CN117683282B - 电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料。由如下重量份数的组分制成:丁二烯‑乙烯基吡啶橡胶50‑100份、三元乙丙橡胶50‑80份、抗老化剂10‑15份、交联剂10‑15份、阻燃剂5‑10份、耐磨剂5‑8份、填料10‑20份、增塑剂5‑10份、防腐剂3‑5份、相容剂3‑5份。本发明的电气化铁路自闭线自固化绝缘涂覆材料,具有优良的力学性能、耐磨性和耐老化性能。主料丁二烯‑乙烯基吡啶橡胶和三元乙丙橡胶的组合使用增强了材料的力学性能,复合抗老化剂增强了材料的耐老化性能,复合交联剂增强了材料的韧性。

Description

电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料
技术领域
本发明属于电气化铁路正馈线技术领域,具体涉及一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料。
背景技术
电气化铁道正馈线是一条跟接触线、承力索同杆架设的线,主要用于回流,其电流大小与接触网上流过的电流大小大致相等,大约为直供方式电流的一半,供电臂距离较长。由于电气化铁道正馈线为架设线路,受不同环境的影响较大,为了输电的安全,要求正馈线有良好的绝缘性能。
传统的包覆绝缘材料采用普通尼龙或者铁氟龙、PPS等材质,尼龙作为最外包覆绝缘层时,虽绝缘强度满足要求,但其实际使用过程中耐焊锡性欠佳,在锡炉中停留后易出现起泡、漏金属导体等质量问题;选用铁氟龙作为最外包覆绝缘层时,因其含有氟元素,加工过程中会产生有毒气体,对人体有害,也会污染环境;选用PPS作为最外包覆绝缘层时,在耐温等级达到130-160℃烘烤半小时弯折,出现表面老化开裂及绝缘强度下降等问题,影响产品的实用性和安全性。改进的包覆绝缘材料采用片状材料层层包裹,但是,由于材料不能自融固定,层与层之间产生滑动位移,降低绝缘材料的安全性和绝缘性能,同时也降低了材料的力学性能、耐磨性、耐老化等诸多性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料。
一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,由如下重量份数的组分制成:丁二烯-乙烯基吡啶橡胶50-100份、三元乙丙橡胶50-80份、抗老化剂10-15份、交联剂10-15份、阻燃剂5-10份、耐磨剂5-8份、填料10-20份、增塑剂5-10份、防腐剂3-5份、相容剂3-5份;
所述抗老化剂为N,N′-双(4-苯胺基苯基)-2,2′-[己-1 ,6-二基双(硫烷二基)]双乙酰胺和2,4-双[(辛基硫基)甲基]-6-甲基苯酚按照质量比1:1混合的混合物;
所述交联剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和过氧化二异丙苯按照质量比1:3混合的混合物。
所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、十溴二苯基乙烷、2,4,6-三溴苯酚、2,4,6-三溴苯基烯丙基醚中的一种或几种。
所述耐磨剂为二氧化钛、二氧化锆、二硫化钼、正丙醇锆中的一种或几种。
所述填料为高岭土、碳酸钙、钛酸钡、钛酸钾、白炭黑中的一种或几种。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、二(2-乙基丁酸)三缩乙二醇酯、磷酸三甲苯酯、2,2,4- 三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、乙酰基柠檬酸三正丁酯中的一种或几种。
所述防腐剂为双乙酸钠、苯甲酸、苯甲酸钠、防腐剂DBNPA、脱氢乙酸中的一种或几种。
所述相容剂为乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯辛烯共聚物中的一种或几种。
所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,按照如下步骤进行:按照重量份数,取丁二烯-乙烯基吡啶橡胶50-100份、三元乙丙橡胶50-80份、抗老化剂10-15份、交联剂10-15份、阻燃剂5-10份、耐磨剂5-8份、填料10-20份、增塑剂5-10份、防腐剂3-5份、相容剂3-5份,倒入高速搅拌机中,室温下先以600-1000rpm的速度搅拌混合20-40min,然后在 升温至60-70℃,以4000-6000rpm的速度搅拌8-12min;将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在150-200℃条件下注塑成型即得。
本发明的有益效果:本发明的电气化铁路自闭线自固化绝缘涂覆材料,具有优良的力学性能、耐磨性和耐老化性能。主料丁二烯-乙烯基吡啶橡胶和三元乙丙橡胶的组合使用增强了材料的力学性能,N,N′-双(4-苯胺基苯基)-2,2′-[己-1 ,6-二基双(硫烷二基)]双乙酰胺和2,4-双[(辛基硫基)甲基]-6-甲基苯酚的组合增强了材料的耐老化性能,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和过氧化二异丙苯组合增强了材料的韧性。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
实施例1
一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,由如下重量份数的组分制成:丁二烯-乙烯基吡啶橡胶80份、三元乙丙橡胶60份、抗老化剂12份、交联剂12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份;
所述抗老化剂为N,N′-双(4-苯胺基苯基)-2,2′-[己-1 ,6-二基双(硫烷二基)]双乙酰胺和2,4-双[(辛基硫基)甲基]-6-甲基苯酚按照质量比1:1混合的混合物;
所述交联剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和过氧化二异丙苯按照质量比1:3混合的混合物。
所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,按照如下步骤进行:按照重量份数,取丁二烯-乙烯基吡啶橡胶80份、三元乙丙橡胶60份、抗老化剂12份、交联剂12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份,倒入高速搅拌机中,室温下先以800rpm的速度搅拌混合30min,然后再升温至65℃,以5000rpm的速度搅拌10min;将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在180℃条件下注塑成型即得。
实施例2
一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,由如下重量份数的组分制成:丁二烯-乙烯基吡啶橡胶50份、三元乙丙橡胶50份、抗老化剂10份、交联剂10份、氢氧化镁2份、十溴二苯基乙烷3份、二氧化锆5份、高岭土10份、二(2-乙基丁酸)三缩乙二醇酯5份、双乙酸钠3份、乙烯-丙烯酸酯共聚物3份;
所述抗老化剂为N,N′-双(4-苯胺基苯基)-2,2′-[己-1 ,6-二基双(硫烷二基)]双乙酰胺和2,4-双[(辛基硫基)甲基]-6-甲基苯酚按照质量比1:1混合的混合物;
所述交联剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和过氧化二异丙苯按照质量比1:3混合的混合物。
所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,按照如下步骤进行:按照重量份数,取丁二烯-乙烯基吡啶橡胶50份、三元乙丙橡胶50份、抗老化剂10份、交联剂10份、氢氧化镁2份、十溴二苯基乙烷3份、二氧化锆5份、高岭土10份、二(2-乙基丁酸)三缩乙二醇酯5份、双乙酸钠3份、乙烯-丙烯酸酯共聚物3份,倒入高速搅拌机中,室温下先以600rpm的速度搅拌混合40min,然后再升温至60℃,以4000rpm的速度搅拌12min;将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在150℃条件下注塑成型即得。
实施例3
一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,由如下重量份数的组分制成:丁二烯-乙烯基吡啶橡胶100份、三元乙丙橡胶80份、抗老化剂15份、交联剂15份、2,4,6-三溴苯酚10份、正丙醇锆8份、白炭黑20份、2,2,4- 三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯10份、脱氢乙酸5份、乙烯辛烯共聚物5份;
所述抗老化剂为N,N′-双(4-苯胺基苯基)-2,2′-[己-1 ,6-二基双(硫烷二基)]双乙酰胺和2,4-双[(辛基硫基)甲基]-6-甲基苯酚按照质量比1:1混合的混合物;
所述交联剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和过氧化二异丙苯按照质量比1:3混合的混合物。
所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,按照如下步骤进行:按照重量份数,取丁二烯-乙烯基吡啶橡胶100份、三元乙丙橡胶80份、抗老化剂15份、交联剂15份、2,4,6-三溴苯酚10份、正丙醇锆8份、白炭黑20份、2,2,4- 三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯10份、脱氢乙酸5份、乙烯辛烯共聚物5份,倒入高速搅拌机中,室温下先以1000rpm的速度搅拌混合20min,然后再升温至70℃,以6000rpm的速度搅拌8min;将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在200℃条件下注塑成型即得。
对比例1
一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,由如下重量份数的组分制成:丁二烯-乙烯基吡啶橡胶140份、抗老化剂12份、交联剂12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份;
所述抗老化剂为N,N′-双(4-苯胺基苯基)-2,2′-[己-1 ,6-二基双(硫烷二基)]双乙酰胺和2,4-双[(辛基硫基)甲基]-6-甲基苯酚按照质量比1:1混合的混合物;
所述交联剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和过氧化二异丙苯按照质量比1:3混合的混合物。
所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,按照如下步骤进行:按照重量份数,取丁二烯-乙烯基吡啶橡胶140份、抗老化剂12份、交联剂12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份,倒入高速搅拌机中,室温下先以800rpm的速度搅拌混合30min,然后再升温至65℃,以5000rpm的速度搅拌10min;将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在180℃条件下注塑成型即得。
对比例2
一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,由如下重量份数的组分制成:三元乙丙橡胶140份、抗老化剂12份、交联剂12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份;
所述抗老化剂为N,N′-双(4-苯胺基苯基)-2,2′-[己-1 ,6-二基双(硫烷二基)]双乙酰胺和2,4-双[(辛基硫基)甲基]-6-甲基苯酚按照质量比1:1混合的混合物;
所述交联剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和过氧化二异丙苯按照质量比1:3混合的混合物。
所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,按照如下步骤进行:按照重量份数,取三元乙丙橡胶140份、抗老化剂12份、交联剂12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份,倒入高速搅拌机中,室温下先以800rpm的速度搅拌混合30min,然后再升温至65℃,以5000rpm的速度搅拌10min;将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在180℃条件下注塑成型即得。
对比例3
一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,由如下重量份数的组分制成:丁二烯-乙烯基吡啶橡胶80份、三元乙丙橡胶60份、N,N′-双(4-苯胺基苯基)-2,2′-[己-1 ,6-二基双(硫烷二基)]双乙酰胺12份、交联剂12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份;
所述交联剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和过氧化二异丙苯按照质量比1:3混合的混合物。
所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,按照如下步骤进行:按照重量份数,取丁二烯-乙烯基吡啶橡胶80份、三元乙丙橡胶60份、N,N′-双(4-苯胺基苯基)-2,2′-[己-1 ,6-二基双(硫烷二基)]双乙酰胺12份、交联剂12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份,倒入高速搅拌机中,室温下先以800rpm的速度搅拌混合30min,然后再升温至65℃,以5000rpm的速度搅拌10min;将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在180℃条件下注塑成型即得。
对比例4
一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,由如下重量份数的组分制成:丁二烯-乙烯基吡啶橡胶80份、三元乙丙橡胶60份、2,4-双[(辛基硫基)甲基]-6-甲基苯酚12份、交联剂12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份;
所述交联剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和过氧化二异丙苯按照质量比1:3混合的混合物。
所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,按照如下步骤进行:按照重量份数,取丁二烯-乙烯基吡啶橡胶80份、三元乙丙橡胶60份、2,4-双[(辛基硫基)甲基]-6-甲基苯酚12份、交联剂12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份,倒入高速搅拌机中,室温下先以800rpm的速度搅拌混合30min,然后再升温至65℃,以5000rpm的速度搅拌10min;将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在180℃条件下注塑成型即得。
对比例5
一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,由如下重量份数的组分制成:丁二烯-乙烯基吡啶橡胶80份、三元乙丙橡胶60份、抗老化剂12份、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份;
所述抗老化剂为N,N′-双(4-苯胺基苯基)-2,2′-[己-1 ,6-二基双(硫烷二基)]双乙酰胺和2,4-双[(辛基硫基)甲基]-6-甲基苯酚按照质量比1:1混合的混合物。
所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,按照如下步骤进行:按照重量份数,取丁二烯-乙烯基吡啶橡胶80份、三元乙丙橡胶60份、抗老化剂12份、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份,倒入高速搅拌机中,室温下先以800rpm的速度搅拌混合30min,然后再升温至65℃,以5000rpm的速度搅拌10min;将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在180℃条件下注塑成型即得。
对比例6
一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,由如下重量份数的组分制成:丁二烯-乙烯基吡啶橡胶80份、三元乙丙橡胶60份、抗老化剂12份、过氧化二异丙苯12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份;
所述抗老化剂为N,N′-双(4-苯胺基苯基)-2,2′-[己-1 ,6-二基双(硫烷二基)]双乙酰胺和2,4-双[(辛基硫基)甲基]-6-甲基苯酚按照质量比1:1混合的混合物。
所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,按照如下步骤进行:按照重量份数,取丁二烯-乙烯基吡啶橡胶80份、三元乙丙橡胶60份、抗老化剂12份、过氧化二异丙苯12份、氢氧化铝8份、二氧化钛6份、碳酸钙15份、邻苯二甲酸二丁酯8份、苯甲酸钠4份、乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物4份,倒入高速搅拌机中,室温下先以800rpm的速度搅拌混合30min,然后再升温至65℃,以5000rpm的速度搅拌10min;将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在180℃条件下注塑成型即得。
实验例:
按照GB/T2951.11-2008规定的方法测定实施例1-3及对比例1-2制备的绝缘材料的拉伸强度(MPa);每个材料重复测定3次取平均值,采用SPSS 24.0软件进行统计学分析,计量资料结果用`x士s(均数士标准差)表示 ,采用Kolmogorov-Smirnov检验法进行数据正态性检验,对于符合正态分布数据,两组间均值差异比较采用t检验,以P<0.05为差异具有统计学意义,测定结果见表1:
表1
实验组 拉伸强度(Mpa)
实施例1 24.6±0.5
实施例2 23.9±0.4
实施例3 24.1±0.3
对比例1 16.5±0.3*
对比例2 17.1±0.4*
注:*代表与实施例1组比较P<0.05。
按照GB/T11026.1-2003规定的方法测定实施例1-3及对比例3-4制备的绝缘材料的热老化寿命(150℃、90℃),每个材料重复测定3次取平均值,测定结果见表2:
表2
实验组 90℃热老化寿命(H) 150℃热老化寿命(年)
实施例1 1216.7±22.5 78.3±2.1
实施例2 1234.5±18.7 77.8±1.6
实施例3 1204.5±28.6 79.3±3.2
对比例3 879.7±33.4* 56.5±1.9*
对比例4 921.5±19.9* 62.7±2.3*
注:*代表与实施例1组比较P<0.05。
按照GB/T2951.11-2008规定的方法测定实施例1-3及对比例5-6制备的绝缘材料的断裂伸长率(%),每个材料重复测定3次取平均值,测定结果见表3:
表3
实验组 断裂伸长率(%)
实施例1 1030.9±22.3
实施例2 1024.3±20.5
实施例3 1035.1±18.3
对比例5 916.5±31.6*
对比例6 892.1±25.4*
注:*代表与实施例1组比较P<0.05。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,其特征在于,由如下重量份数的组分制成:丁二烯-乙烯基吡啶橡胶50-100份、三元乙丙橡胶50-80份、抗老化剂10-15份、交联剂10-15份、阻燃剂5-10份、耐磨剂5-8份、填料10-20份、增塑剂5-10份、防腐剂3-5份、相容剂3-5份;
所述抗老化剂为N,N′-双(4-苯胺基苯基)-2,2′-[己-1 ,6-二基双(硫烷二基)]双乙酰胺和2,4-双[(辛基硫基)甲基]-6-甲基苯酚按照质量比1:1混合的混合物;
所述交联剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和过氧化二异丙苯按照质量比1:3混合的混合物。
2.根据权利要求1所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,其特征在于,所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、十溴二苯基乙烷、2,4,6-三溴苯酚、2,4,6-三溴苯基烯丙基醚中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,其特征在于,所述耐磨剂为二氧化钛、二氧化锆、二硫化钼、正丙醇锆中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,其特征在于,所述填料为高岭土、碳酸钙、钛酸钡、钛酸钾、白炭黑中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,其特征在于,所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、二(2-乙基丁酸)三缩乙二醇酯、磷酸三甲苯酯、2,2,4- 三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、乙酰基柠檬酸三正丁酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,其特征在于,所述防腐剂为双乙酸钠、苯甲酸、苯甲酸钠、防腐剂DBNPA、脱氢乙酸中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,其特征在于,所述相容剂为乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯辛烯共聚物中的一种或几种。
8.权利要求1所述电气化铁道正馈线自融包覆绝缘材料,其特征在于,按照如下步骤进行:按照重量份数,取丁二烯-乙烯基吡啶橡胶50-100份、三元乙丙橡胶50-80份、抗老化剂10-15份、交联剂10-15份、阻燃剂5-10份、耐磨剂5-8份、填料10-20份、增塑剂5-10份、防腐剂3-5份、相容剂3-5份,倒入高速搅拌机中,室温下先以600-1000rpm的速度搅拌混合20-40min,然后在 升温至60-70℃,以4000-6000rpm的速度搅拌8-12min;将搅拌均匀的混料排到双螺杆挤出机中,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,在150-200℃条件下注塑成型即得。
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