CN112226089A - 耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物及其制备方法与应用。以质量份计，耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物的原料组成为：乙烯基硅油100份，白炭黑30～50份，六甲基二硅氮烷5～8份，含氢硅油1.0～3.0份，二氧化硅接枝脲基硅氧烷1.0～3.0份，1‑乙炔基‑1‑环己醇0.04～0.08份，铂催化剂10～25ppm。本发明的硅橡胶组合物具有优异的耐漏电起痕性能和耐水性能，在水中浸泡5天后，加成型液体硅橡胶组合物仍能达到1A4.5等级，而且电蚀损率基本没变，可在高压超高压电力传输户外绝缘中的应用。

Description

耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种液体硅橡胶组合物，具体涉及一种耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物及其制备方法与应用；属于硅橡胶高压超高压电绝缘领域。
背景技术
加成型液体硅橡胶在户外绝缘应用上尤其是高压超高压电力传输方面会发生漏电起痕破坏现象。在漏电起痕过程中，电弧放电造成硅橡胶分子链降解炭化形成导电通路，最终使硅橡胶绝缘性失效，并引起电路短路，使输变电网瘫痪，造成非常大的经济损失。
为改善加成型液体硅橡胶的耐漏电起痕性能，以往常通过添加大量的无机填料来进行改性，但存在添加量大损害加成型液体硅橡胶的力学性能和加工性能的缺点。研究发现(3-二异丙基脲基丙基)乙氧基烯丙氧基硅烷和含异丙基双取代脲基MQ硅树脂可以提高加成型液体硅橡胶的耐漏电起痕性能(W.Z.Fang,X.J.Lai,H.Q.Li,W.J.Chen,X.R.Zeng,L.Zhang,S.Yang,Effect of urea-containing anti-tracking additive on thetracking and erosion resistance of addition-cure liquid silicone rubber,Polym.Test.37(2014)19-27；W.Z.Fang,X.R.Zeng,X.J.Lai,H.Q.Li,C.X Xie,W.J.Chen,Y.J.Zhang.Investigation of the tracking and erosion resistance of curedliquid silicone rubber containing ureido-modified MQ silicone rubber,IEEETrns.Dielectr.Electr.Insul.23(6)(2016)3668-3675.)。但硅橡胶中脲基含量相对较大，由于脲基具有较强极性，硅橡胶的疏水性能会明显下降。中国发明专利CN107129689B发现含氟硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和苯基三乙氧基共水解缩合形成的含氟低熔点玻璃与脲基乙烯基MQ硅树脂复配可以提高加成型液体硅橡胶的耐漏电起痕性能，但含氟低熔点玻璃和脲基乙烯基MQ硅树脂用量较大。含氟低熔点玻璃含有苯环，用量过大会影响硅橡胶的透明性能。脲基乙烯基MQ硅树脂用量大，相应的脲基的含量大，硅橡胶的疏水性能会受到损害。
还有研究(C.Xie,X.Lai,H.Li,X.Zeng,Effective improvement of anti-tracking of addition-cure liquid silicone rubber via charge dissipation offluorosilane-grafted silica,Polym.Degrad.Stabil.167(2019)250-258.)发现，将十三氟辛基三乙氧基硅烷接枝到二氧化硅表面形成的含氟化合物(F-SiO2)可以增强加成型液体硅橡胶的疏水性能和耐漏电起痕性能。但F-SiO2不能稳定地提高加成型液体硅橡胶的耐漏电起痕性能，只有在F-SiO2用量为1.0质量份时(乙烯基硅油用量为100质量份)，加成型液体硅橡胶样品才能达到1A4.5等级，可能原因是在F-SiO2用量小于1.0质量份时，F-SiO2结构中的氟硅烷虽然能发挥电荷耗散作用，但氟硅烷的含量较低，耗散电荷的速率跟不上电弧放电时电荷注入硅橡胶的速率，电荷逐渐累积到硅橡胶中，导致硅橡胶分子链遭受破坏。在F-SiO2用量大于1.0质量份时，F-SiO2结构中的氟原子使铂催化剂中毒，降低硅橡胶的交联密度，导致硅橡胶的耐漏电起痕性能下降。F-SiO2起作用的用量范围太窄，一旦在加成型液体硅橡胶组合物制备过程中出现称料偏差，导致F-SiO2用量不足；或者加成型液体硅橡胶组合物遭受强热或雨水冲刷作用，造成F-SiO2损失，加成型液体硅橡胶组合物的耐漏电起痕性能将大打折扣，无法达到1A4.5等级，满足不了使用要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种同时具有优良的耐漏电起痕性能和耐水性能的加成型液体硅橡胶组合物及其制备方法，其中二氧化硅接枝脲基硅氧用量在相对较宽的范围内均可提高加成型液体硅橡胶的耐漏电起痕性能。
本发明的目的还在于提供所述的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物在高压超高压电力传输户外绝缘中的应用。
现有技术(C.X.Xie,X.R.Zeng,W.Z.Fang,X.J.Lai,H.Q.Li.Effect of alkyl-disubstituted ureido silanes with different alkyl chain structures ontracking resistance property of addition-cure liquid silicone rubber,Polym.Degrad.Stabil.142(2017)263-272.)制备了脲基硅氧烷，该现有技术合成的脲基硅氧烷是用于提高加成型液体硅橡胶的耐漏电起痕性能，但脲基具有较强的极性，脲基在硅橡胶中的含量较高时会损害硅橡胶的疏水性能，从而引起表面积污，提前产生泄露电流，进而引发电弧放电或表面闪络，导致漏电起痕或污闪现象的产生，不利于硅橡胶绝缘材料长久使用。
本发明制备的二氧化硅接枝脲基硅氧烷(U-SiO2)能显著提高加成型液体硅橡胶的耐漏电起痕性能。U-SiO2用量仅为1.0～3.0质量份时(乙烯基硅油用量为100份)，便使加成型液体硅橡胶组合物通过斜板法耐漏电起痕试验且达到1A4.5等级。而且，本发明制备的加成型液体硅橡胶组合物具有良好的耐水性能，在水中浸泡5天后，其耐漏电起痕水平仍能达到1A4.5等级。另外，U-SiO2结构中的脲基在加成型液体硅橡胶组合物中的含量较低，对加成型液体硅橡胶的疏水性能损害较小。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物，以质量份计，其原料组成包括：
乙烯基硅油100份；
白炭黑30～50份；
六甲基二硅氮烷5～8份；
含氢硅油1.0～3.0份；
二氧化硅接枝脲基硅氧烷1.0～3.0份；
1-乙炔基-1-环己醇0.04～0.08份；
按铂在加成型液体硅橡胶组合物中的质量浓度计，铂催化剂含量为10～25ppm；
所述铂催化剂为氯铂酸的二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物；
所述二氧化硅接枝脲基硅氧烷通过如下方法制备：将二氧化硅添加到盛有无水乙醇的反应釜中，搅拌得到分散液；将脲基硅氧烷和氨水添加到分散液中，升温至60～90℃，反应3～6h后，将得到的反应液进行离心分离，将获得的固体物用无水乙醇润洗后再进行离心分离多次，将固体物干燥，得到粉末状产物二氧化硅接枝脲基硅氧烷。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述的脲基硅氧烷为正丙基双取代脲基硅氧烷、异丙基双取代脲基硅氧烷、正丁基双取代脲基硅氧烷或异丁基双取代脲基硅氧烷中的一种。
优选地，以质量份计，所述的二氧化硅接枝脲基硅氧烷原料组成包括：二氧化硅100份、脲基硅氧烷50～70份、无水乙醇2500～3500份、氨水400～500份。
优选地，所述的搅拌得到分散液的搅拌时间为1～3h。
优选地，所述的将获得的固体物用无水乙醇润洗后再进行离心分离的次数为3～5次。
所述的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物的制备方法：将乙烯基硅油、白炭黑和六甲基二硅氮烷多次混炼，得到硅橡胶基础胶；往所述的硅橡胶基础胶中加入二氧化硅接枝脲基硅氧烷、含氢硅油、1-乙炔基环己醇和铂催化剂混合均匀，混合物置于模具中在110～145℃、5～10MPa压力下硫化5～15min，再在150～180℃下二段硫化1～2h，得耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物。
优选地，所述的将乙烯基硅油、白炭黑和六甲基二硅氮烷多次混炼是将乙烯基硅油、白炭黑和六甲基二硅氮烷混合，在30～60℃下混炼3～5h，加热至物料温度160～180℃，混炼1～3h，再抽真空混炼1～3h，得到硅橡胶基础胶。
优选地，所述的将乙烯基硅油、白炭黑和六甲基二硅氮烷混合是将乙烯基硅油、白炭黑和六甲基二硅氮烷在真空捏合机中混合。
优选地，所述的混合均匀是在25～35℃温度下进行。
所述的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物在高压超高压电力传输户外绝缘中的应用。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明制备的二氧化硅接枝脲基硅氧烷能高效提高加成型液体硅橡胶的耐漏电起痕性能。以质量计，二氧化硅接枝脲基硅氧用量为1.0～3.0质量份(乙烯基硅油用量为100份)便可使加成型液体硅橡胶达到1A4.5等级。此时，加成型液体硅橡胶组合物中脲基的含量极低，加成型液体硅橡胶组合物的疏水性能几乎未受损害。此外，二氧化硅接枝脲基硅氧用量在相对较宽的范围内均可提高加成型液体硅橡胶的耐漏电起痕性能，具有较好的稳定性。即使因称量偏差、受热或雨水冲刷等原因造成部分缺失或损失，二氧化硅接枝脲基硅氧仍能使加成型液体硅橡胶组合物达到1A4.5等级。
2、本发明制备的加成型液体硅橡胶组合物具有优异的耐水性能。在水中浸泡5天后，加成型液体硅橡胶组合物仍能达到1A4.5等级，而且电蚀损率基本没变。这有利于加成型液体硅橡胶在潮湿等严酷环境中的推广应用。
3、本发明的加成型液体硅橡胶组合物制备工艺简便，易于实现工业化生产，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为实施例1、5、6和7得到的二氧化硅接枝脲基硅氧烷的红外光谱图；其中曲线a、b、c、d和e分别为二氧化硅(SiO2)、二氧化硅接枝异丙基双取代脲基硅氧烷(DIPUPES-SiO2)、二氧化硅接枝正丙基双取代脲基硅氧烷(DPUPES-SiO2)、二氧化硅接枝异丁基双取代脲基硅氧烷(DIBUPES-SiO2)和二氧化硅接枝正丁基双取代脲基硅氧烷(DBUPES-SiO2)的红外光谱。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但是本发明的实施方式不限于此。
实施例1
将10.00g二氧化硅添加到盛有296.00g无水乙醇的三口烧瓶中，超声搅拌2h，得到分散液；接着，将5.78g按文献(C.X.Xie,X.R.Zeng,W.Z.Fang,X.J.Lai,H.Q.Li.Effect ofalkyl-disubstituted ureido silanes with different alkyl chain structures ontracking resistance property of addition-cure liquid silicone rubber,Polym.Degrad.Stabil.142(2017)263-272.)制备的异丙基双取代脲基硅氧烷和41.00g氨水添加到分散液中，升温至70℃，反应4h后，将得到的反应液进行离心分离，获得的固体物用30.00g无水乙醇充分润洗后，再进行离心分离，重复分离操作3次，最后，将固体物干燥，得到粉末状产物二氧化硅接枝异丙基双取代脲基硅氧烷(DIPUPES-SiO2)。
以质量份数计，将100份乙烯基硅油、40份白炭黑和6.8份六甲基二硅氮烷在真空捏合机中混合，在30℃下混炼4h，加热至物料温度170℃混炼1h，再抽真空混炼2h，得到加成型液体硅橡胶基础胶。
以质量份数计，往加成型液体硅橡胶基础胶中加入0.5份DIPUPES-SiO2、2.0份含氢硅油、0.06份1-乙炔基环己醇和15ppm铂催化剂(按铂在加成型液体硅橡胶组合物中的质量浓度计算)，在25℃下混合均匀，接着将其置于模具中在140℃、8MPa压力下硫化10min，然后再在160℃下二段硫化1h，获得加成型液体硅橡胶组合物。分别进行耐漏电起痕性能、耐水性能和疏水性能的测试。结果如表1所示。
实施例2与实施例1的区别在于DIPUPES-SiO2的加入量为1.0份。
实施例3与实施例1的区别在于DIPUPES-SiO2的加入量为1.5份。
实施例4与实施例1的区别在于DIPUPES-SiO2的加入量为2.0份。
实施例5
将10.00g二氧化硅添加到盛有250.00g无水乙醇的三口烧瓶中，超声搅拌3h，得到分散液；接着，将5.00g按文献(C.X.Xie,X.R.Zeng,W.Z.Fang,X.J.Lai,H.Q.Li.Effect ofalkyl-disubstituted ureido silanes with different alkyl chain structures ontracking resistance property of addition-cure liquid silicone rubber,Polym.Degrad.Stabil.142(2017)263-272.)制备的正丙基双取代脲基硅氧烷和40.00g氨水添加到分散液中，升温至90℃，反应3h后，将得到的反应液进行离心分离，获得的固体物用20.00g无水乙醇充分润洗后，再进行离心分离，重复分离操作4次，最后，将固体物干燥，得到粉末状产物二氧化硅接枝正丙基双取代脲基硅氧烷(DPUPES-SiO2)。
以质量份数计，将100份乙烯基硅油、50份白炭黑和8份六甲基二硅氮烷在真空捏合机中混合，在50℃下混炼5h，加热至物料温度180℃混炼2h，再抽真空混炼3h，得到加成型液体硅橡胶基础胶。
以质量份数计，往加成型液体硅橡胶基础胶中加入3.0份DPUPES-SiO2、3.0份含氢硅油、0.08份1-乙炔基环己醇和25ppm铂催化剂(按铂在加成型液体硅橡胶组合物中的质量浓度计算)，在30℃下混合均匀，接着将其置于模具中在145℃、10MPa压力下硫化5min，然后再在180℃下二段硫化1h，获得加成型液体硅橡胶组合物。分别进行耐漏电起痕性能、耐水性能和疏水性能的测试，结果如表1所示。
实施例6
将10.00g二氧化硅添加到盛有350.00g无水乙醇的三口烧瓶中，超声搅拌1h，得到分散液；接着，将7.00g按文献(C.X.Xie,X.R.Zeng,W.Z.Fang,X.J.Lai,H.Q.Li.Effect ofalkyl-disubstituted ureido silanes with different alkyl chain structures ontracking resistance property of addition-cure liquid silicone rubber,Polym.Degrad.Stabil.142(2017)263-272.)制备的异丁基双取代脲基硅氧烷和50.00g氨水添加到分散液中，升温至60℃，反应6h后，将得到的反应液进行离心分离，获得的固体物用40.00g无水乙醇充分润洗后，再进行离心分离，重复分离操作5次，最后，将固体物干燥，得到粉末状产物二氧化硅接枝异丁基双取代脲基硅氧烷(DIBUPES-SiO2)。
以质量份数计，将100份乙烯基硅油、30份白炭黑和5份六甲基二硅氮烷在真空捏合机中混合，在60℃下混炼3h，加热至物料温度160℃混炼3h，再抽真空混炼1h，得到加成型液体硅橡胶基础胶。
以质量份数计，往加成型液体硅橡胶基础胶中加入1.0份DIBUPES-SiO2、1.0份含氢硅油、0.04份1-乙炔基环己醇和10ppm铂催化剂(按铂在加成型液体硅橡胶组合物中的质量浓度计算)，在35℃下混合均匀，接着将其置于模具中在110℃、5MPa压力下硫化15min，然后再在150℃下二段硫化2h，获得加成型液体硅橡胶组合物。分别进行耐漏电起痕性能、耐水性能和疏水性能的测试，结果如表1所示。
实施例7
将10.00g二氧化硅添加到盛有300.00g无水乙醇的三口烧瓶中，超声搅拌2h，得到分散液；接着，将6.25g按文献(C.X.Xie,X.R.Zeng,W.Z.Fang,X.J.Lai,H.Q.Li.Effect ofalkyl-disubstituted ureido silanes with different alkyl chain structures ontracking resistance property of addition-cure liquid silicone rubber,Polym.Degrad.Stabil.142(2017)263-272.)制备的正丁基双取代脲基硅氧烷和45.00g氨水添加到分散液中，升温至70℃，反应4h后，将得到的反应液进行离心分离，获得的固体物用30.00g无水乙醇充分润洗后，再进行离心分离，重复分离操作3次，最后，将固体物干燥，得到粉末状产物二氧化硅接枝正丁基双取代脲基硅氧烷(DBUPES-SiO2)。
以质量份数计，将100份乙烯基硅油、40份白炭黑和6份六甲基二硅氮烷在真空捏合机中混合，在30℃下混炼4h，加热至物料温度170℃混炼1h，再抽真空混炼2h，得到加成型液体硅橡胶基础胶。
以质量份数计，往加成型液体硅橡胶基础胶中加入2.0份DBUPES-SiO2、1.5份含氢硅油、0.06份1-乙炔基环己醇和20ppm铂催化剂(按铂在加成型液体硅橡胶组合物中的质量浓度计算)，在25℃下混合均匀，接着将其置于模具中在130℃、8MPa压力下硫化10min，然后再在160℃下二段硫化1h，获得加成型液体硅橡胶组合物。分别进行耐漏电起痕性能、耐水性能和疏水性能的测试，结果如表1所示
对实施例1、5、6和7制备的二氧化硅接枝脲基硅氧烷进行了红外光谱分析，结果如图1所示。在图1中，当SiO2表面接枝不同结构的烷基双取代脲基硅氧烷后，在1595cm-1和1543cm-1位置分别出现了归属于C＝O的伸缩振动峰和N-H的弯曲振动峰。3100-3600cm-1处的特征峰强度增大，主要是由N-H的伸缩振动引起。说明二氧化硅已成功接枝脲基硅氧烷，制备得DPUPES-SiO2、DIPUPES-SiO2、DBUPES-SiO2和DIBUPES-SiO2。
对比例1
将100份乙烯基硅油、40份白炭黑和6.8六甲基二硅氮烷在真空捏合机中混合，在30℃下混炼4h，加热至物料温度170℃混炼1h，再抽真空混炼2h，得到加成型液体硅橡胶基础胶。往基础胶中加入2.0份含氢硅油、0.06份1-乙炔基环己醇和15ppm铂催化剂(按铂在加成型液体硅橡胶组合物中的质量浓度计算)，在25℃下混合均匀，接着将其置于模具中在140℃、8MPa压力下硫化10min，然后再在160℃下二段硫化1h，获得加成型液体硅橡胶组合物。分别进行耐漏电起痕性能、耐水性能和疏水性能的测试。结果如表1所示。
对比例2
将100份乙烯基硅油、40份白炭黑和6.8六甲基二硅氮烷在真空捏合机中混合，在30℃下混炼4h，加热至物料温度170℃混炼1h，再抽真空混炼2h，得到加成型液体硅橡胶基础胶。往基础胶中加入0.5份按文献(C.Xie,X.Lai,H.Li,X.Zeng,Effective improvementof anti-tracking of addition-cure liquid silicone rubber via chargedissipation of fluorosilane-grafted silica,Polym.Degrad.Stabil.167(2019)250-258.)制备的二氧化硅接枝十三氟辛基三乙氧基硅烷(F-SiO2)、2.0份含氢硅油、0.06份1-乙炔基环己醇和15ppm铂催化剂(按铂在加成型液体硅橡胶组合物中的质量浓度计算)，在25℃下混合均匀，接着将其置于模具中在140℃、8MPa压力下硫化10min，然后再在160℃下二段硫化1h，获得加成型液体硅橡胶组合物。分别进行耐漏电起痕性能、耐水性能和疏水性能的测试。结果如表1所示。
对比例3与对比例2的区别在于将F-SiO2的用量替换成1.0份。
对比例4与对比例2的区别在于将F-SiO2的用量替换成1.5份。
对比例5与对比例2的区别在于将F-SiO2的用量替换成2.0份。
对比例6
将100份乙烯基硅油、40份白炭黑和6.8六甲基二硅氮烷在真空捏合机中混合，在30℃下混炼4h，加热至物料温度170℃混炼1h，再抽真空混炼2h，得到加成型液体硅橡胶基础胶。往基础胶中加入2.0份按文献(W.Z.Fang,X.J.Lai,H.Q.Li,W.J.Chen,X.R.Zeng,L.Zhang,S.Yang,Effect of urea-containing anti-tracking additive on thetracking and erosion resistance of addition-cure liquid silicone rubber,Polym.Test.37(2014)19-27)制备的(3-二异丙基脲基丙基)乙氧基烯丙氧基硅烷(DIPUPAS)、2.0份含氢硅油、0.06份1-乙炔基环己醇和15ppm铂催化剂(按铂在加成型液体硅橡胶组合物中的质量浓度计算)，在25℃下混合均匀，接着将其置于模具中在140℃、8MPa压力下硫化10min，然后再在160℃下二段硫化1h，获得加成型液体硅橡胶组合物。分别进行耐漏电起痕性能、耐水性能和疏水性能的测试。结果如表1所示。
对比例7
将100份乙烯基硅油、40份白炭黑和6.8六甲基二硅氮烷在真空捏合机中混合，在30℃下混炼4h，加热至物料温度170℃混炼1h，再抽真空混炼2h，得到加成型液体硅橡胶基础胶。往基础胶中加入0.5份异丙基双取代脲基硅氧烷(DIPUPES)、2.0份含氢硅油、0.06份1-乙炔基环己醇和15ppm铂催化剂(按铂在加成型液体硅橡胶组合物中的质量浓度计算)，在25℃下混合均匀，接着将其置于模具中在140℃、8MPa压力下硫化10min，然后再在160℃下二段硫化1h，获得加成型液体硅橡胶组合物。分别进行耐漏电起痕性能、耐水性能和疏水性能的测试。结果如表1所示。
对比例8与对比例7的区别在于将DIPUPES的用量替换成1.0份。
对比例9与对比例7的区别在于将DIPUPES的用量替换成1.5份。
对比例10与对比例7的区别在于将DIPUPES的用量替换成2.0份。
表1中样品性能测试方法如下：
1、硅橡胶的耐漏电起痕性能按GB/T6553-2014用耐漏电起痕试验仪测定。
2、硅橡胶的耐水性能测试方法为：将加入了耐漏电起痕剂的加成型液体硅橡胶样品在常温下于水中浸泡5天，取出烘干后进行斜板法耐漏电起痕试验。通过对比浸水前与浸水5天后加成型液体硅橡胶样品耐漏电起痕性能的变化，评估耐漏电起痕剂对加成型液体硅橡胶耐水性能的影响。
如表1所示，在对比例1中，没有添加二氧化硅接枝脲基硅氧烷的加成型液体硅橡胶样品无法通过斜板法耐漏电起痕试验。在对比例2～5中，虽然二氧化硅接枝十三氟辛基三乙氧基硅烷(F-SiO2)用量为1.0份(乙烯基硅油用量为100质量份)时，加成型液体硅橡胶组合物达到了1A4.5等级，但其耐水性能较差，常温下在水中浸泡5天后未能通过斜板法耐漏电起痕试验。而且在F-SiO2用量为1.5份和2.0份时，硅橡胶组合物未能通过斜板法耐漏电起痕试验，耐漏电起痕性能不稳定。在对比例2中，F-SiO2用量为0.5质量份，F-SiO2用量较少时，加成型液体硅橡胶无法通过斜板法耐漏电起痕试验。在对比例3中，F-SiO2用量为1质量份时，加成型液体硅橡胶达到1A4.5等级，但经过5天浸水处理后，加成型液体硅橡胶发生漏电起痕破坏现象，无法通过斜板法耐漏电起痕试验。原因是长时间浸水处理，加成型液体硅橡胶中的部分F-SiO2会被洗脱进水中，造成F-SiO2损失。由于F-SiO2起作用范围太窄，F-SiO2的损失造成了加成型液体硅橡胶的耐漏电起痕性能下降。
表1
Figure BDA0002713500160000091
在实施例2～7中，当1.0～3.0份二氧化硅接枝脲基硅氧烷(乙烯基硅油用量为100质量份)加入到加成型液体硅橡胶时，硅橡胶组合物均通过了斜板法漏电起痕试验并达到了1A4.5等级，耐漏电起痕性能较为稳定。而且，添加了二氧化硅接枝脲基硅氧烷的加成型液体硅橡胶组合物具有良好的耐水性能，常温下在水中浸泡5天后，仍然能达到1A4.5等级。在对比例8～10中，异丙基双取代脲基硅氧烷直接添加到加成型液体硅橡胶时，硅橡胶组合物均未能通过斜板法耐漏电起痕性能试验。说明采用二氧化硅接枝脲基硅氧烷的方式能更充分且有效地发挥脲基硅氧烷提高加成型液体硅橡胶耐漏电起痕性能的作用。
与比较例1相比，实施例1～7制备的加成型液体硅橡胶组合物的接触角略微减小；与比较例6～10相比，实施例1～7制备的加成型液体硅橡胶组合物的接触角增大。说明二氧化硅接枝脲基硅氧烷对加成型液体硅橡胶的疏水性能损害较小。这是因为加成型液体硅橡胶组合物中脲基含量相对较低，降低了脲基的极性对加成型液体硅橡胶疏水性能带来的不利影响。这有利于本发明制备的加成型液体硅橡胶组合物在污染较为严重的地方的推广应用。
本发明的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物在高压超高压电力传输户外绝缘中的应用相比现有技术的优势在于：高压超高压电力传输户外绝缘材料需要面对苛刻的户外环境，如沿海潮湿环境。在沿海潮湿环境，大雨天气时常出现，硅橡胶表面经常被雨水浸润，本申请制备的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物比其他现有技术具有更优异的耐水性，可以更稳定持久地表现出色的耐漏电起痕性能，提高加成型液体硅橡胶的户外使用寿命，减少因漏电起痕破坏而发生的设备故障，降低经济损失。
本发明的实施方式并不限于此，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物，其特征在于，以质量份计，其原料组成包括：
乙烯基硅油100份；
白炭黑30～50份；
六甲基二硅氮烷5～8份；
含氢硅油1.0～3.0份；
二氧化硅接枝脲基硅氧烷1.0～3.0份；
1-乙炔基-1-环己醇0.04～0.08份；
按铂在加成型液体硅橡胶组合物中的质量浓度计，铂催化剂含量为10～25ppm；
所述铂催化剂为氯铂酸的二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物；
所述二氧化硅接枝脲基硅氧烷通过如下方法制备：将二氧化硅添加到盛有无水乙醇的反应釜中，搅拌得到分散液；将脲基硅氧烷和氨水添加到分散液中，升温至60～90℃，反应3～6h后，将得到的反应液进行离心分离，将获得的固体物用无水乙醇润洗后再进行离心分离多次，将固体物干燥，得到粉末状产物二氧化硅接枝脲基硅氧烷。
2.如权利要求1所述的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物，其特征在于，所述的脲基硅氧烷为正丙基双取代脲基硅氧烷、异丙基双取代脲基硅氧烷、正丁基双取代脲基硅氧烷或异丁基双取代脲基硅氧烷中的一种。
3.如权利要求1所述的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物，其特征在于，以质量份计，所述的二氧化硅接枝脲基硅氧烷原料组成包括：二氧化硅100份、脲基硅氧烷50～70份、无水乙醇2500～3500份、氨水400～500份。
4.如权利要求1所述的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物，其特征在于，所述的搅拌得到分散液的搅拌时间为1～3h。
5.如权利要求1所述的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物，其特征在于，所述的将获得的固体物用无水乙醇润洗后再进行离心分离的次数为3～5次。
6.权利要求1-5任一项所述的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物的制备方法：其特征在于，将乙烯基硅油、白炭黑和六甲基二硅氮烷多次混炼，得到硅橡胶基础胶；往所述的硅橡胶基础胶中加入二氧化硅接枝脲基硅氧烷、含氢硅油、1-乙炔基环己醇和铂催化剂混合均匀，混合物置于模具中在110～145℃、5～10MPa压力下硫化5～15min，再在150～180℃下二段硫化1～2h，得耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物。
7.如权利要求6所述的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物的制备方法，其特征在于，所述的将乙烯基硅油、白炭黑和六甲基二硅氮烷多次混炼是将乙烯基硅油、白炭黑和六甲基二硅氮烷混合，在30～60℃下混炼3～5h，加热至物料温度160～180℃，混炼1～3h，再抽真空混炼1～3h，得到硅橡胶基础胶。
8.如权利要求7所述的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物的制备方法，其特征在于，所述的将乙烯基硅油、白炭黑和六甲基二硅氮烷混合是将乙烯基硅油、白炭黑和六甲基二硅氮烷在真空捏合机中混合。
9.如权利要求6所述的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物的制备方法，其特征在于，所述的混合均匀是在25～35℃温度下进行。
10.权利要求1-5任一项所述的耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物在高压超高压电力传输户外绝缘中的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113061344A (zh) * 2021-03-30 2021-07-02 上海瑞起新材料科技有限公司 一种复合绝缘子用加成型液体硅橡胶及其制备方法
CN114752223A (zh) * 2022-05-13 2022-07-15 成都拓利科技股份有限公司 一种高强度耐漏电起痕液体硅橡胶及其制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0922617A (ja) * 1995-07-04 1997-01-21 Furukawa Electric Co Ltd:The 屋外用絶縁高分子材料組成物
CN1152178A (zh) * 1996-10-30 1997-06-18 山东师范大学 半导体器件表面钝化保护材料及其制备与应用
WO2001036537A1 (en) * 1999-11-17 2001-05-25 Loctite Corporation Fluid resistant silicone compositions for sealing magnesium alloy components
CN101544834A (zh) * 2008-03-25 2009-09-30 广东标美硅氟精细化工研究所有限公司 冷缩式电力硅橡胶套管的制备方法及其用途
CN103694709A (zh) * 2013-12-09 2014-04-02 华南理工大学 加成型液体硅橡胶用耐漏电起痕剂及其制备方法和应用
CN104086772A (zh) * 2014-06-24 2014-10-08 华南理工大学 一种脲基改性mq硅树脂及其制备方法与应用
CN104974530A (zh) * 2015-07-16 2015-10-14 华南理工大学 一种高性能耐漏电起痕硅橡胶及其制备方法
CN105062080A (zh) * 2015-07-21 2015-11-18 中国科学院过程工程研究所 一种耐电弧硅橡胶复合材料、制备方法及其用途
CN105153711A (zh) * 2015-07-28 2015-12-16 广东中蓝硅氟管材有限公司 冷缩式电缆附件用液体氟硅橡胶及其制备方法
CN107129689A (zh) * 2017-04-18 2017-09-05 华南理工大学 高性能耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物及其制备方法
EP3483217A1 (en) * 2017-11-10 2019-05-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Epoxy-modified silicone composition and semiconductor device

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0922617A (ja) * 1995-07-04 1997-01-21 Furukawa Electric Co Ltd:The 屋外用絶縁高分子材料組成物
CN1152178A (zh) * 1996-10-30 1997-06-18 山东师范大学 半导体器件表面钝化保护材料及其制备与应用
WO2001036537A1 (en) * 1999-11-17 2001-05-25 Loctite Corporation Fluid resistant silicone compositions for sealing magnesium alloy components
CN101544834A (zh) * 2008-03-25 2009-09-30 广东标美硅氟精细化工研究所有限公司 冷缩式电力硅橡胶套管的制备方法及其用途
CN103694709A (zh) * 2013-12-09 2014-04-02 华南理工大学 加成型液体硅橡胶用耐漏电起痕剂及其制备方法和应用
CN104086772A (zh) * 2014-06-24 2014-10-08 华南理工大学 一种脲基改性mq硅树脂及其制备方法与应用
CN104974530A (zh) * 2015-07-16 2015-10-14 华南理工大学 一种高性能耐漏电起痕硅橡胶及其制备方法
CN105062080A (zh) * 2015-07-21 2015-11-18 中国科学院过程工程研究所 一种耐电弧硅橡胶复合材料、制备方法及其用途
CN105153711A (zh) * 2015-07-28 2015-12-16 广东中蓝硅氟管材有限公司 冷缩式电缆附件用液体氟硅橡胶及其制备方法
CN107129689A (zh) * 2017-04-18 2017-09-05 华南理工大学 高性能耐漏电起痕加成型液体硅橡胶组合物及其制备方法
EP3483217A1 (en) * 2017-11-10 2019-05-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Epoxy-modified silicone composition and semiconductor device

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHIXIN XIE，等: "Effect of alkyl-disubstituted ureido silanes with different alkyl chain structures on tracking resistance property of addition-cure liquid silicone rubber", 《POLYMER DEGRADATION AND STABILITY》 *
CHIXIN XIE，等: "Effective improvement of anti-tracking of addition-cure liquid silicone rubber via charge dissipation of fluorosilane-grafted silica", 《POLYMER DEGRADATION AND STABILITY》 *
LARS E. SCHMIDT,等: "Tracking and Erosion Resistance of High Temperature Vulcanizing ATH-free Silicone Rubber", 《IEEE TRANSACTIONS ON DIELECTRICS AND ELECTRICAL INSULATION》 *
WEIZHEN FANG，等: "Effect of urea-containing anti-tracking additive on the tracking and erosion resistance of addition-cure liquid silicone rubber", 《POLYMER TESTING》 *
WEIZHEN FANG，等: "Investigation of the Tracking and Erosion Resistance of Cured Liquid Silicone Rubber Containing Ureido-modified MQ Silicone Resin", 《IEEE TRANSACTIONS ON DIELECTRICS AND ELECTRICAL INSULATION》 *
YAJUN ZHANG,等: "Significant improvement of urethane-containing silane on the tracking and erosion resistance of silicone rubber/silica nanocomposite by enhancing the interfacial effect", 《POLYMER TESTING》 *
张亚军: "基于界面增强和催化作用提高加成型液体硅橡胶耐漏电起痕性能的研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
方伟镇: "新型含脲基（或氨酯基）有机硅化合物的合成及其对加成型液体硅橡胶耐漏电起痕作用的研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
王国全，编著: "《聚合物共混改性原理与应用》", 31 January 2007, 中国轻工业出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113061344A (zh) * 2021-03-30 2021-07-02 上海瑞起新材料科技有限公司 一种复合绝缘子用加成型液体硅橡胶及其制备方法
CN114752223A (zh) * 2022-05-13 2022-07-15 成都拓利科技股份有限公司 一种高强度耐漏电起痕液体硅橡胶及其制备方法

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