一种复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料及其制备方法,本发明主要应用 在复合绝缘子上,属于橡胶复合材料应用领域。
【背景技术】
[0002] 复合绝缘子由玻纤复合材料芯棒和硅橡胶伞裙构成。与传统的瓷质绝缘子相比, 复合绝缘子具有质量轻、强度高、耐污闪能力强、无零值、制造工艺简单、运行维护方便等优 点,近年来在我国发展十分迅猛。硅橡胶伞套在复合绝缘子芯棒的外部起到承受高压电场 及保护芯棒的作用,因此对硅橡胶的性能要求是要绝缘、耐高低温、耐电痕化、耐电弧、耐候 及具有适宜的物理机械性能。硅橡胶相对于陶瓷和乙丙橡胶材料,其电气绝缘性能、耐高低 温性能、耐候和耐污闪优异,广泛应用于高压输变电设备的复合绝缘子上。而现在耐漏电起 痕剂存在添加量大,且与硅橡胶相容性差等缺点,严重恶化其加工性能和力学性能。中国专 利CN1923899A利用超细化处理氢氧化铝,然后用偶联剂处理来降低氢氧化铝的用量,在提 高耐漏电起痕,但其添加量偏大,影响其机械性能。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料及其制备方法,制 成的复合绝缘子能够保持其良好的机械性能,同时具有高耐电性硅橡胶。
[0004] 本发明采用的技术方案如下:
[0005] -种复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料,其组成按重量份数计为:甲基乙烯基 硅橡生胶,用量100份;气相法白炭黑,用量15?30份;微米氢氧化铝,30?40份;纳米氢 氧化铝,10?15份;结构化控制剂,1?2份;硅烷偶联剂,1?2份;硫化剂,1?2份。
[0006] 所述的甲基乙烯基硅橡胶生胶的平均分子量为50?70万,乙烯基的摩尔百分比 含量为〇.〇5?0.3%。
[0007] 所述的白炭黑为气相法白炭黑,其比表面积至少为150?350m2/g,平均粒径10? 30nm〇
[0008] 所述的微米氢氧化铝的平均粒径为1?5微米;所述的纳米氢氧化铝的平均粒径 在30?100纳米。
[0009] 所述的防结构化控制剂为六甲基二硅氮烷、二苯基硅二醇、二甲基二甲氧基硅烷、 ^甲基^乙氧基娃烧。
[0010] 所述的硅烷偶联剂为KH-560、KH-570、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅 烷。
[0011] 所述的硫化剂为DCP、双二五。
[0012] 所述的复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料的配制方法,其配制步骤:首先将甲 基乙烯基硅橡胶生胶加入捏合机中,分3?5次加入白炭黑、微纳米氢氧化铝、硅烷偶联剂 及适量的结构化控制剂,全部物料加完后在150?170°C及真空度为-0. 07?0.IMPa条件 下捏合1?2小时,出料;然后放入开炼机中,开炼至胶料光滑,得混炼胶。将混炼胶停放 20?25小时后,在开炼机上包辊,加入硫化剂,薄通3?5次,即可得到所述复合绝缘子用 的微纳米氢氧化铝/硅橡胶绝缘胶料。
[0013] 本发明专利采用微米和纳米氢氧化铝耐电痕填料共混,将微-纳米的耐电痕填料 以适当体积比和合适的工艺与硅橡胶复合,形成了特殊的界面中间相,即复合材料的显微 结构和致密性分别获得明显的改善和提高,保持其机械性能,制备成高耐电痕硅橡胶。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例对本说明做进一步描述,下述实施例并不用限制本发明的实施范 围。
[0015] 实施例1
[0016] 首先将100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(平均分子量为50?70万,乙烯基的摩尔百 分比含量为〇. 05?0. 3% )加入捏合机中,分4次加入25份白炭黑、30份微米氢氧化铝、 15份纳米氢氧化铝、1份KH-560硅烷偶联剂和1份六甲基二硅氮烷结构化控制剂,全部物 料加完后在160°C及真空(-0. 08MPa)条件下捏合1. 5小时,出料;然后放入开炼机中,开炼 至胶料光滑,得混炼胶。将混炼胶停放24小时后,将混炼胶在开炼机上包辊,加入1. 5份双 二五硫化剂,薄通5次,即可得到复合绝缘子用微纳米氢氧化铝/硅橡胶绝缘胶料。
[0017] 实施例2
[0018] 首先将100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(平均分子量为50?70万,乙烯基的摩尔百 分比含量为〇. 05?0. 3% )加入捏合机中,分4次加入25份白炭黑、40份微米氢氧化铝、 10份纳米氢氧化铝、1份KH-560硅烷偶联剂和1份六甲基二硅氮烷结构化控制剂,全部物 料加完后在160°C及真空(-0. 08MPa)条件下捏合1. 5小时,出料;然后放入开炼机中,开炼 至胶料光滑,得混炼胶。将混炼胶停放24小时后,将混炼胶在开炼机上包辊,加入1. 5份双 二五硫化剂,薄通5次,即可得到复合绝缘子用微纳米氢氧化铝/硅橡胶绝缘胶料。
[0019] 实施例3
[0020] 首先将100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(平均分子量为50?70万,乙烯基的摩尔百 分比含量为〇. 05?0. 3% )加入捏合机中,分4次加入25份白炭黑、35份微米氢氧化铝、 12份纳米氢氧化铝、1份KH-560硅烷偶联剂和1份六甲基二硅氮烷结构化控制剂,全部物 料加完后在160°C及真空(-0. 08MPa)条件下捏合1. 5小时,出料;然后放入开炼机中,开炼 至胶料光滑,得混炼胶。将混炼胶停放24小时后,将混炼胶在开炼机上包辊,加入1. 5份双 二五硫化剂,薄通5次,即可得到复合绝缘子用微纳米氢氧化铝/硅橡胶绝缘胶料。
[0021] 实施例4
[0022] 首先将100份甲基乙烯基硅橡胶生胶(平均分子量为50?70万,乙烯基的摩尔 百分比含量为〇. 05?0. 3% )加入捏合机中,分4次加入25份白炭黑、35份微米氢氧化 铝、12份纳米氢氧化铝、1份乙烯基三甲氧基硅烷和1份六甲基二硅氮烷结构化控制剂,全 部物料加完后在160°C及真空(-0. 08MPa)条件下捏合1. 5小时,出料;然后放入开炼机中, 开炼至胶料光滑,得混炼胶。将混炼胶停放24小时后,将混炼胶在开炼机上包辊,加入1. 5 份DCP硫化剂,薄通5次,即可得到复合绝缘子用微纳米氢氧化铝/硅橡胶绝缘胶料。
[0023] 实施例1-4所得到的复合绝缘子用微纳米氢氧化铝/硅橡胶绝缘胶料进行硫化条 件:一段模压硫化条件:压力lOMPa,温度170°C,硫化时间10分钟;二段硫化在200°C恒温 烘箱内放置4小时,进行性能检测,具体检测结果如表1所示。
[0024] 表1实施例1-4所得到的复合绝缘子用绝缘胶料的性能表
[0025]
【主权项】
1. 一种复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料,其特征在于,其组成按重量份数计为: 甲基乙烯基硅橡生胶,用量100份;气相法白炭黑,用量15?30份;微米氢氧化铝,30? 40 ;纳米氢氧化铝,10?15 ;结构化控制剂,1?2份;硅烷偶联剂,1?2份;硫化剂,1?2 份。
2. 根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料,其特征在于, 所述的甲基乙烯基硅橡胶生胶的平均分子量为50?70万,乙烯基的摩尔百分比含量为 0· 05 ?0· 3%〇
3. 根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料,其特征在于,所 述的白炭黑为气相法白炭黑,其比表面积至少为150?350m 2/g,平均粒径10?30nm。
4. 根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料,其特征在于,所 述的微米氢氧化铝的平均粒径为1?5微米;所述的纳米氢氧化铝的平均粒径在30?100 纳米。
5. 根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料,其特征在于,所 述的结构化控制剂为六甲基二硅氮烷、二苯基硅二醇、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧 基娃烧、低摩尔质量的轻基娃油。
6. 根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料,其特征在于,所 述的硅烷偶联剂为KH-560、KH-570、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷。
7. 根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料,其特征在于,所 述的硫化剂为DCP、双二五。
8. 根据权利要求1-7其中之一所述的复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料的配制方 法,其特征在于,其配制步骤:首先将甲基乙烯基硅橡胶生胶加入捏合机中,分3?5次加 入白炭黑、微纳米氢氧化铝、硅烷偶联剂及适量的结构化控制剂,全部物料加完后在150? 170°C及真空条件下捏合1?2小时,出料;然后放入开炼机中,开炼至胶料光滑,得混炼胶。 将混炼胶停放20?25小时后,在开炼机上包辊,加入硫化剂,薄通3?5次,即可得到所述 复合绝缘子用的微纳米氢氧化铝/硅橡胶绝缘胶料。
9. 根据权利要求8所述复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料的配制方法,其特征在 于,所述的真空度为-〇. 07?0,1MPa。
【专利摘要】本发明公开了一种复合绝缘子用的微纳硅橡胶复合胶料及其制备方法,其原料配方以质量份计如下:硅橡胶生胶100份;气相法白炭黑15~30份;微米氢氧化铝30~40份;纳米氢氧化铝10~15份;结构化控制剂1~2份;硅烷偶联剂1~26份,将微-纳米的耐电痕填料以适当体积比和合适的工艺与硅橡胶复合,形成了特殊的界面中间相,即复合材料的显微结构和致密性分别获得明显的改善和提高,降低氢氧化铝的含量,保持其机械性能,制备成高耐电痕硅橡胶复合胶料。
【IPC分类】C08K5-5445, C08K3-36, C08K13-02, C08K5-14, C08K3-22, C08J3-24, C08L83-07
【公开号】CN104610754
【申请号】CN201510053945
【发明人】徐学东, 徐佩
【申请人】安徽埃菲科电气设备制造有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月2日