CN115678284A - 一种混合绝缘子用混炼硅橡胶及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了混合绝缘子用混炼硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：S1、将甲基乙烯基硅橡胶、气相二氧化硅、硅油、硬脂酸锌加入真空捏合机中进行搅拌，制得基胶；S2、将甲基乙烯基硅橡胶、高白氢氧化铝、硅油、硬脂酸锌加入真空捏合机中进行搅拌，制得铝胶；S3、将基胶、铝胶、硫化剂、无机颜料、石蜡脱模剂加入加硫加色挤胶机中进行搅拌，制得所述混炼硅橡胶。另一方面，本发明还提了一种采用上述方法制备的混炼硅橡胶，本发明所提供的混炼硅橡胶用于制备混合绝缘子。本发明将气相二氧化硅与高白氢氧化铝分开进行炼胶，可保证充足地搅拌时间，从而获得分散较为均匀的基胶和铝胶，从而有效地改善了所制备的硅橡胶的机械性能和电性能。

Description

一种混合绝缘子用混炼硅橡胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及混合绝缘子材料技术领域，具体地涉及一种混合绝缘子用混炼硅橡胶及其制备方法和应用。

背景技术

混合绝缘子是由盘形悬式瓷绝缘子作为承受机械负荷的芯体和混炼硅橡胶作为外绝缘护套构成。目前，混炼硅橡胶的制备方法为：将分子量在60～70万或更高一些的半流动性的生胶、作为补强填料的气相二氧化硅、作为阻燃填充剂的高白氢氧化铝、促进流动性的硅油以及其他助剂按照配比一次性投入捏合机中，然后，启动搅拌装置以搅拌混合料，搅拌装置的搅拌作用使得混合料迅速升温，为了使制得的硅橡胶保持适宜的粘度以满足混合绝缘子注射生产的需求，捏合机中的混合料升温至120℃左右时，搅拌装置停止运行，搅拌装置的搅拌时间为两小时左右，搅拌时长较短，导致分子尺寸相差较大的纳米级气相二氧化硅、微米级高白氢氧化铝较难与生胶混合成一个均匀的胶料体系，从而导致所制得的硅橡胶的机械性能和电性能较差；而且，在胶料体系中，对于气相二氧化硅分布较密集处，气相二氧化硅表面的羟基容易和生胶分子的羟基发生作用而形成氢键，乃至化学结合，从而使得线型硅油转变为假交联或微交联的半弹性态固体结构，导致胶料体系的塑性大大降低，从而导致所制得的硅橡胶的门尼粘度大幅提高，流动性严重丧失，进而使得所制得的硅橡胶难以满足混合绝缘子的注射生产。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种混合绝缘子用混炼硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：

S1、将甲基乙烯基硅橡胶、气相二氧化硅、硅油、硬脂酸锌加入真空捏合机中进行搅拌，制得基胶；

S2、将甲基乙烯基硅橡胶、高白氢氧化铝、硅油、硬脂酸锌加入真空捏合机中进行搅拌，制得铝胶；

S3、将基胶、铝胶、硫化剂、无机颜料、石蜡脱模剂加入加硫加色挤胶机中进行搅拌，制得所述混炼硅橡胶；

其中，所述硅油为羟基含量≦4％的低羟基硅油。

进一步地，步骤S1中，按重量份数计，所述甲基乙烯基硅橡胶175份，所述气相二氧化硅70～100份，所述硅油5～15份，所述硬脂酸锌0.5～1.5份。

进一步地，步骤S1中，所述气相二氧化硅采取少量多次加入的方式。

进一步地，步骤S2中，按重量份数计，所述甲基乙烯基硅橡胶150份，所述高白氢氧化铝300～350份，所述硅油5～15份，所述硬脂酸锌0.5～1.5份。

进一步地，步骤S2中，所述高白氢氧化铝采取少量多次加入的方式。

进一步地，步骤S3中，按重量份数计，所述基胶80～120份，所述铝胶200～250份，所述硫化剂2～3份，所述无机颜料0.1～0.3份，所述石蜡脱模剂0.2～0.5份。

另一方面，本发明还提供了一种混合绝缘子用混炼硅橡胶，采用上述任一所述的方法制备所得。

本发明所提供的混炼硅橡胶用于制备混合绝缘子。

本发明取得的有益效果如下：

1、本发明摈弃了现有的将生胶、气相二氧化硅、高白氢氧化铝、硅油以及其他助剂一次性投入捏合机中进行搅拌炼胶的方式，而是将分子尺寸相差较大的气相二氧化硅与高白氢氧化铝分开进行炼胶，可保证充足地搅拌时间，从而获得分散较为均匀的基胶和铝胶，再将分散较为均为的基胶、铝胶进行加硫加色处理，从而有效地改善了所制备的硅橡胶的机械性能和电性能，使得所制备的硅橡胶较好地满足混合绝缘子的注射生产。

2、在混炼基胶时，气相二氧化硅采取少量多次加入的方式，有效地提高了基胶体系的混合均匀性，避免了气相二氧化硅分布较密集，从而减少了气相二氧化硅与生胶分子之间的氢键结合或者化学结合，而且硅油采用低羟基硅油，进一步避免了硅油与氢键的结合，从而保证了基胶的塑性，有效地改善了所制得的硅橡胶的门尼粘度。

3、在混炼铝胶时，高白氢氧化铝亦采用少量多次加入的方式，从而使其较为均匀地分散在铝胶体系中，从而保证了所制备的硅橡胶的阻燃性能。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

一种混合绝缘子用混炼硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：

S1、基胶的混炼

(1)将175kg甲基乙烯基硅橡胶、20kg气相二氧化硅、10kg硅油、1kg硬脂酸锌加入真空捏合机中进行搅拌，搅拌时长为20分钟，得呈团状的混合料一；

(2)将10kg气相二氧化硅加入步骤(1)中呈团状的物料上，之后，进行搅拌，搅拌时长为10分钟，得呈团状的混合料二；

(3)重复步骤(2)5次，得呈团状的混合料七；

(4)将真空捏合机上的密封盖打开，启动搅拌装置，继续搅拌呈团状的混合料七，搅拌装置的搅拌作用使得混合料七的温度不断升高，直至混合料七的温度上升至120℃，搅拌装置停止运行，之后，将密封盖盖合在真空捏合机上，并抽真空50分钟，便得基胶，之后，停机下料，将排出的基胶切成方形的小块，然后将小块状的基胶自然冷却至室温。

S2、铝胶的混炼

(1)将150kg甲基乙烯基硅橡胶、100kg高白氢氧化铝、10kg硅油、1kg硬脂酸锌加入真空捏合机中进行搅拌，搅拌时长为20分钟，得呈团状的物料一；

(2)将50kg高白氢氧化铝入加步骤(1)中成团状的物料一上，之后，进行搅拌，搅拌时长为10分钟，得呈团状的物料二；

(3)重复步骤(2)3次，得呈团状的物料五；

(4)将真空捏合机上的密封盖打开，启动搅拌装置，继续搅拌呈团状的物料五，搅拌装置的搅拌作用使得物料五的温度不断升高，直至物料五的温度上升至120℃，搅拌装置停止运行，之后，将密封盖盖合在真空捏合机上，并抽真空50分钟，便得铝胶，之后，停机下料，将排出铝胶切成方形的小块，然后将小块状的铝胶自然冷却至室温。

S3、将100kg基胶、240kg铝胶、2.5kg硫化剂、0.15kg无机颜料、0.3kg石蜡脱模剂加入加硫加色挤胶机中搅拌30分钟，便得硅橡胶，之后，停机下料，将排出的硅橡胶切成方形的小块，然后将小块状的硅橡胶自然冷却至室温，即得所述混合绝缘子用混炼硅橡胶。

其中，所述硅油为羟基含量≦4％的低羟基硅油，所述硬脂酸锌为进口硬脂酸锌。

本发明所制备的混合绝缘子用混炼硅橡胶可包覆在盘形悬式瓷绝缘子的瓷件表面。

实施例2：

一种混合绝缘子用混炼硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：

S1、基胶的混炼

(1)将175kg甲基乙烯基硅橡胶、20kg气相二氧化硅、5kg硅油、0.5kg硬脂酸锌加入真空捏合机中进行搅拌，搅拌时长为20分钟，得呈团状的混合料一；

(2)将10kg气相二氧化硅加入步骤(1)中呈团状的物料上，之后，进行搅拌，搅拌时长为10分钟，得呈团状的混合料二；

(3)重复步骤(2)4次，得呈团状的混合料六；

(4)将真空捏合机上的密封盖打开，启动搅拌装置，继续搅拌呈团状的混合料六，搅拌装置的搅拌作用使得混合料六的温度不断升高，直至混合料六的温度上升至120℃，搅拌装置停止运行，之后，将密封盖盖合在真空捏合机上，并抽真空50分钟，便得基胶，之后，停机下料，将排出的基胶切成方形的小块，然后将小块状的基胶自然冷却至室温。

S2、铝胶的混炼

(1)将150kg甲基乙烯基硅橡胶、100kg高白氢氧化铝、5kg硅油、0.5kg硬脂酸锌加入真空捏合机中进行搅拌，搅拌时长为20分钟，得呈团状的物料一；

(2)将50kg高白氢氧化铝入加步骤(1)中成团状的物料一上，之后，进行搅拌，搅拌时长为12分钟，得呈团状的物料二；

(3)重复步骤(2)3次，得呈团状的物料五；

(4)将真空捏合机上的密封盖打开，启动搅拌装置，继续搅拌呈团状的物料五，搅拌装置的搅拌作用使得物料五的温度不断升高，直至物料五的温度上升至120℃，搅拌装置停止运行，之后，将密封盖盖合在真空捏合机上，并抽真空50分钟，便得铝胶，之后，停机下料，将排出铝胶切成方形的小块，然后将小块状的铝胶自然冷却至室温。

S3、将90kg基胶、220kg铝胶、2kg硫化剂、0.2kg无机颜料、0.2kg石蜡脱模剂加入加硫加色挤胶机中搅拌30分钟，便得硅橡胶，之后，停机下料，将排出的硅橡胶切成方形的小块，然后将小块状的硅橡胶自然冷却至室温，即得所述混合绝缘子用混炼硅橡胶。

本发明所制备的混合绝缘子用混炼硅橡胶可包覆在盘形悬式瓷绝缘子的瓷件表面。

实施例3：

一种混合绝缘子用混炼硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：

S1、基胶的混炼

(1)将175kg甲基乙烯基硅橡胶、20kg气相二氧化硅、15kg硅油、1.5kg硬脂酸锌加入真空捏合机中进行搅拌，搅拌时长为22分钟，得呈团状的混合料一；

(2)将10kg气相二氧化硅加入步骤(1)中呈团状的物料上，之后，进行搅拌，搅拌时长为12分钟，得呈团状的混合料二；

(3)重复步骤(2)7次，得呈团状的混合料九；

(4)将真空捏合机上的密封盖打开，启动搅拌装置，继续搅拌呈团状的混合料九，搅拌装置的搅拌作用使得混合料九的温度不断升高，直至混合料九的温度上升至130℃，搅拌装置停止运行，之后，将密封盖盖合在真空捏合机上，并抽真空50分钟，便得基胶，之后，停机下料，将排出的基胶切成方形的小块，然后将小块状的基胶自然冷却至室温。

S2、铝胶的混炼

(1)将150kg甲基乙烯基硅橡胶、100kg高白氢氧化铝、15kg硅油、1.5kg硬脂酸锌加入真空捏合机中进行搅拌，搅拌时长为22分钟，得呈团状的物料一；

(2)将50kg高白氢氧化铝入加步骤(1)中成团状的物料一上，之后，进行搅拌，搅拌时长为12分钟，得呈团状的物料二；

(3)重复步骤(2)4次，得呈团状的物料六；

(4)将真空捏合机上的密封盖打开，启动搅拌装置，继续搅拌呈团状的物料六，搅拌装置的搅拌作用使得物料六的温度不断升高，直至物料六的温度上升至120℃，搅拌装置停止运行，之后，将密封盖盖合在真空捏合机上，并抽真空50分钟，便得铝胶，之后，停机下料，将排出铝胶切成方形的小块，然后将小块状的铝胶自然冷却至室温。

S3、将110kg基胶、250kg铝胶、3kg硫化剂、0.3kg无机颜料、0.4kg石蜡脱模剂加入加硫加色挤胶机中搅拌30分钟，便得硅橡胶，之后，停机下料，将排出的硅橡胶切成方形的小块，然后将小块状的硅橡胶自然冷却至室温，即得所述混合绝缘子用混炼硅橡胶。

本发明所制备的混合绝缘子用混炼硅橡胶可包覆在盘形悬式瓷绝缘子的瓷件表面。

性能测试：

将实施例1～3所制得的混合绝缘子用混炼硅橡胶按照DLT 376－2019的标准进行性能测试，性能测试结果如下表1所示：

表1

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3
				门尼粘度，Mooney	13	11	15
初始塑性值，mm	100	200	160
				交流击穿强度，kV/mm	30	20	24
抗撕裂强度，kN/m	16	14	15
				抗拉伸强度，MPa	5.5	4.5	5
抗断伸长率，％	400	350	450
				阻燃性能，级	FV-0	FV-0	FV-0
邵氏硬度，Shore A	60	65	55
				耐漏电起痕及电蚀损性能，级	TMA4.5级	TMA4.5级	TMA4.5级

从表1的性能测试结果可知，本发明所制备的混炼硅橡胶具有优异的机械性能和电性能，可较好地满足混合绝缘子的注射生产。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种混合绝缘子用混炼硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将甲基乙烯基硅橡胶、气相二氧化硅、硅油、硬脂酸锌加入真空捏合机中进行搅拌，制得基胶；

S2、将甲基乙烯基硅橡胶、高白氢氧化铝、硅油、硬脂酸锌加入真空捏合机中进行搅拌，制得铝胶；

S3、将基胶、铝胶、硫化剂、无机颜料、石蜡脱模剂加入加硫加色挤胶机中进行搅拌，制得所述混炼硅橡胶；

其中，所述硅油为羟基含量≦4％的低羟基硅油。

2.根据权利要求1所述的混合绝缘子用混炼硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤S1中，按重量份数计，所述甲基乙烯基硅橡胶175份，所述气相二氧化硅70～100份，所述硅油5～15份，所述硬脂酸锌0.5～1.5份。

3.根据权利要求2所述的混合绝缘子用混炼硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述气相二氧化硅采取少量多次加入的方式。

4.根据权利要求1所述的混合绝缘子用混炼硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤S2中，按重量份数计，所述甲基乙烯基硅橡胶150份，所述高白氢氧化铝300～350份，所述硅油5～15份，所述硬脂酸锌0.5～1.5份。

5.根据权利要求4所述的混合绝缘子用混炼硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述高白氢氧化铝采取少量多次加入的方式。

6.根据权利要求1所述的混合绝缘子用混炼硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤S3中，按重量份数计，所述基胶80～120份，所述铝胶200～250份，所述硫化剂2～3份，所述无机颜料0.1～0.3份，所述石蜡脱模剂0.2～0.5份。

7.一种混合绝缘子用混炼硅橡胶，其特征在于，采用权利要求1至6任一所述的方法制备所得。

8.权利要求7所述的混合绝缘子用混炼硅橡胶在制备混合绝缘子中的应用。