一种优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数的确定方法技术

本发明专利技术公开了一种优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数的确定方法，包括以下步骤：S1、将硅橡胶原料、硅烷偶联剂及硫化剂加入硫化机；S2、按照正交试验方法，调节包括时间、压力、温度在内的硫化参数，对硫化机内的料进行硫化，得到不同硫化参数下的硅橡胶样片；S3、测量不同硫化参数下得到的HTV绝缘材料的机电性能；S4、综合对比不同硫化参数下得到的HTV绝缘材料的机电性能，以确定优异机电特性的HTV绝缘材料硫化参数。该方法可以有效综合判断HTV绝缘材料机电性能最优的硫化参数，比较直观，而且操作简单，判断结果准确、可靠。

A method for determining the vulcanization parameters of an excellent electromechanical performance HTV insulating material

The invention discloses a method for determining vulcanization parameters of HTV insulating materials with excellent mechanical and electrical properties, including the following steps: S1, adding silicone rubber raw materials, silane coupling agent and vulcanizing agent into the vulcanizing machine; S2, according to the orthogonal test method, adjusting vulcanization parameters including time, pressure and temperature to carry out the vulcanization of materials in the vulcanizing machine. The silicone rubber samples with different vulcanization parameters were obtained; the mechanical and electrical properties of HTV insulating materials with different vulcanization parameters were measured in S3; and the mechanical and electrical properties of HTV insulating materials with different vulcanization parameters were compared comprehensively in S4 to determine the vulcanization parameters of HTV insulating materials with excellent mechanical and electrical properties. This method can effectively synthetically judge the optimum vulcanization parameters of HTV insulation material, which is intuitive, simple to operate, accurate and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数的确定方法
本专利技术涉及高电压外绝缘领域，尤其是提出了一种优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数的确定方法，以确定具有优异机电性能HTV绝缘材料的硫化参数。
技术介绍
复合绝缘子作为输电系统中广泛使用的器件之一，起着电气绝缘和机械支撑的重要作用，其运行状况的好坏直接关系到输电系统的稳定与安全。目前电力系统中已有800多万复合绝缘子带电运行，占绝缘子使用总量的55％。现运行的复合绝缘子多为高温硫化硅橡胶(HTV)绝缘子,其伞裙和护套材料为高温硫化硅橡胶。该材料具有重量轻、机械强度高、极好的耐湿闪和污闪性能等特点。HTV硅橡胶是以甲基乙烯基硅氧烷为生胶，添加补强剂(白炭黑等)、阻燃剂(氢氧化铝等)和着色剂等添加剂，以过氧化物为交联剂，经过高温硫化，交联形成的。未交联的甲基乙烯基硅氧烷十分柔软，分子链间作用小，力学性较差。通过高温硫化，过氧化物交联剂受热分解产生活性很大的自由基，自由基进攻乙烯基的不饱和双键，引起链锁反应，生成交联，形成了三维网状结构，赋予了HTV硅橡胶机电性能。高温硫化过程对HTV的成型及最终性能具有很大的影响。在工业生产中，高温硫化过程中主要控制三个参数：温度，时间，压强。如何制定硫化参数是硫化工艺中的重要
技术实现思路
。目前生产厂家中温度主要控制在160度至180度之间，硫化时间10min至20min不等，压强为8MPa至10MPa之间浮动。目前国内外关于硫化参数对HTV绝缘材料的机电性能的研究较为缺乏，并不明确在何种硫化条件下HTV绝缘材料可以达到机电性能最优。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数的确定方法，以确定具有优异机电性能HTV绝缘材料的硫化参数。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数的确定方法，包括以下步骤：S1、将硅橡胶原料、硅烷偶联剂及硫化剂加入硫化机；S2、按照正交试验方法，调节包括时间、压力、温度在内的硫化参数，对硫化机内的料进行硫化，得到不同硫化参数下的硅橡胶样片；S3、测量不同硫化参数下得到的HTV绝缘材料的机电性能；S4、综合对比不同硫化参数下得到的HTV绝缘材料的机电性能，以确定优异机电特性的HTV绝缘材料硫化参数。进一步地：所述硅橡胶原料为适量的甲基乙烯基硅橡胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、色母料、羟基硅油、甲基硅油放入密炼机内密炼得到。所述硅橡胶原料的各成分混合均匀后，加入硅烷偶联剂及硫化剂，静置预定时间以等待小分子物挥发。步骤S4中，对比不同硫化参数下的HTV绝缘材料机械性能，指标包括硅橡胶硬度、拉伸强度、拉伸伸长率、抗撕裂强度，以及，对比不同硫化参数下的HTV绝缘材料电气性能，指标包括体积电阻率、击穿场强、介电常数、介质损耗角正切值。步骤S4中，先对各指标进行正交试验中的极差分析，剔除对指标影响较小的无关因素，再在剩余的因素中筛选出各指标对应的最佳水平。步骤S4中，以拉伸强度、拉伸伸长率、抗撕裂强度、体积电阻率、击穿场强值越高，介电常数和介质损耗角正切值越低为方式，筛选出各指标对应的最佳水平。步骤S4中，确定机电性能优异的原则为：各水平的重复次数越多，则代表该水平下HTV绝缘材料机电性能越为优异，最终确定出具有优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数。确定出具有优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数为温度180度、15min、10MPa。所述HTV绝缘材料为用于绝缘子的绝缘材料。一种优异机电性能HTV绝缘材料硫化工艺，采用的硫化参数包括：硫化温度180度、硫化时间15min、硫化压力10MPa。本专利技术的有益效果有：本专利技术的机电性能优异硅橡胶的硫化参数确定方法，操作简单，适用于大范围的推广使用，并且确定了一种优异机电性能HTV绝缘材料的具体硫化参数。本专利技术的优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数的确定方法，通过设计硫化参数的正交试验，测量不同硫化条件下的HTV绝缘材料的硬度、拉伸强度、拉伸伸长率、抗撕裂强度等机械性能指标，体积电阻率、击穿场强、介电常数、介质损耗角正切值等电气性能指标，并且对各指标进行极差分析，得到对各性能有显著影响的温度、时间、压力因素，进而综合判断HTV绝缘材料机电性能最优的硫化参数。这一方法是比较直观的测试方法，而且操作简单，判断结果准确、可靠。具体实施方式以下对本专利技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。在一种实施例中，一种优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数的确定方法，包括以下步骤：S1、将硅橡胶原料、硅烷偶联剂及硫化剂加入硫化机；S2、按照正交试验方法，调节包括时间、压力、温度在内的硫化参数，对硫化机内的料进行硫化，得到不同硫化参数下的硅橡胶样片；S3、测量不同硫化参数下得到的HTV绝缘材料的机电性能；S4、综合对比不同硫化参数下得到的HTV绝缘材料的机电性能，以确定优异机电特性的HTV绝缘材料硫化参数。在优选实施例中，所述硅橡胶原料为适量的甲基乙烯基硅橡胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、色母料、羟基硅油、甲基硅油放入密炼机内密炼得到。在优选实施例中，所述硅橡胶原料的各成分混合均匀后，加入硅烷偶联剂及硫化剂，静置预定时间以等待小分子物挥发。在优选实施例中，步骤S4中，对比不同硫化参数下的HTV绝缘材料机械性能，指标包括硅橡胶硬度、拉伸强度、拉伸伸长率、抗撕裂强度，以及，对比不同硫化参数下的HTV绝缘材料电气性能，指标包括体积电阻率、击穿场强、介电常数、介质损耗角正切值。在优选实施例中，步骤S4中，先对各指标进行正交试验中的极差分析，剔除对指标影响较小的无关因素，再在剩余的因素中筛选出各指标对应的最佳水平。在优选实施例中，步骤S4中，以拉伸强度、拉伸伸长率、抗撕裂强度、体积电阻率、击穿场强值越高，介电常数和介质损耗角正切值越低为方式，筛选出各指标对应的最佳水平,例如，最佳的温度值、时间值、压力值组合。在优选实施例中，步骤S4中，确定机电性能优异的原则为：各水平的重复次数越多，则代表该水平下HTV绝缘材料机电性能越为优异，最终确定出具有优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数。例如，筛选出来的各指标所对应的最佳水平有7个温度、时间、压力组合。从这7个组合中，根据温度值、时间值、压力值的重复次数，得出综合最优硫化参数组合。在一个特别优选的实施例中，确定出具有优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数为温度180度、15min、10MPa。在优选实施例中，所述HTV绝缘材料为用于绝缘子的绝缘材料。在另一种实施例中，一种优异机电性能HTV绝缘材料硫化工艺，采用的硫化参数包括：硫化温度180度、硫化时间15min、硫化压力10MPa。在一种具体实施例中，一种优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数的确定方法，包括下列步骤：(1)将一定量的甲基乙烯基硅橡胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、红色色母料、羟基硅油、甲基硅油放入密炼机内密炼；(2)待其混合均匀后，取出。取一定质量的胶料，在开炼机上加入硅烷偶联剂及硫化剂。静置24h，等待小分子物挥发；(3)设计正交试验，调节一定时间、压力、温度，在硫化机内硫化各胶料，得到不同硫化参数下的硅橡胶样片；(4)对比不同硫化参数下的硅橡胶硬度、拉伸强度、拉伸伸长率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数的确定方法，其特征在于,包括以下步骤：S1、将硅橡胶原料、硅烷偶联剂及硫化剂加入硫化机；S2、按照正交试验方法，调节包括时间、压力、温度在内的硫化参数，对硫化机内的料进行硫化，得到不同硫化参数下的硅橡胶样片；S3、测量不同硫化参数下得到的HTV绝缘材料的机电性能；S4、综合对比不同硫化参数下得到的HTV绝缘材料的机电性能，以确定优异机电特性的HTV绝缘材料硫化参数。

【技术特征摘要】
1.一种优异机电性能HTV绝缘材料硫化参数的确定方法，其特征在于,包括以下步骤：S1、将硅橡胶原料、硅烷偶联剂及硫化剂加入硫化机；S2、按照正交试验方法，调节包括时间、压力、温度在内的硫化参数，对硫化机内的料进行硫化，得到不同硫化参数下的硅橡胶样片；S3、测量不同硫化参数下得到的HTV绝缘材料的机电性能；S4、综合对比不同硫化参数下得到的HTV绝缘材料的机电性能，以确定优异机电特性的HTV绝缘材料硫化参数。2.如权利要求1所述的硫化参数的确定方法，其特征在于,所述硅橡胶原料为适量的甲基乙烯基硅橡胶、氢氧化铝、气相法白炭黑、色母料、羟基硅油、甲基硅油放入密炼机内密炼得到。3.如权利要求2所述的硫化参数的确定方法，其特征在于,所述硅橡胶原料的各成分混合均匀后，加入硅烷偶联剂及硫化剂，静置预定时间以等待小分子物挥发。4.如权利要求1至3任一项所述的硫化参数的确定方法，其特征在于,步骤S4中，对比不同硫化参数下的HTV绝缘材料机械性能，指标包括硅橡胶硬度、拉伸强度、拉伸伸长率、抗撕裂强度，以及，对比不同硫化参数下的HTV绝缘材料电气性能，指标包括体积电阻率、击穿场强、介电常数、介质损耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：王黎明，林荧，刘育豪，高思明，沈一迪，万小东，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司武汉分院，国网湖北省电力有限公司，清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：湖北,42