專利名稱：一種高壓電器外用有機硅絕緣材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橡膠絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在高壓電器外用的有機硅絕緣材料。
目前，高壓輸電線路和變電站所用的干式變壓器、干式電流、電壓互感器等均采用環(huán)氧樹脂作為外包敷材料，普遍存在著防水性差、低溫易開裂等缺點，同時，這些材料在生產(chǎn)過程中需要二次加熱深度硫化，能源消耗大。而一般的縮合型雙組分室溫硫化硅橡膠，其物理機械性能在-45～180℃的范圍內(nèi)變化很小，并且具有優(yōu)異的耐紫外線老化性、防水性、防霉性及耐電弧和耐電暈性能，但這類橡膠的機械性能僅限于應(yīng)用在工藝品制備、皮革印花、鞋模生產(chǎn)及部分電子元件密閉灌封等技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種機械性能優(yōu)良、生產(chǎn)過程無需二次加熱深度硫化、可在高壓電器外用的縮合型雙組分室溫硫化的有機硅絕緣材料。
本發(fā)明提供的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料，其特征在于，它是由A、B兩個組分按照100∶1～100∶5的質(zhì)量配比混合均勻，室溫硫化而成；其中，A組分是將100份α,ω—二羥基聚二有機基硅氧烷、20～50份補強填料、0～20份結(jié)構(gòu)化控制劑在真空捏合機中混合，升溫至130～160℃加熱混煉2～6小時，經(jīng)真空脫低0～2小時、冷卻后，移至行星式攪拌器或仍在真空捏合機中加入0～50份三有機硅基封端的聚二有機基硅氧烷、0～80份增量填料和0～2份顏料，混合均勻，經(jīng)三輥機研磨、過濾而成；B組分是將100份交聯(lián)劑和1～50份有機錫催化劑室溫混合或加熱混合均勻而成。
為了更好地實施本發(fā)明，可以將A組分中100份α,ω—二羥基聚二有機基硅氧烷中的0～50份在A組分混合物真空脫低、冷卻后加入。
所述α,ω—二羥基聚二有機基硅氧烷具有如下分子式 式中n=0～100，m=100～1100，R、R可以是甲基、乙基、丙基、苯基，如α,ω—二羥基聚二甲基硅氧烷、α,ω—二羥基聚甲基苯基硅氧烷等，可以是單一物，也可以是它們的混合物。
所述補強填料的比表面積為150～350m2/g，可以是氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅或經(jīng)表面疏水處理的氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅。
所述結(jié)構(gòu)化控制劑可以是小分子量羥基硅油、六甲基二硅氮烷、二甲基二甲氧基硅烷以及它們的混合物。
所述三有機硅基封端的聚二有機基硅氧烷具有如下分子式 式中n=0～30，m=10～100，R、R’可以是甲基、乙基、丙基、苯基，如三甲硅基封端的聚二甲基硅氧烷、三甲硅基封端的聚甲基苯基硅氧烷。
所述增量填料的粒徑為0.5～300μm，可以是碳酸鈣、硅藻土、石英粉、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、硅酸鋁。
所述顏料可以是氧化鐵、氧化鉻、氧化鈦。
所述交聯(lián)劑的分子式為RnSi(OR’)4-n’式中n=0～1，R、R’可以是甲基、乙基、丙基等，如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷等，可以是單一物，也可以是它們的混合物，還可以是它們的部分水解產(chǎn)物。
所述有機錫催化劑可以是二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、辛酸亞錫、二丁基氧化錫與乙酰乙酸乙酯的絡(luò)合物等。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1．本發(fā)明的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料的制備過程實現(xiàn)了低成本、高效率。
2．本發(fā)明的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料成功克服了現(xiàn)有縮合型雙組分室溫硫化硅橡膠無法應(yīng)用于高壓電器產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)難題，且防水性、耐老化性好，電性能優(yōu)越，物理機械性能隨溫度變化小，生產(chǎn)使用過程無須二次加熱深度硫化，能源消耗少，完全可以替代環(huán)氧樹脂。
3．利用本發(fā)明的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料制備的高壓電器，如干式互感器等，具有精度高、阻燃、防爆、防水、抗老化、耐低溫、抗諧振、耐雷電沖擊等特點，且安裝質(zhì)量輕，運行安全可靠，具有廣泛的經(jīng)濟(jì)實用價值。
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。
實施例一將25℃下粘度為40000mPa·s的α,ω－二羥基聚二甲基硅氧烷500克、25℃下粘度為1000mPa·s的α,ω—二羥基聚二甲基硅氧烷500克、比表面積350m2/g、經(jīng)表面疏水處理的氣相二氧化硅500克、六甲基二硅氮烷100克在真空捏合機中混合，升溫至150℃加熱混煉2小時，經(jīng)真空脫低、冷卻后移至行星攪拌器中，再加入25℃下粘度為350mPa·s的三甲硅基封端的聚二甲基硅氧烷300克、氧化鈦20克混合均勻，經(jīng)三輥機研磨三遍、過濾，即得A組分；將四乙氧基硅烷100克、二月桂酸二丁基錫50克室溫混合均勻，即得B組分；取A組分100克、B組分1克混合均勻，室溫硫化后即得本發(fā)明的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料。
實施例二將25℃下粘度為10000mPa·s的α,ω—二羥基聚二甲基硅氧烷1200克、比表面積200m2/g的沉淀二氧化硅680克、六甲基二硅氮烷340克在真空捏合機中混合，升溫至130℃加熱混煉6小時，經(jīng)真空脫低2小時、冷卻后，移至行星攪拌器中再加入25℃下粘度為10000mPa·s的α,ω—二羥基聚二甲基硅氧烷500克、平均粒徑5μm的石英粉800克、25℃下粘度為50mPa·s的三甲硅基封端的聚二甲基硅氧烷300克、氧化鐵10克混合均勻，經(jīng)三輥機研磨三遍、過濾，即得A組分；將甲基三甲氧基硅烷100克、二月桂酸二丁基錫35克室溫混合均勻，即得B組分；取A組分100克、B組分4克混合均勻，室溫硫化后即得本發(fā)明的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料。
實施例三將25℃下粘度為5000mPa·s的α,ω—二羥基聚二甲基硅氧烷1400克、比表面積200m2/g的沉淀二氧化硅700克、二甲基二甲氧基硅烷100克、六甲基二硅氮烷150克在真空捏合機中混合，升溫至140℃加熱混煉4小時，經(jīng)真空脫低1小時、冷卻后，移至行星攪拌器中再加入25℃下粘度為1000mPa·s的α,ω—二羥基聚二甲基硅氧烷1000克、平均粒徑0.5μm的硅藻土600克、氧化鉻15克混合均勻，經(jīng)三輥機研磨三遍、過濾，即得A組分；將四丙氧基硅烷100克、四丙氧基硅烷100份和二月桂酸二丁基錫30份的反應(yīng)產(chǎn)物50克加熱混合均勻，即得B組分；取A組分100克、B組分3克混合均勻，室溫硫化后即得本發(fā)明的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料。
實施例四將25℃下粘度為2000mPa·s的α,ω—二羥基聚二甲基硅氧烷2400克、25℃下粘度為10000mPa·s的α,ω—二羥基甲基苯基聚二甲基硅氧烷60克、比表面積150m2/g的氣相二氧化硅500克、小分子量羥基硅油50克、二甲基二甲氧基硅烷20克在真空捏合機中混合，升溫至160℃加熱混煉2小時，真空脫低30分鐘、冷卻后，再加入平均粒徑300μm的氧化鋁1400克混合均勻，經(jīng)三輥機研磨三遍、過濾，即得A組分；將四乙氧基硅烷50克、甲基三甲氧基硅烷50克、二乙酸二丁基錫10克室溫混合均勻，即得B組分；取A組分100克、B組分5克混合均勻，室溫硫化后即得本發(fā)明的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料。
實施例五將25℃下粘度為30000mPa·s的α,ω—二羥基聚二甲基硅氧烷2000克、比表面積200m2/g、經(jīng)表面疏水處理的沉淀二氧化硅600克、六甲基二硅氮烷120克在真空捏合機中混合，升溫至130℃加熱混煉5小時，真空脫低2小時、冷卻后，再加入25℃下粘度為1000mPa·s的三甲基封端的聚二甲基硅氧烷900克、平均粒徑50μm的碳酸鈣1600克混合均勻，經(jīng)三輥機研磨三遍、過濾，即得A組分；將二丁基氧化錫20克、乙酰乙酸乙酯26克、四乙氧基硅烷250克加熱混合均勻，即得B組分；取A組分100克、B組分3克混合均勻，室溫硫化后即得本發(fā)明的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料。
實施例六將25℃下粘度為1000mPa·s的α,ω－二羥基聚二甲基硅氧烷1200克、比表面積350m2/g、經(jīng)表面疏水處理的氣相二氧化硅500克在真空捏合機中混合，升溫至150℃加熱混煉3小時，冷卻后再加入25℃下粘度為5000mPa·s的α,ω—二羥基聚二甲基硅氧烷800克混合均勻，經(jīng)三輥機研磨三遍、過濾，即得A組分；將四乙氧基硅烷100克、二乙酸二丁基錫20克室溫混合均勻，即得B組分；取A組分100克、B組分2克混合均勻，室溫硫化后即得本發(fā)明的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料。
將六個實施例制得的絕緣材料充分硫化制成試片，其性能測試結(jié)果如下表所示
權(quán)利要求
1．一種高壓電器外用有機硅絕緣材料，其特征在于，它是由A、B兩個組分按照100∶1～100∶5的質(zhì)量配比混合均勻，室溫硫化而成；其中，A組分是將100份α,ω—二羥基聚二有機基硅氧烷、20～50份補強填料、0～20份結(jié)構(gòu)化控制劑在真空捏合機中混合，升溫至130～160℃加熱混煉2～6小時，經(jīng)真空脫低0～2小時、冷卻后，移至行星式攪拌器或仍在真空捏合機中加入0～50份三有機硅基封端的聚二有機基硅氧烷、0～80份增量填料和0～2份顏料，混合均勻，經(jīng)三輥機研磨、過濾而成；B組分是將100份交聯(lián)劑和1～50份有機錫催化劑室溫或加熱混合均勻而成。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料，其特征在于，可以將A組分中100份α,ω—二羥基聚二有機基硅氧烷中的0～50份在A組分混合物真空脫低、冷卻后加入。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料，其特征在于，所述α,ω—二羥基聚二有機基硅氧烷具有如下分子式 式中n=0～100，m=100～1100，R、R’可以是甲基、乙基、丙基、苯基，如α,ω—二羥基聚二甲基硅氧烷、α,ω—二羥基聚甲基苯基硅氧烷等，可以是單一物，也可以是它們的混合物。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料，其特征在于，所述補強填料的比表面積為150～350m2/g，可以是氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅或經(jīng)表面疏水處理的氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)化控制劑可以是小分子量羥基硅油、六甲基二硅氮烷、二甲基二甲氧基硅烷以及它們的混合物。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料，其特征在于，所述三有機基硅基封端的聚二有機硅氧烷具有如下分子式 式中n=0～30，m=10～100，R、R’可以是甲基、乙基、丙基、苯基，如三甲硅基封端的聚二甲基硅氧烷、三甲硅基封端的聚甲基苯基硅氧烷。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料，其特征在于，所述增量填料的粒徑為0.5～300μm，可以是碳酸鈣、硅藻土、石英粉、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、硅酸鋁。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料，其特征在于，所述顏料可以是氧化鐵、氧化鉻、氧化鈦。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料，其特征在于，所述交聯(lián)劑的分子式為RnSi(OR’)4-n’式中n=0～1，R、R’可以是甲基、乙基、丙基等，如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷等，可以是單一物，也可以是它們的混合物，還可以是它們的部分水解產(chǎn)物。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓電器外用有機硅絕緣材料，其特征在于，所述有機錫催化劑可以是二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、辛酸亞錫、二丁基氧化錫與乙酰乙酸乙酯的絡(luò)合物。
全文摘要
本發(fā)明是一種高壓電器外用有機硅絕緣材料及其制備方法,它是將由α,ω－二羥基聚二有機基硅氧烷、補強填料、結(jié)構(gòu)化控制劑、三有機硅基封端的聚二有機基硅氧烷、增量填料、顏料混合而成的A組分以及由交聯(lián)劑和有機錫催化劑混合而成的B組分,按照100:1～100:5的質(zhì)量配比混合,室溫硫化即得。本發(fā)明成功克服了現(xiàn)有縮合型雙組分室溫硫化硅橡膠無法應(yīng)用于高壓電器產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)難題,其制備的有機硅絕緣材料無須二次加熱深度硫化,可以替代環(huán)氧樹脂。
文檔編號C08L83/04GK1297232SQ00130869
公開日2001年5月30日 申請日期2000年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月20日
發(fā)明者張利萍 申請人:廣州市天賜有機硅制品有限公司