100份；白炭黑30～60份；羟基硅油1～8份；含氢硅油2～10份；活性氢氧化铝100～300份；氧化锌2～10份；色母料0.5～2份；硫化剂0.5～2份；邻氨基苯甲酸甲酯1～5份。本发明在上述各原料组分的协同作用下，得到的硅橡胶材料机械性能较优，同时，可以避免鸟类啄食，提高了产品的电气性能，避免了碰伤和返工，提高了产品的使用安全性能和经济价值。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种复合绝缘子用硅橡胶材料，由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure BDA0002596157250000031
本发明提供的复合绝缘子用硅橡胶材料的制备原料包括橡胶基料。所述橡胶基料的重量份数为100份。
在本发明的某些实施例中，所述橡胶基料为乙烯基封端的硅橡胶。在本发明的某些实施例中，所述乙烯基封端的硅橡胶的重均分子量为60～70万。在本发明的某些实施例中，所述乙烯基封端的硅橡胶中，乙烯基的含量为0.07wt％～0.24wt％。
在本发明的某些实施例中，所述乙烯基封端的硅橡胶包括低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.07～0.12wt％，所述高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.13～0.24wt％。在本发明的某些实施例中，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶为乙烯基封端的硅橡胶110-1S，所述高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶为乙烯基封端的硅橡胶110-2S。在本发明的某些实施例中，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.07wt％、0.08wt％或0.10wt％。在本发明的某些实施例中，所述高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.21wt％、0.23wt％或0.24wt％。
在本发明的某些实施例中，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的质量比为1：2。
本发明提供的复合绝缘子用硅橡胶材料的制备原料还包括白炭黑。在本发明的某些实施例中，所述白炭黑的重量份数为40份、52份或60份。
本发明提供的复合绝缘子用硅橡胶材料的制备原料还包括羟基硅油。在本发明的某些实施例中，所述羟基硅油的重量份数为2份、5份或8份。本发明对所述羟基硅油的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
本发明提供的复合绝缘子用硅橡胶材料的制备原料还包括含氢硅油。在本发明的某些实施例中，所述含氢硅油的重量份数为2份、5份或10份。本发明对所述含氢硅油的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
本发明提供的复合绝缘子用硅橡胶材料的制备原料还包括活性氢氧化铝。在本发明的某些实施例中，所述活性氢氧化铝的重量份数为120份、200份或300份。
本发明提供的复合绝缘子用硅橡胶材料的制备原料还包括氧化锌。在本发明的某些实施例中，所述氧化锌的重量份数为3份、6份或10份。
本发明提供的复合绝缘子用硅橡胶材料的制备原料还包括色母料。在本发明的某些实施例中，所述色母料的重量份数为1份、1.5份或2份。
本发明提供的复合绝缘子用硅橡胶材料的制备原料还包括硫化剂。在本发明的某些实施例中，所述硫化剂重量份数为0.5份、1.2份或2份。在本发明的某些实施例中，所述硫化剂选自2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷(DBPH)、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)(DCBP)、过氧化二异丙苯(DCP)中的一种或几种。
本发明提供的复合绝缘子用硅橡胶材料的制备原料还包括邻氨基苯甲酸甲酯。在本发明的某些实施例中，所述邻氨基苯甲酸甲酯的重量份数为1份、3份或5份。
本发明在上述各原料组分的协同作用下，得到的硅橡胶材料机械性能较优，同时，可以避免鸟类啄食，提高了产品的电气性能，避免了碰伤和返工，提高了产品的使用安全性能和经济价值。
本发明还提供了一种上文所述的复合绝缘子用硅橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
A)将橡胶基料、白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、活性氢氧化铝、氧化锌和邻氨基苯甲酸甲酯混炼成团，得到混炼胶料；
B)将所述混炼胶料在温度为140～175℃、真空度为0.04～0.08MPa下加热1～3h，降温至38～45℃薄通；
C)将所述薄通后的胶料、色母料和硫化剂混合，薄通后，滤胶，得到复合绝缘子用硅橡胶材料。
本发明提供的复合绝缘子用硅橡胶材料的制备方法中，采用的原料组分及配比同上，在此不再赘述。
本发明先将橡胶基料、白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、活性氢氧化铝、氧化锌和邻氨基苯甲酸甲酯混炼成团，得到混炼胶料。
在本发明的某些实施例中，所述混炼成团的温度为25～70℃。在某些实施例中，所述混炼成团的温度为70℃。在本发明的某些实施例中，混炼成团的时间为0.5～1h。在某些实施例中，混炼成团的时间为50min。混炼成团可以使得其他原料与橡胶基料充分混合均匀，便于后续加工使用。
得到混炼胶料后，将所述混炼胶料在温度为140～175℃、真空度为0.04～0.08MPa下加热1～3h，降温至38～45℃薄通。
在本发明的某些实施例中，所述加热的温度为165℃或175℃。在本发明的某些实施例中，所述加热的真空度为0.08MPa或0.06MPa。在本发明的某些实施例中，所述加热的时间为2h或3h。
在本发明的某些实施例中，所述薄通的温度为45℃。
本发明对所述薄通的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的薄通方法即可。
在本发明的某些实施例中，所述薄通后，还包括自然冷却。在本发明的某些实施例中，所述自然冷却的时间为47～49h。在某些实施例中，所述自然冷却的时间为48h。
得到薄通后的胶料后，将所述薄通后的胶料、色母料和硫化剂混合，薄通后，滤胶，得到复合绝缘子用硅橡胶材料。
本发明对所述薄通的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的薄通方法即可。本发明对所述滤胶的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的滤胶方法即可。
本发明对上文采用的原料的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种复合绝缘子用硅橡胶材料及其制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例中所用的原料均为市售。
实施例1
复合绝缘子用硅橡胶材料，由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure BDA0002596157250000061
橡胶基料的制备：
将低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶按照质量比为1：2混合，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.07wt％，所述高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.21wt％，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的重均分子量均为63万。
制备方法包括：
A)将橡胶基料、白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、活性氢氧化铝、氧化锌和邻氨基苯甲酸甲酯混炼成团，得到混炼胶料；所述混炼成团的温度为70℃，时间为50min；
B)将所述混炼胶料在温度为165℃、真空度为0.06MPa下加热2h，降温至45℃薄通，然后自然冷却48h；
C)将步骤B)得到的胶料、色母料和硫化剂混合，薄通后，滤胶，得到复合绝缘子用硅橡胶材料。
实施例2
复合绝缘子用硅橡胶材料，由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure BDA0002596157250000071
橡胶基料的制备：
将低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶按照质量比为1：2混合，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.08wt％，所述高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.23wt％，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的重均分子量均为66万。
制备方法包括：
A)将橡胶基料、白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、活性氢氧化铝、氧化锌和邻氨基苯甲酸甲酯混炼成团，得到混炼胶料；所述混炼成团的温度为70℃，时间为50min；
B)将所述混炼胶料在温度为165℃、真空度为0.06MPa下加热2h，降温至45℃薄通，然后自然冷却48h；
C)将步骤B)得到的胶料、色母料和硫化剂混合，薄通后，滤胶，得到复合绝缘子用硅橡胶材料。
实施例3
复合绝缘子用硅橡胶材料，由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure BDA0002596157250000072
Figure BDA0002596157250000081
橡胶基料的制备：
将低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶按照质量比为1：2混合，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.10wt％，所述高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.24wt％，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的重均分子量均为70万。
制备方法包括：
A)将橡胶基料、白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、活性氢氧化铝、氧化锌和邻氨基苯甲酸甲酯混炼成团，得到混炼胶料；所述混炼成团的温度为70℃，时间为50min；
B)将所述混炼胶料在温度为175℃、真空度为0.08MPa下加热3h，降温至45℃薄通，然后自然冷却48h；
C)将步骤B)得到的胶料、色母料和硫化剂混合，薄通后，滤胶，得到复合绝缘子用硅橡胶材料。
比较例1
复合绝缘子用硅橡胶材料，由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure BDA0002596157250000082
Figure BDA0002596157250000091
橡胶基料的制备：
将低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶按照质量比为1：2混合，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.10wt％，所述高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.24wt％，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的重均分子量均为63万。
制备方法包括：
A)将橡胶基料、白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、活性氢氧化铝和氧化锌混炼成团，得到混炼胶料；所述混炼成团的温度为70℃，时间为50min；
B)将所述混炼胶料在温度为175℃、真空度为0.08MPa下加热3h，降温至45℃薄通，然后自然冷却48h；
C)将步骤B)得到的胶料、色母料和硫化剂混合，薄通后，滤胶，得到复合绝缘子用硅橡胶材料。
比较例2
复合绝缘子用硅橡胶材料，由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure BDA0002596157250000092
橡胶基料的制备：
将低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶按照质量比为1：2混合，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.10wt％，所述高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.24wt％，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的重均分子量均为63万。
制备方法包括：
A)将橡胶基料、白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、活性氢氧化铝、氧化锌和敌敌畏混炼成团，得到混炼胶料；所述混炼成团的温度为70℃，时间为50min；
B)将所述混炼胶料在温度为175℃、真空度为0.08MPa下加热3h，降温至45℃薄通，然后自然冷却48h；
C)将步骤B)得到的胶料、色母料和硫化剂混合，薄通后，滤胶，得到复合绝缘子用硅橡胶材料。
对实施例1～3和比较例1～2制备的复合绝缘子用硅橡胶材料的性能进行检测，结果如表1所示。
表1实施例1～3和比较例1～2制备的复合绝缘子用硅橡胶材料的性能检测结果
Figure BDA0002596157250000101
将实施例1～3制备的复合绝缘子用硅橡胶材料放置到鸟类身旁，鸟类有意避开，该效果可以持续2年以上，不会对鸟类产生危害，环保性好。
将比较例1制备的复合绝缘子用硅橡胶材料放置到鸟类身旁，鸟类不会避开，1d内鸟类会啄食该样品材料，使样品材料破坏。
将比较例2制备的复合绝缘子用硅橡胶材料放置到鸟类身旁，一开始鸟类会避开，30d后，鸟类开始啃食，因由于敌敌畏有毒，鸟类出现中毒甚至死亡的情况，同时对人和其它动物有害，环保性差。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种复合绝缘子用硅橡胶材料，由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure FDA0002596157240000011
2.根据权利要求1所述的复合绝缘子用硅橡胶材料，其特征在于，所述橡胶基料为乙烯基封端的硅橡胶。
3.根据权利要求2所述的复合绝缘子用硅橡胶材料，其特征在于，所述乙烯基封端的硅橡胶的重均分子量为60～70万；
所述乙烯基封端的硅橡胶中，乙烯基的含量为0.07wt％～0.24wt％。
4.根据权利要求2所述的复合绝缘子用硅橡胶材料，其特征在于，所述乙烯基封端的硅橡胶包括低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶；
所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.07～0.12wt％，所述高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.13～0.24wt％。
5.根据权利要求4所述的复合绝缘子用硅橡胶材料，其特征在于，所述低乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶与高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶的质量比为1：2。
6.根据权利要求1所述的复合绝缘子用硅橡胶材料，其特征在于，所述硫化剂选自2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化二异丙苯中的一种或几种。
7.权利要求1所述复合绝缘子用硅橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
A)将橡胶基料、白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、活性氢氧化铝、氧化锌和邻氨基苯甲酸甲酯混炼成团，得到混炼胶料；
B)将所述混炼胶料在温度为140～175℃、真空度为0.04～0.08MPa下加热1～3h，降温至38～45℃薄通；
C)将所述薄通后的胶料、色母料和硫化剂混合，薄通后，滤胶，得到复合绝缘子用硅橡胶材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述混炼成团的温度为25～70℃，混炼成团的时间为0.5～1h。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，所述薄通后，还包括自然冷却。
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