一种变压器用绝缘护罩及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种变压器用绝缘护罩及其制备方法，原料包括：改性甲基乙烯基硅橡胶、碳酸钙晶须、气相白炭黑、短切纤维、偶联剂、RD型防老剂和4720型抗氧剂。同时，本发明专利技术还公开了用上述原材料制备绝缘护罩的方法，包括甲基乙烯基硅橡胶的改性、填料的预处理、混料、混炼和模压成型等工序。本发明专利技术制备的绝缘护罩具有良好的机械强度和耐高低温性能，最低脆化温度可达到‑85℃，此外，产品的耐老化性能良好，在经过同样的热空气老化试验后，拉伸强度、断裂伸长率的变化率均小于现有技术中提供的产品；且生产成本低廉。

An insulating shield for transformer and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种变压器用绝缘护罩及其制备方法
本专利技术属于高压输电线路变压器制造领域，特别涉及一种变压器接头处的绝缘护罩。
技术介绍
变压器接头处的护罩具体可分为：接线端子防护罩、抱杆出线防护罩、低压水平出线护罩、低压线夹护罩、穿墙护罩、跌落开关护罩、避雷器护罩、隔离开关护罩、计量箱护罩、高压佛手加长线夹护罩、低压佛手护罩、跌落开关护罩、高压出线护罩和接线柱护罩等，由于变压器大多放置在露天环境，所以接头处一般裸露在外。但是，在冬季环境温度过低而变压器上温度较高时，经常会出现鼠、鸟、蛇等小动物栖息降落取暖，当小动物栖息降落在接头处时就会造成电力线路短路跳闸，造成大面积意外停电从而产生不可估量的经济损失。因此，变压器绝缘护罩按照国家有关部门的要求，已逐渐成为变压器设施的标准配置，越来越多的变压器安装了绝缘护罩，由三色绝缘护罩点缀的变压器不仅为生命财产安全保驾护航，同时也提供了安全警示作用。国内有越来越多的生产厂家依据变压器的型号、适用场所和安全性要求等研制配套的绝缘护套。目前行业内对变压器用绝缘护罩的一般要求为：产品设计合理，安装方便；扣接结构便于检修时拆装重复使用；高柔韧性、高撕裂强度，永不变型，产品寿命可达50年；绝缘强度≥35KV/mm，绝缘电阻≥1000Ω；阻燃性LOI≥35％；产品耐高低温，可在-60℃～380℃范围内使用。中国专利CN201510391983.0公开了一种耐热导热绝缘护罩申请号，所述绝缘护套用橡胶材料制成，原料按重量份包括：硅橡胶40-60份，聚四氟乙烯20-40份，乙烯-醋酸乙烯共聚物20-40份，改性氮化铝50-70份，气相二氧化硅20-40份，硅烷偶联氢氧化镁20-30份，三聚氰胺磷酸酯1-3份，微胶囊化红磷7-9份，环氧脂肪酸甲酯8-12份，环氧大豆油20-40份，过氧化二异丙苯0.5-3份，促进剂TMTD0.5-1.5份，二月桂酸二丁基锡0.5-1份，Ca/Zn复合稳定剂5-6份，硬脂酸镁2-4份，IPPD型防老剂0.2-0.4份，RD型防老剂0.6-1份，聚乙烯蜡2-4份，经过密炼和模压成型后制备的绝缘护套具有绝缘性能高、耐腐蚀、机械强度高等优点。中国专利CN201611007402.X公开了一种变压器用耐低温绝缘防护套及其制备方法，绝缘护套由以下重量份的原料制成：硫化硅橡胶20～40、三元乙丙橡胶30～50、FEVE氟碳树脂15～23、超细氧化铁粉2～7、硫化脂肪酸钠1～3、硬脂酸2～4、三氧化二锑2～5、聚酯蜡4～8、氟金云母12～16、邻苯二甲酸二丁酯8～14、环氧大豆油5～10、硫磷丁辛醇锌盐6～9、纳米硅藻土10～14、复合填料11～15、绥尔油酰胺～2～3、炭黑N550～4～8、助交联剂TAIC～1～2、RD型防老剂1～2、4720型抗氧剂1～2，经过混炼和模压成型后制成的绝缘护罩具有优异的绝缘性能和机械性能，同时脆化温度低可低至-70℃，能够满足北方严寒地区施工要求，但是据测算，完成混合的每千克原料的成本约为33元，该产品总体成本较高。现有技术公开的绝缘护套所需基材均为硅橡胶且添加了较多种类的助剂辅助全部原材料的粘结和产品性能的改善，但是，随着绝缘护套的应用市场不断扩大，产品不仅需要保证机械强度、耐高低温性能、绝缘性、耐老化性和热稳定性等性能要求，还需要兼顾成本低廉、性价比较优、批量生产较便捷等市场化要求。
技术实现思路
本专利技术涉及一种适用于变压器接头处的绝缘护罩及其制备方法，重点涉及高分子材料的选取、预处理与成型工艺等内容，最终制备出的绝缘护罩具有良好的机械强度和耐高低温性能，且耐老化性能优良、生产成本低廉，并给出具体产品的测试结果。本专利技术所述变压器用绝缘护套包括如下以重量份计算的组分：改性甲基乙烯基硅橡胶40～45份，填料：碳酸钙晶须22～30份、气相白炭黑10份、短切纤维5～10份、偶联剂8～12份、RD型防老剂1～2份、4720型抗氧剂1～2份、纳米氧化锡0.5～1份、苯甲酸异丁酯2～4份；所述纳米氧化锡的平均粒径为50nm。制备方法具体包括以下工序：(1)甲基乙烯基硅橡胶的改性：改性甲基乙烯基硅橡胶包括如下以重量份计算的组分：甲基乙烯基硅橡胶20～30份、丁苯橡胶12～15份、丁腈橡胶5～8份、高苯乙烯橡胶8～10份、二甲基硅油1～2份、硫化剂1～2份和硫化促进剂2～3份。甲基乙烯基硅橡胶的改性包括以下步骤：a：按组成原料的重量份称量甲基乙烯基硅橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、高苯乙烯橡胶和二甲基硅油，在气动型高速固体搅拌机中搅拌反应2-3h，搅拌温度控制在120-130℃之间；b：在步骤(a)的混合料中按重量份加入硫化剂和硫化促进剂，加入气动型高速固体搅拌机搅拌反应0.5～1h，设置温度120℃，出料后即得改性甲基乙烯基硅橡胶。(2)填料的预处理：称取碳酸钙晶须22～30份、气相白炭黑10份、短切纤维5～10份，以及偶联剂8～12份加入搅拌烘干机搅拌、烘干，设置混料条件为室温常压下搅拌10min，出料即得高分子混合料；(3)混料：将改性甲基乙烯基硅橡胶、预处理后的填料以及RD型防老剂1～2份、4720型抗氧剂1～2份、纳米氧化锡0.5～1份、苯甲酸异丁酯2～4份全部加入气动型高速固体搅拌机，设置混料条件为室温常压、主轴转速370～740r/min、搅拌时间10min，出料，制得高分子混合料；(4)混炼：将第(3)步骤制成的高分子混合料逐份加入开炼机混炼，设置转速为15r/min，辊距为3mm，反复混炼2～3遍后制得高分子硅橡胶混炼薄片；(5)模压成型：将高分子硅橡胶混炼薄片置于热压机的模具内，设置模压时间10～20min、压力7.0MPa、温度170℃。优选地，硫化剂选用对叔丁基苯酚甲醛树脂、对叔辛基苯酚甲醛树脂中的一种；优选地，硫化促进剂选用硬脂酸钴、异辛酸钴或癸酸钴中的一种；优选地，短切纤维为氧化钠含量为8％～12％的钠钙硅酸盐玻璃纤维丝，单丝定长为3mm～6mm，单丝直径9～13μm；优选地，偶联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的一种或两种的混合物。更优选地，所述偶联剂为甲基三丁酮肟基硅烷和3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的混合物，所述甲基三丁酮肟基硅烷和3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的质量比3：1。本专利技术的优点在于，(1)通过将甲基乙烯基硅橡胶与丁苯橡胶、高苯乙烯橡胶和丁腈橡胶混合，制备改性甲基乙烯基硅橡胶作为变压器绝缘护罩的基体材料，保证了产品具有良好的耐高低温性能和优异的机械强度，最低脆化温度可达到-85℃；而且产品的耐老化性能良好，在经过同样的热空气老化试验后，拉伸强度、断裂伸长率的变化率均小于现有技术中提供的产品；此外，本专利技术提供产品的原材料成本远低于现有技术；(2)改性甲级乙烯基硅橡胶采用丁腈橡胶作为相容剂，较好的解决了甲基乙烯基硅橡胶与丁苯橡胶、高苯乙烯橡胶混合中存在的界面问题，虽然采用丁腈橡胶作为相容剂会对基体的流动性产生影响，但是本专利技术采用模压成型工艺，因此并不影响最终产品性能；(3)碳酸钙晶须、气相白炭黑和短切纤维在加入到改性硅橡胶基体之前，先采用偶联剂对其改性，保证绝缘保护罩产品各组分具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器用绝缘护罩，其特征在于，包括如下以重量份计算的组分：

【技术特征摘要】
1.一种变压器用绝缘护罩，其特征在于，包括如下以重量份计算的组分：所述纳米氧化锡的平均粒径为50nm；所述变压器用绝缘护罩的制备方法，具体包括以下工序：(1)甲基乙烯基硅橡胶的改性：改性甲基乙烯基硅橡胶包括如下以重量份计算的组分：甲基乙烯基硅橡胶20～30份、丁苯橡胶12～15份、丁腈橡胶5～8份、高苯乙烯橡胶8～10份、二甲基硅油1～2份、硫化剂1～2份和硫化促进剂2～3份；甲基乙烯基硅橡胶的改性包括以下步骤：a：按组成原料的重量份称量甲基乙烯基硅橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、高苯乙烯橡胶和二甲基硅油，在气动型高速固体搅拌机中搅拌反应2-3h，搅拌温度控制在120-130℃之间；b：在步骤(a)的混合料中按重量份加入硫化剂和硫化促进剂，加入气动型高速固体搅拌机搅拌反应0.5～1h，设置温度120℃，出料后即得改性甲基乙烯基硅橡胶；(2)填料的预处理：称取碳酸钙晶须22～30份、气相白炭黑10份、短切纤维5～10份，以及偶联剂8～12份加入搅拌烘干机搅拌、烘干，设置温度为80℃～120℃、时间30min，出料，制得预处理后的填料；(3)混料：将改性甲基乙烯基硅橡胶、预处理后的填料以及RD型防老剂1～2份、4720型抗氧剂1～2份、纳米氧化锡0.5～1份、苯甲酸异丁酯2～4份全部加入气动型高速固体搅拌机，设置混料条件为室温常压...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛振安，王晓庆，张永祯，吴华，
申请(专利权)人：汤姆森电气有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏,64