一種復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料及其制備方法，本發(fā)明主要應(yīng)用 在復(fù)合絕緣子上，屬于橡膠復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 復(fù)合絕緣子由玻纖復(fù)合材料芯棒和硅橡膠傘裙構(gòu)成。與傳統(tǒng)的瓷質(zhì)絕緣子相比， 復(fù)合絕緣子具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐污閃能力強(qiáng)、無(wú)零值、制造工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu) 點(diǎn)，近年來(lái)在我國(guó)發(fā)展十分迅猛。硅橡膠傘套在復(fù)合絕緣子芯棒的外部起到承受高壓電場(chǎng) 及保護(hù)芯棒的作用，因此對(duì)硅橡膠的性能要求是要絕緣、耐高低溫、耐電痕化、耐電弧、耐候 及具有適宜的物理機(jī)械性能。硅橡膠相對(duì)于陶瓷和乙丙橡膠材料，其電氣絕緣性能、耐高低 溫性能、耐候和耐污閃優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于高壓輸變電設(shè)備的復(fù)合絕緣子上。而現(xiàn)在耐漏電起 痕劑存在添加量大，且與硅橡膠相容性差等缺點(diǎn)，嚴(yán)重惡化其加工性能和力學(xué)性能。中國(guó)專(zhuān) 利CN1923899A利用超細(xì)化處理氫氧化鋁，然后用偶聯(lián)劑處理來(lái)降低氫氧化鋁的用量，在提 高耐漏電起痕，但其添加量偏大，影響其機(jī)械性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料及其制備方法，制 成的復(fù)合絕緣子能夠保持其良好的機(jī)械性能，同時(shí)具有高耐電性硅橡膠。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0005] -種復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料，其組成按重量份數(shù)計(jì)為：甲基乙烯基 硅橡生膠，用量100份；氣相法白炭黑，用量15?30份；微米氫氧化鋁，30?40份；納米氫 氧化鋁，10?15份；結(jié)構(gòu)化控制劑，1?2份；硅烷偶聯(lián)劑，1?2份；硫化劑，1?2份。
[0006] 所述的甲基乙烯基硅橡膠生膠的平均分子量為50?70萬(wàn)，乙烯基的摩爾百分比 含量為〇.〇5?0.3%。
[0007] 所述的白炭黑為氣相法白炭黑，其比表面積至少為150?350m2/g，平均粒徑10? 30nm〇
[0008] 所述的微米氫氧化鋁的平均粒徑為1?5微米；所述的納米氫氧化鋁的平均粒徑 在30?100納米。
[0009] 所述的防結(jié)構(gòu)化控制劑為六甲基二硅氮烷、二苯基硅二醇、二甲基二甲氧基硅烷、 ^甲基^乙氧基娃燒。
[0010] 所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH-560、KH-570、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅 烷。
[0011] 所述的硫化劑為DCP、雙二五。
[0012] 所述的復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料的配制方法，其配制步驟：首先將甲 基乙烯基硅橡膠生膠加入捏合機(jī)中，分3?5次加入白炭黑、微納米氫氧化鋁、硅烷偶聯(lián)劑 及適量的結(jié)構(gòu)化控制劑，全部物料加完后在150?170°C及真空度為-0. 07?0.IMPa條件 下捏合1?2小時(shí)，出料；然后放入開(kāi)煉機(jī)中，開(kāi)煉至膠料光滑，得混煉膠。將混煉膠停放 20?25小時(shí)后，在開(kāi)煉機(jī)上包輥，加入硫化劑，薄通3?5次，即可得到所述復(fù)合絕緣子用 的微納米氫氧化鋁/硅橡膠絕緣膠料。
[0013] 本發(fā)明專(zhuān)利采用微米和納米氫氧化鋁耐電痕填料共混，將微-納米的耐電痕填料 以適當(dāng)體積比和合適的工藝與硅橡膠復(fù)合，形成了特殊的界面中間相，即復(fù)合材料的顯微 結(jié)構(gòu)和致密性分別獲得明顯的改善和提高，保持其機(jī)械性能，制備成高耐電痕硅橡膠。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本說(shuō)明做進(jìn)一步描述，下述實(shí)施例并不用限制本發(fā)明的實(shí)施范 圍。
[0015] 實(shí)施例1
[0016] 首先將100份甲基乙烯基硅橡膠生膠（平均分子量為50?70萬(wàn)，乙烯基的摩爾百 分比含量為〇. 05?0. 3% )加入捏合機(jī)中，分4次加入25份白炭黑、30份微米氫氧化鋁、 15份納米氫氧化鋁、1份KH-560硅烷偶聯(lián)劑和1份六甲基二硅氮烷結(jié)構(gòu)化控制劑，全部物 料加完后在160°C及真空（-0. 08MPa)條件下捏合1. 5小時(shí)，出料；然后放入開(kāi)煉機(jī)中，開(kāi)煉 至膠料光滑，得混煉膠。將混煉膠停放24小時(shí)后，將混煉膠在開(kāi)煉機(jī)上包輥，加入1. 5份雙 二五硫化劑，薄通5次，即可得到復(fù)合絕緣子用微納米氫氧化鋁/硅橡膠絕緣膠料。
[0017] 實(shí)施例2
[0018] 首先將100份甲基乙烯基硅橡膠生膠（平均分子量為50?70萬(wàn)，乙烯基的摩爾百 分比含量為〇. 05?0. 3% )加入捏合機(jī)中，分4次加入25份白炭黑、40份微米氫氧化鋁、 10份納米氫氧化鋁、1份KH-560硅烷偶聯(lián)劑和1份六甲基二硅氮烷結(jié)構(gòu)化控制劑，全部物 料加完后在160°C及真空（-0. 08MPa)條件下捏合1. 5小時(shí)，出料；然后放入開(kāi)煉機(jī)中，開(kāi)煉 至膠料光滑，得混煉膠。將混煉膠停放24小時(shí)后，將混煉膠在開(kāi)煉機(jī)上包輥，加入1. 5份雙 二五硫化劑，薄通5次，即可得到復(fù)合絕緣子用微納米氫氧化鋁/硅橡膠絕緣膠料。
[0019] 實(shí)施例3
[0020] 首先將100份甲基乙烯基硅橡膠生膠（平均分子量為50?70萬(wàn)，乙烯基的摩爾百 分比含量為〇. 05?0. 3% )加入捏合機(jī)中，分4次加入25份白炭黑、35份微米氫氧化鋁、 12份納米氫氧化鋁、1份KH-560硅烷偶聯(lián)劑和1份六甲基二硅氮烷結(jié)構(gòu)化控制劑，全部物 料加完后在160°C及真空（-0. 08MPa)條件下捏合1. 5小時(shí)，出料；然后放入開(kāi)煉機(jī)中，開(kāi)煉 至膠料光滑，得混煉膠。將混煉膠停放24小時(shí)后，將混煉膠在開(kāi)煉機(jī)上包輥，加入1. 5份雙 二五硫化劑，薄通5次，即可得到復(fù)合絕緣子用微納米氫氧化鋁/硅橡膠絕緣膠料。
[0021] 實(shí)施例4
[0022] 首先將100份甲基乙烯基硅橡膠生膠（平均分子量為50?70萬(wàn)，乙烯基的摩爾 百分比含量為〇. 05?0. 3% )加入捏合機(jī)中，分4次加入25份白炭黑、35份微米氫氧化 鋁、12份納米氫氧化鋁、1份乙烯基三甲氧基硅烷和1份六甲基二硅氮烷結(jié)構(gòu)化控制劑，全 部物料加完后在160°C及真空（-0. 08MPa)條件下捏合1. 5小時(shí)，出料；然后放入開(kāi)煉機(jī)中， 開(kāi)煉至膠料光滑，得混煉膠。將混煉膠停放24小時(shí)后，將混煉膠在開(kāi)煉機(jī)上包輥，加入1. 5 份DCP硫化劑，薄通5次，即可得到復(fù)合絕緣子用微納米氫氧化鋁/硅橡膠絕緣膠料。
[0023] 實(shí)施例1-4所得到的復(fù)合絕緣子用微納米氫氧化鋁/硅橡膠絕緣膠料進(jìn)行硫化條 件：一段模壓硫化條件：壓力lOMPa，溫度170°C，硫化時(shí)間10分鐘；二段硫化在200°C恒溫 烘箱內(nèi)放置4小時(shí)，進(jìn)行性能檢測(cè)，具體檢測(cè)結(jié)果如表1所示。
[0024] 表1實(shí)施例1-4所得到的復(fù)合絕緣子用絕緣膠料的性能表
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料，其特征在于，其組成按重量份數(shù)計(jì)為： 甲基乙烯基硅橡生膠，用量100份；氣相法白炭黑，用量15?30份；微米氫氧化鋁，30? 40 ;納米氫氧化鋁，10?15 ;結(jié)構(gòu)化控制劑，1?2份；硅烷偶聯(lián)劑，1?2份；硫化劑，1?2 份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料，其特征在于， 所述的甲基乙烯基硅橡膠生膠的平均分子量為50?70萬(wàn)，乙烯基的摩爾百分比含量為 0· 05 ?0· 3%〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料，其特征在于，所 述的白炭黑為氣相法白炭黑，其比表面積至少為150?350m 2/g，平均粒徑10?30nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料，其特征在于，所 述的微米氫氧化鋁的平均粒徑為1?5微米；所述的納米氫氧化鋁的平均粒徑在30?100 納米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料，其特征在于，所 述的結(jié)構(gòu)化控制劑為六甲基二硅氮烷、二苯基硅二醇、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧 基娃燒、低摩爾質(zhì)量的輕基娃油。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料，其特征在于，所 述的硅烷偶聯(lián)劑為KH-560、KH-570、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料，其特征在于，所 述的硫化劑為DCP、雙二五。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7其中之一所述的復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料的配制方 法，其特征在于，其配制步驟：首先將甲基乙烯基硅橡膠生膠加入捏合機(jī)中，分3?5次加 入白炭黑、微納米氫氧化鋁、硅烷偶聯(lián)劑及適量的結(jié)構(gòu)化控制劑，全部物料加完后在150? 170°C及真空條件下捏合1?2小時(shí)，出料；然后放入開(kāi)煉機(jī)中，開(kāi)煉至膠料光滑，得混煉膠。 將混煉膠停放20?25小時(shí)后，在開(kāi)煉機(jī)上包輥，加入硫化劑，薄通3?5次，即可得到所述 復(fù)合絕緣子用的微納米氫氧化鋁/硅橡膠絕緣膠料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料的配制方法，其特征在 于，所述的真空度為-〇. 07?0,1MPa。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合絕緣子用的微納硅橡膠復(fù)合膠料及其制備方法,其原料配方以質(zhì)量份計(jì)如下：硅橡膠生膠100份；氣相法白炭黑15～30份；微米氫氧化鋁30～40份；納米氫氧化鋁10～15份；結(jié)構(gòu)化控制劑1～2份；硅烷偶聯(lián)劑1～26份，將微-納米的耐電痕填料以適當(dāng)體積比和合適的工藝與硅橡膠復(fù)合，形成了特殊的界面中間相，即復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)和致密性分別獲得明顯的改善和提高,降低氫氧化鋁的含量，保持其機(jī)械性能，制備成高耐電痕硅橡膠復(fù)合膠料。
【IPC分類(lèi)】C08K5-5445, C08K3-36, C08K13-02, C08K5-14, C08K3-22, C08J3-24, C08L83-07
【公開(kāi)號(hào)】CN104610754
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510053945
【發(fā)明人】徐學(xué)東, 徐佩
【申請(qǐng)人】安徽埃菲科電氣設(shè)備制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年2月2日