CN114773858A - 一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物及其制备方法和应用。本发明的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物包括以下质量份的组分:乙烯基硅油:100份;气相法白炭黑:30份~50份;六甲基二硅氮烷:5份~8份;含氢硅油:1份~3份;1‑乙炔基‑1‑环己醇:0.04份~0.08份;氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液:1份~2份;铂催化剂:10ppm~20ppm,按照铂在阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物中的质量浓度计。本发明的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物具有优异的耐漏电起痕性能、阻燃性能和力学性能,且其原材料易得、制备过程简单,在高压/超高压输变电、电子电器等领域具有广阔的应用前景。

Description

一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及硅橡胶绝缘材料技术领域,具体涉及一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物及其制备方法和应用。
背景技术
硅橡胶具有电气绝缘、耐高低温、耐候、疏水、质轻等优点,在高压绝缘领域具有广泛的应用。然而,硅橡胶绝缘材料在长期使用的过程中会受到污秽、潮气和盐雾等污染,在外界强电场作用下形成泄漏电流后会产生干带电弧不断轰击硅橡胶表面,导致硅橡胶的分子链迅速发生降解炭化,直至硅橡胶发生漏电起痕破坏,严重时甚至还会引起硅橡胶燃烧,给电力系统的安全运行带来了极大的隐患。
目前,主要是通过加入氢氧化铝、氧化铝、二氧化钛、层状镁铝双金属氢氧化物、碱式碳酸锌等耐漏电起痕剂来改善硅橡胶的耐漏电起痕性能,但该方法往往需要在硅橡胶中大量添加耐漏电起痕剂,会对硅橡胶的加工性能和力学性能造成严重影响,大大限制了硅橡胶绝缘材料的应用(例如:CN 102952404 A公开了一种耐高温复合硅橡胶绝缘子配方,通过采用含铈硅氧烷、偏硼酸和硅烷处理过的氢氧化铝等将硅橡胶的耐漏电起痕性能和阻燃性能分别提高至1A 4.5级和UL-94 V-0级,但硅橡胶的拉伸强度却从7.09MPa下降至4.50MPa,撕裂强度从31.7kN/m下降至14.1kN/m,力学性能显著下降)。此外,随着电力系统的不断升级以及人们安全意识的提高,人们对硅橡胶绝缘材料的阻燃性能也提出了更高的要求,而现有的硅橡胶绝缘材料已经无法满足日益增长的实际应用需求。
因此,亟需开发一种同时具备优异的耐漏电起痕性能、阻燃性能和力学性能的硅橡胶材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物及其制备方法和应用。
本发明所采取的技术方案是:
一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物包括以下质量份的组分:
乙烯基硅油:100份;
气相法白炭黑:30份~50份;
六甲基二硅氮烷:5份~8份;
含氢硅油:1份~3份;
1-乙炔基-1-环己醇:0.04份~0.08份;
氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液:1份~2份;
铂催化剂:10ppm~20ppm,按照铂在阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物中的质量浓度计。
优选的,所述氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液通过以下方法制备得到:
1)将氟化锂和钛碳化铝分散在盐酸溶液中进行反应,再分离出固体产物,得到层状碳化钛;
2)将层状碳化钛用乙醇分散后加入氨基硅烷进行修饰,即得氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液。
进一步优选的,所述氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液通过以下方法制备得到:
1)将氟化锂和钛碳化铝分散在盐酸溶液中进行反应,再多次进行离心和水洗,得到层状碳化钛;
2)将层状碳化钛超声分散在乙醇中,离心,取上清液加入氨基硅烷进行修饰,即得氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液。
优选的,步骤1)所述氟化锂、钛碳化铝的质量比为1:0.6~1.7。
优选的,步骤1)所述盐酸溶液的浓度为8mol/L~10mol/L。
优选的,步骤1)所述反应在30℃~50℃下进行,反应时间为12h~36h。
优选的,步骤2)所述超声在冰水浴中进行,超声时间为30min~60min。
优选的,步骤2)所述离心在离心机转速为3000rpm~4000rpm的条件下进行,离心时间为1h~2h。
优选的,步骤2)所述氨基硅烷选自3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。
优选的,步骤2)所述修饰在20℃~40℃下进行,修饰的时间为12h~36h。
优选的,所述氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液中的溶剂选自乙醇、异丙醇中的至少一种。
优选的,所述氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液的浓度为8wt%~12wt%。
优选的,所述气相法白炭黑的比表面积为200m2/g~300m2/g。
优选的,所述含氢硅油的含氢量为0.5wt%~1.0wt%。
优选的,所述铂催化剂选自氯铂酸-甲基乙烯基硅氧烷络合物、氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物中的至少一种。
上述阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物的制备方法包括以下步骤:
1)将乙烯基硅油、气相法白炭黑和六甲基二硅氮烷混炼制成硅橡胶基础胶料;
2)将氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液、含氢硅油和1-乙炔基-1-环己醇加入硅橡胶基础胶料后进行混炼,再加入铂催化剂后混匀,再进行硫化,即得阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物。
优选的,步骤1)所述混炼的具体操作为:先20℃~40℃混炼3h~5h,再升温至160℃~180℃混炼0.5h~1.5h,再抽真空混炼1h~3h。
优选的,步骤2)所述混炼在20℃~40℃下进行,混炼时间为20min~40min。
优选的,步骤2)所述硫化的具体操作为:先在温度为130℃~150℃、压力为5MPa~10MPa的条件下硫化5min~15min,再150℃~170℃二段硫化1h~2h。
本发明的原理:本发明的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物中添加有氨基硅烷修饰层状碳化钛,其可以将铂锚定在钛原子空位上,而且氨基硅烷的氮原子上的孤对电子可以与铂产生配位作用,形成铂单原子催化位点,进而高效催化硅橡胶分子链在高温下发生自由基交联反应,形成致密的阻隔层,起到良好的阻隔热量、氧气以及电弧轰击的作用,从而赋予硅橡胶优异的耐漏电起痕性能和阻燃性能。
本发明的有益效果是:本发明的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物具有优异的耐漏电起痕性能、阻燃性能和力学性能,且其原材料易得、制备过程简单,在高压/超高压输变电、电子电器等领域具有广阔的应用前景。
具体来说:
1)本发明的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物中仅添加少量的氨基硅烷修饰层状碳化钛,却能够使硅橡胶的漏电起痕性能达到1A4.5级,垂直燃烧等级达到UL-94V-0级,耐漏电起痕性能和阻燃性能优异;
2)本发明的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物中添加的氨基硅烷修饰层状碳化钛不仅不会损害硅橡胶的力学性能,而且还能够提高硅橡胶的力学性能;
3)本发明的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物的制备过程简单、原材料易得且绿色环保,具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例1阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物和对比例1的硅橡胶组合物制成的胶片试样进行耐漏电起痕测试后的实物图片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1:
一种氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液,其制备方法包括以下步骤:
1)将8g的氟化锂、8g的钛碳化铝和200mL浓度为9mol/L的盐酸水溶液加入聚四氟乙烯内衬的反应器中,40℃下磁力搅拌反应24h,5000rpm离心10min,取沉淀物用去离子水洗涤后过滤,再重复进行离心分离和洗涤操作直至滤液的pH≥6,得到层状碳化钛;
2)将层状碳化钛超声分散在40g的乙醇中,超声在冰水浴中进行,超声时间为45min,离心,3500rpm离心1.5h,取上清液(层状碳化钛的乙醇分散液)加入4g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷,30℃下磁力搅拌反应24h,即得氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液(浓度约10wt%)。
一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物,其制备方法包括以下步骤:
1)将1000g的乙烯基硅油、400g的气相法白炭黑(比表面积为250m2/g)和68g的六甲基二硅氮烷加入捏合机,30℃下混炼4h,升温至170℃混炼1h,抽真空混炼2h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶料;
2)将15g的氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液、20g的含氢硅油(含氢量为0.75wt%)和0.6g的1-乙炔基-1-环己醇加入硅橡胶基础胶料中,30℃下混炼30min,再加入15ppm的氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物后混匀,再在温度为140℃、压力为8MPa的条件下硫化10min,再160℃二段硫化1.5h,即得阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物。
实施例2:
一种氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液,其制备方法包括以下步骤:
1)将6g的氟化锂、6g的钛碳化铝和150mL浓度为10mol/L的盐酸水溶液加入聚四氟乙烯内衬的反应器中,30℃下磁力搅拌反应36h,4000rpm离心15min,取沉淀物用去离子水洗涤后过滤,再重复进行离心分离和洗涤操作直至滤液的pH≥6,得到层状碳化钛;
2)将层状碳化钛超声分散在30g的乙醇中,超声在冰水浴中进行,超声时间为30min,离心,4000rpm离心1h,取上清液(层状碳化钛的乙醇分散液)加入3g的3-氨丙基三甲氧基硅烷,40℃下磁力搅拌反应12h,即得氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液(浓度约10wt%)。
一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物,其制备方法包括以下步骤:
1)将1000g的乙烯基硅油、300g的气相法白炭黑(比表面积为300m2/g)和50g的六甲基二硅氮烷加入捏合机,40℃下混炼3h,升温至180℃混炼0.5h,抽真空混炼3h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶料;
2)将20g的氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液、10g的含氢硅油(含氢量为1.0wt%)和0.4g的1-乙炔基-1-环己醇加入硅橡胶基础胶料中,40℃下混炼20min,再加入15ppm的氯铂酸-甲基乙烯基硅氧烷络合物后混匀,再在温度为150℃、压力为5MPa的条件下硫化5min,再150℃下硫化2h,即得阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物。
实施例3:
一种氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液,其制备方法包括以下步骤:
1)将10g的氟化锂、10g的钛碳化铝和250mL浓度为8mol/L的盐酸水溶液加入聚四氟乙烯内衬的反应器中,50℃下磁力搅拌反应12h,6000rpm离心5min,取沉淀物用去离子水洗涤后过滤,再重复进行离心分离和洗涤操作直至滤液的pH≥6,得到层状碳化钛;
2)将层状碳化钛超声分散在50g的乙醇中,超声在冰水浴中进行,超声时间为60min,离心,3000rpm离心2h,取上清液(层状碳化钛的乙醇分散液)加入5g的γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷,20℃下磁力搅拌反应36h,即得氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液(浓度约10wt%)。
一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物,其制备方法包括以下步骤:
1)将1000g的乙烯基硅油、500g的气相法白炭黑(比表面积为200m2/g)和80g的六甲基二硅氮烷加入捏合机,20℃下混炼5h,升温至160℃混炼1.5h,抽真空混炼1h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶料;
2)将10g的氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液、30g的含氢硅油(含氢量为0.5wt%)和0.8g的1-乙炔基-1-环己醇加入硅橡胶基础胶料中,20℃下混炼40min,再加入15ppm的氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物后混匀,再在温度为130℃、压力为10MPa的条件下硫化15min,再170℃二段硫化1h,即得阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物。
实施例4:
一种氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液,其制备方法包括以下步骤:
1)将8g的氟化锂、8g的钛碳化铝和200mL浓度为9mol/L的盐酸水溶液加入聚四氟乙烯内衬的反应器中,40℃下磁力搅拌反应24h,5000rpm离心10min,取沉淀物用去离子水洗涤后过滤,再重复进行离心分离和洗涤操作直至滤液的pH≥6,得到层状碳化钛;
2)将层状碳化钛超声分散在40g的乙醇中,超声在冰水浴中进行,超声时间为45min,离心,3500rpm离心1.5h,取上清液(层状碳化钛的乙醇分散液)加入4g的γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷,30℃下磁力搅拌反应24h,即得氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液(浓度约10wt%)。
一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物,其制备方法包括以下步骤:
1)将1000g的乙烯基硅油、400g的气相法白炭黑(比表面积为300m2/g)和68g的六甲基二硅氮烷加入捏合机,30℃下混炼4h,升温至170℃混炼1h,抽真空混炼2h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶料;
2)将15g的氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液、20g的含氢硅油(含氢量为0.75wt%)和0.6g的1-乙炔基-1-环己醇加入硅橡胶基础胶料中,30℃下混炼30min,再加入15ppm的氯铂酸-甲基乙烯基硅氧烷后混匀,再在温度为140℃、压力为8MPa的条件下硫化10min,再160℃二段硫化1.5h,即得阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物。
实施例5:
一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物,其制备方法包括以下步骤:
1)将1000g的乙烯基硅油、400g的气相法白炭黑(比表面积为250m2/g)和68g的六甲基二硅氮烷加入捏合机,30℃下混炼4h,升温至170℃混炼1h,抽真空混炼2h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶料;
2)将10g的氨基硅烷修饰层状碳化钛的乙醇分散液(制备过程同实施例1)、10g的含氢硅油(含氢量为1.0wt%)和0.6g的1-乙炔基-1-环己醇加入硅橡胶基础胶料中,30℃下混炼30min,再加入20ppm的氯铂酸-甲基乙烯基硅氧烷络合物后混匀,再在温度为140℃、压力为8MPa的条件下硫化10min,再160℃二段硫化1.5h,即得阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物。
对比例1:
一种硅橡胶组合物,其制备方法包括以下步骤:
1)将1000g的乙烯基硅油、400g的气相法白炭黑(比表面积为250m2/g)和68g的六甲基二硅氮烷加入捏合机,30℃下混炼4h,升温至170℃混炼1h,抽真空混炼2h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶料;
2)将20g的含氢硅油(含氢量为0.75wt%)和0.6g的1-乙炔基-1-环己醇加入硅橡胶基础胶料中,30℃下混炼30min,再加入15ppm的氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物后混匀,再在温度为140℃、压力为8MPa的条件下硫化10min,再160℃二段硫化1.5h,即得硅橡胶组合物。
对比例2:
一种层状碳化钛的乙醇分散液,其制备方法包括以下步骤:
1)将8g的氟化锂、8g的钛碳化铝和200mL浓度为9mol/L的盐酸水溶液加入聚四氟乙烯内衬的反应器中,40℃下磁力搅拌反应24h,5000rpm离心10min,取沉淀物用去离子水洗涤后过滤,再重复进行离心分离和洗涤操作直至滤液的pH≥6,得到层状碳化钛;
2)将层状碳化钛超声分散在40g的乙醇中,超声在冰水浴中进行,超声时间为45min,离心,3500rpm离心1.5h,取上清液,即得层状碳化钛的乙醇分散液(浓度约10wt%)。
一种硅橡胶组合物,其制备方法包括以下步骤:
1)将1000g的乙烯基硅油、400g的气相法白炭黑(比表面积为250m2/g)和68g的六甲基二硅氮烷加入捏合机,30℃下混炼4h,升温至170℃混炼1h,抽真空混炼2h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶料;
2)将15g的层状碳化钛的乙醇分散液、20g的含氢硅油(含氢量为0.75wt%)和0.6g的1-乙炔基-1-环己醇加入硅橡胶基础胶料中,30℃下混炼30min,再加入15ppm的氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物后混匀,再在温度为140℃、压力为8MPa的条件下硫化10min,再160℃二段硫化1.5h,即得硅橡胶组合物。
对比例3:
一种硅橡胶组合物,其制备方法包括以下步骤:
1)将1000g的乙烯基硅油、400g的气相法白炭黑(比表面积为250m2/g)和68g的六甲基二硅氮烷加入捏合机,30℃下混炼4h,升温至170℃混炼1h,抽真空混炼2h,冷却至室温,得到硅橡胶基础胶料;
2)将20g的含氢硅油(含氢量为0.75wt%)、0.6g的1-乙炔基-1-环己醇和1.5g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入硅橡胶基础胶料中,30℃下混炼30min,再加入15ppm的氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物后混匀,再在温度为140℃、压力为8MPa的条件下硫化10min,再160℃二段硫化1.5h,即得硅橡胶组合物。
性能测试:
将实施例1~5的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物和对比例1~3的硅橡胶组合物分别制成6mm、3mm和2mm厚的胶片试样,再进行性能测试(6mm厚的胶片试样用于耐漏电起痕测试,3mm厚的胶片试样用于阻燃性能测试,2mm厚的胶片试样用于力学性能测试),耐漏电起痕和阻燃性能测试结果如表1所示,力学性能测试结果如表2所示,实施例1阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物和对比例1的硅橡胶组合物制成的胶片试样进行耐漏电起痕测试后的实物图片如图1(a为实施例1,b为对比例1)所示:
表1耐漏电起痕和阻燃性能测试结果
Figure BDA0003572140800000081
注:
耐漏电起痕性能和电蚀损率:参照“GB/T 6553-2014严酷环境条件下使用的电气绝缘材料评定耐电痕化和蚀损的试验方法”进行测试;
极限氧指数(LOI):参照“GB/T 10707-2008橡胶燃烧性能的测定”进行测试;
垂直燃烧等级(UL-94):参照“GB/T 2408-2008塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法”进行测试。
由表1和图1可知:单独加入层状碳化钛或γ-氨丙基三乙氧基硅烷均可以小幅提高硅橡胶的阻燃性能,但无法提高硅橡胶的耐漏电起痕性能(对比例1~3),而氨基硅烷修饰层状碳化钛可以同时提高硅橡胶的耐漏电起痕性能和阻燃性能,耐漏电起痕性能均达到1A4.5级,电蚀损率均不超过0.39%,LOI均不低于32.5%,垂直燃烧等级均达到UL-94V-0级(实施例1~5),原因在于:氨基硅烷修饰层状碳化钛可以将铂锚定在钛原子空位上,而且氨基硅烷的氮原子上的孤对电子还会与铂产生配位作用,形成铂单原子催化位点后高效催化硅橡胶分子链在高温下发生自由基交联反应,形成致密的阻隔层,起到良好的阻隔热量、氧气以及电弧轰击的作用,从而赋予硅橡胶优异的耐漏电起痕性能与阻燃性能。
表2力学性能测试结果
Figure BDA0003572140800000082
Figure BDA0003572140800000091
注:
拉伸强度和拉断伸长率:参照“GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定”进行测试,拉伸速率为500mm/min;
硬度/Shore A:参照“GB/T 531.1-2008硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分:邵氏硬度计法(邵尔硬度)”进行测试;
撕裂强度:参照“GB/T 529-2008硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤形、直角形和新月形试样)”进行测试,拉伸速率为500mm/min。
由表2可知:
a)与对比例1相比,单独添加层状碳化钛可以小幅提高硅橡胶的力学性能(对比例2),原因在于:层状碳化钛作为片层纳米材料在硅橡胶中起到了一定的补强作用;
b)单独添加γ-氨丙基三乙氧基硅烷则会稍微降低硅橡胶的力学性能(对比例3),原因在于:γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的氮原子会毒化铂催化剂,进而影响硅橡胶的硫化过程;
c)添加氨基硅烷修饰层状碳化钛可以提高硅橡胶的力学性能(实施例1~5),原因在于:因为层状碳化钛经过氨基硅烷修饰后,可以较好地分散在硅橡胶基体中,更好地发挥层状纳米材料的补强作用。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的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,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物,其特征在于,包括以下质量份的组分:
乙烯基硅油:100份;
气相法白炭黑:30份~50份;
六甲基二硅氮烷:5份~8份;
含氢硅油:1份~3份;
1-乙炔基-1-环己醇:0.04份~0.08份;
氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液:1份~2份;
铂催化剂:10ppm~20ppm,按照铂在阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物中的质量浓度计。
2.根据权利要求1所述的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物,其特征在于:所述氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液通过以下方法制备得到:
1)将氟化锂和钛碳化铝分散在盐酸溶液中进行反应,再分离出固体产物,得到层状碳化钛;
2)将层状碳化钛用乙醇分散后加入氨基硅烷进行修饰,即得氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液。
3.根据权利要求2所述的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物,其特征在于:步骤1)所述氟化锂、钛碳化铝的质量比为1:0.6~1.7;步骤2)所述氨基硅烷选自3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物,其特征在于:所述氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液的浓度为8wt%~12wt%。
5.根据权利要求1~3中任意一项所述的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物,其特征在于:所述气相法白炭黑的比表面积为200m2/g~300m2/g。
6.根据权利要求1~3中任意一项所述的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物,其特征在于:所述含氢硅油的含氢量为0.5wt%~1.0wt%。
7.根据权利要求1~3中任意一项所述的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物,其特征在于:所述铂催化剂选自氯铂酸-甲基乙烯基硅氧烷络合物、氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物中的至少一种。
8.权利要求1~7中任意一项所述的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将乙烯基硅油、气相法白炭黑和六甲基二硅氮烷混炼制成硅橡胶基础胶料;
2)将氨基硅烷修饰层状碳化钛分散液、含氢硅油和1-乙炔基-1-环己醇加入硅橡胶基础胶料后进行混炼,再加入铂催化剂后混匀,再进行硫化,即得阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物。
9.根据权利要求8所述的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物的制备方法,其特征在于:步骤1)所述混炼的具体操作为:先20℃~40℃混炼3h~5h,再升温至160℃~180℃混炼0.5h~1.5h,再抽真空混炼1h~3h;步骤2)所述混炼在20℃~40℃下进行,混炼时间为20min~40min;步骤2)所述硫化的具体操作为:先在温度为130℃~150℃、压力为5MPa~10MPa的条件下硫化5min~15min,再150℃~170℃二段硫化1h~2h。
10.权利要求1~7中任意一项所述的阻燃的耐漏电起痕硅橡胶组合物在高压/超高压输变电领域的应用。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09151324A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Fuji Kobunshi Kogyo Kk 難燃性・高熱伝導性シリコーンゴム組成物
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
CN109461596A (zh) * 2018-11-09 2019-03-12 南京邮电大学 一种基于碳化钛的柔性超薄全固态超级电容器的制备方法和应用
CN110760189A (zh) * 2019-11-11 2020-02-07 上海第二工业大学 一种不同层型Ti3C2填充的高导热硅脂热界面材料及其制备方法
CN111925560A (zh) * 2020-08-18 2020-11-13 中国科学院兰州化学物理研究所 Ti3C2-MXene的应用、改性Ti3C2-MXene/NBR复合材料及制备
CN112194903A (zh) * 2020-09-21 2021-01-08 深圳市鸿富诚屏蔽材料有限公司 一种导热吸波硅胶复合材料及制备方法
CN112251029A (zh) * 2020-10-21 2021-01-22 佛山科学技术学院 一种耐漏电起痕硅橡胶及其制备方法和应用
CN112626630A (zh) * 2020-12-20 2021-04-09 江苏纳盾科技有限公司 一种基于二维纳米碳化钛导电浆的制备方法及应用
CN114058186A (zh) * 2021-11-02 2022-02-18 华南理工大学 MXene/锌锰铁氧体/发泡硅橡胶吸波复合材料及其制备方法与应用

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09151324A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Fuji Kobunshi Kogyo Kk 難燃性・高熱伝導性シリコーンゴム組成物
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
CN109461596A (zh) * 2018-11-09 2019-03-12 南京邮电大学 一种基于碳化钛的柔性超薄全固态超级电容器的制备方法和应用
CN110760189A (zh) * 2019-11-11 2020-02-07 上海第二工业大学 一种不同层型Ti3C2填充的高导热硅脂热界面材料及其制备方法
CN111925560A (zh) * 2020-08-18 2020-11-13 中国科学院兰州化学物理研究所 Ti3C2-MXene的应用、改性Ti3C2-MXene/NBR复合材料及制备
CN112194903A (zh) * 2020-09-21 2021-01-08 深圳市鸿富诚屏蔽材料有限公司 一种导热吸波硅胶复合材料及制备方法
CN112251029A (zh) * 2020-10-21 2021-01-22 佛山科学技术学院 一种耐漏电起痕硅橡胶及其制备方法和应用
CN112626630A (zh) * 2020-12-20 2021-04-09 江苏纳盾科技有限公司 一种基于二维纳米碳化钛导电浆的制备方法及应用
CN114058186A (zh) * 2021-11-02 2022-02-18 华南理工大学 MXene/锌锰铁氧体/发泡硅橡胶吸波复合材料及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TONGYI WU ET AL.: ""Synergistic enhancement of vinyltriethoxysilane and layered Mg-Al double hydroxide on the tracking and erosion resistance of silicone rubber"" *
贡玉圭等: ""填充型导热硅橡胶的研究进展"" *

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