一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙及其制备方法，涉及硅橡胶材料技术领域。本发明专利技术公开的特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙，其硅橡胶伞裙是由以下重量份数的原料组成：甲基乙烯基苯基硅橡胶生胶100份、Mg‑SiC复合物40‑80份、改性硅藻土50‑70份、硅烷偶联剂1.5‑4份、羟基硅油3‑5份、环状三硅氨烷4‑7份、纳米ZnO 5‑8份、钛白粉2‑5份、分散剂1.5‑3份和硫化剂1‑3份，本发明专利技术还公开了特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙的制备方法。本发明专利技术提供硅橡胶伞裙具有优异的电气绝缘性、阻燃性、憎水性能、耐高低温性能以及力学强度，并且提高了硅橡胶伞裙的耐污闪性和耐老化性能，不易损坏，延长了复合绝缘子的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙及其制备方法
本专利技术属于硅橡胶材料
，尤其涉及一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙及其制备方法。
技术介绍
复合绝缘子又称聚合物绝缘子，主要由硅橡胶伞裙护套、玻璃钢芯棒及端部金具三部分组成，与传统的陶瓷绝缘子和玻璃绝缘子相比，具有极强的憎水性以及憎水迁移性、重量轻便于运输安装、强度高机械性能好同时在运行维护过程中具有极强的便利性，因此，在我国电力领域得到了广泛的应用。复合绝缘子的伞套及芯棒材料由有机材料制成，其分子间键合力比瓷和玻璃等无机材料弱，在电晕放电、紫外线辐射、潮气、温度变化以及污秽等因素的作用下会发生老化。经过一段时间的老化，复合绝缘子的绝缘性能、机械性能、憎水性能以及防污闪性能逐渐下降，并开始出现闪络、断裂、异常发热等事故，严重威胁电网安全稳定运行。目前应用较广的硅橡胶伞裙一般是由甲基乙烯基硅橡胶生胶、氢氧化铝和气相法白炭黑三种主要组分，再配以结构控制剂、着色剂等，通过高温硫化交联后制得的特殊网状结构的有机材料，赋予复合绝缘子优良的电气绝缘性、机械性能和耐候性。由于硅橡胶伞裙长年在紫外辐射的作用下，硅碳键、碳氢键会断裂形成自由基，生成的自由基团结合生成的小分子低聚物挥发，大分子聚合物相互交联，使硅橡胶的交联密度增加，材料变硬，拉伸强度降低；硅橡胶伞裙长年在高湿或雨水环境下，在绝缘子表面形成了酸性水溶液环境，氢离子进攻硅橡胶主链的硅氧键使其断键，而断键后的基团不能重新组合，因在酸性条件下生成了羟基末端的小分子，另硅橡胶中的无机填料氢氧化铝可与酸性物质反应，促进硅橡胶的水解；同时，硅橡胶分子中含有端羟基，在高压有大电流通过下，端羟基引发硅橡胶分子主链解扣式降解反应，也会分解出小分子聚硅氧烷，导致绝缘子表面憎水性丧失，使绝缘子表面出现电蚀损和漏电起痕，从而致使硅橡胶伞裙抗老化性能差，使用寿命短。中国专利技术专利CN201510125814.2公开了一种复合绝缘子用耐高压电蚀的硅橡胶组合物及其制备方法，其通过添加导热金属氧化物纳米颗粒，提高了复合绝缘子用硅橡胶组合物的耐电蚀等级，并保留了良好的力学性能，但是其憎水性能较差，耐污闪性能一般，导致该绝缘子的抗老化性能一般，使用寿命短。中国专利技术专利CN201510066190.1公开了一种耐老化瓷复合绝缘子用氟硅橡胶及其应用，其是由氟橡胶生胶、硅橡胶混炼胶、氢氧化铝粉、气相法白炭黑、双二五硫磺剂、聚四氟乙烯粉等原料制备而成，具有优异的抗撕裂强度以及耐老化性能，但是该复合绝缘子原料中含氟，对环境影响较大，且该绝缘子的耐高压耐电蚀性能、抗击穿性等电气性能等一般，该原料中含有氢氧化铝，使该复合绝缘子在使用一段时间后，其憎水性和耐污闪性能变差，已不能满足日益发展的电力行业的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙，该硅橡胶伞裙具有优异的电气绝缘性、阻燃性、憎水性能、耐高低温性能以及力学强度，并且提高了硅橡胶伞裙的耐污闪性和耐老化性能，不易损坏，延长了复合绝缘子的使用寿命。为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙，所述硅橡胶伞裙是由以下重量份数的原料组成：甲基乙烯基苯基硅橡胶生胶100份、Mg-SiC复合物40-80份、改性硅藻土50-70份、硅烷偶联剂1.5-4份、羟基硅油3-5份、环状三硅氨烷4-7份、纳米ZnO5-8份、钛白粉2-5份、分散剂1.5-3份和硫化剂1-3份。进一步的，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶生胶是由低苯基硅橡胶和高苯基硅橡胶组成，所述低苯基硅橡胶与所述高苯基硅橡胶的质量比为(2.8-3.5)：1。进一步的，所述低苯基硅橡胶的苯基含量为6-10％，乙烯基含量为0.18-0.26％。进一步的，所述高苯基硅橡胶的苯基含量为36-45％，乙烯基含量为0.09-0.18％。进一步的，所述Mg-SiC复合物是由Mg(OH)2和SiC复合而成。进一步的，所述Mg-SiC复合物的制备方法具体包括以下步骤：将碳化硅粉末浸渍在2mol/L的NaOH溶液中，在60-80℃下浸渍3-5h，过滤，然后加入二硬脂酰氧异丙基铝酸酯(SG-AI821)在此温度下搅拌0.5-1h，干燥得表面改性的碳化硅；将氢氧化镁和表面改性的碳化硅混合，在温度90-110℃下反应4-7h，制得Mg-SiC复合物；所述二硬脂酰氧异丙基铝酸酯的质量为所述氮化硅粉末的12.5-18.6％；所述氢氧化镁和所述表面改性的碳化硅的质量比为(4.8-8):1。进一步的，所述改性硅藻土的粒径为0.5μm-80μm，所述改性硅藻土的制备方法为：将硅藻土和无水乙醇均匀混合，调节PH值至6-7，在50-70℃下搅拌1-2h，冷却，过滤，用去离子水洗涤至少3次，然后放入球磨机中，再往球磨机中加入乙烯基三甲氧基硅烷，湿磨，烘干后，再放入球磨机中球磨，制得所需粒径的改性硅藻土；所述硅藻土与所述乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1：(0.05-0.08)；所述硅藻土与所述无水乙醇的质量比为1：(2-4)。进一步的，所述分散剂为HPMA和硬脂酸锌的复配物，所述HPMA和硬脂酸锌的质量比为3:1。进一步的，所述硫化剂为苯酚甲醛树脂。一种如上述所述的特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙的制备方法，具体包括以下步骤：(1)将甲基乙烯基苯基硅橡胶生胶、Mg-SiC复合物和羟基硅油置于捏合机中，于80-120℃下混炼0.5-1h，然后将改性硅藻土、环状三硅氨烷、纳米ZnO、钛白粉、分散剂和硅烷偶联剂投入捏合机中，抽真空进行真空捏合，真空度为0.05-0.26MPa，温度为120-160℃，混炼2-3h，得到混炼胶；(2)将混炼胶在开炼机上包辊，加入硫化剂，薄通，出片，然后将片料置于平板硫化机上硫化成型，于160-180℃，10-12MPa压力下，硫化10-12min，得硅橡胶材料；(3)将上述硅橡胶材料与涂覆有粘结剂的芯棒放入硫化机模具中在180-200℃，压力为15MPa下，高温成型15-20min，制得所需的特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙。本专利技术取得了以下有益效果：1、本专利技术采用甲基苯基乙烯基硅橡胶生胶作为基体，其是由低苯基硅橡胶和高苯基硅橡胶复合组成，本专利技术中甲基苯基乙烯基硅橡胶结构中的苯基侧基结构，抑制了Si-O的重排，阻碍了成环降解反应，从而降低硅橡胶伞裙的热降解速度，提高了本专利技术的热稳定性能；苯基的存在，抑制了侧基的氧化，同时，苯基在硅氧链上形成位阻，使主链较难降解，从而进一步提高了本专利技术的热稳定性，提高了耐老化性能；本专利技术采用低苯基硅橡胶和高苯基硅橡胶进行优化配比，使制得的硅橡胶伞裙具有优异的成型加工性，可在-100℃～150℃下正常使用，在-100℃下仍具有良好的柔韧性，并且还具有优异的力学性能、耐辐射性能、耐高压、耐电蚀性能和耐电击穿性能。2、本专利技术的Mg-SiC复合物是由Mg(OH)2和SiC复合而成，其是用二硬脂酰氧异丙基铝酸酯对SiC进行表面活性改造，再与Mg(OH)2反应制得的，该Mg-SiC复合物兼具Mg(OH)2和SiC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙，其特征在于，所述硅橡胶伞裙是由以下重量份数的原料组成：甲基乙烯基苯基硅橡胶生胶100份、Mg-SiC复合物40-80份、改性硅藻土50-70份、硅烷偶联剂1.5-4份、羟基硅油3-5份、环状三硅氨烷4-7份、纳米ZnO 5-8份、钛白粉2-5份、分散剂1.5-3份和硫化剂1-3份。/n

【技术特征摘要】
1.一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙，其特征在于，所述硅橡胶伞裙是由以下重量份数的原料组成：甲基乙烯基苯基硅橡胶生胶100份、Mg-SiC复合物40-80份、改性硅藻土50-70份、硅烷偶联剂1.5-4份、羟基硅油3-5份、环状三硅氨烷4-7份、纳米ZnO5-8份、钛白粉2-5份、分散剂1.5-3份和硫化剂1-3份。


2.根据权利要求1所述的一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙，其特征在于，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶生胶是由低苯基硅橡胶和高苯基硅橡胶组成，所述低苯基硅橡胶与所述高苯基硅橡胶的质量比为(2.8-3.5)：1。


3.根据权利要求2所述的一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙，其特征在于，所述低苯基硅橡胶的苯基含量为6-10％，乙烯基含量为0.18-0.26％。


4.根据权利要求2所述的一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙，其特征在于，所述高苯基硅橡胶的苯基含量为36-45％，乙烯基含量为0.09-0.18％。


5.根据权利要求1所述的一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙，其特征在于，所述Mg-SiC复合物是由Mg(OH)2和SiC复合而成。


6.根据权利要求5所述的一种特高压复合绝缘子用硅橡胶伞裙，其特征在于，所述Mg-SiC复合物的制备方法具体包括以下步骤：将碳化硅粉末浸渍在2mol/L的NaOH溶液中，在60-80℃下浸渍3-5h，过滤，然后加入二硬脂酰氧异丙基铝酸酯在此温度下搅拌0.5-1h，干燥得表面改性的碳化硅；将氢氧化镁和表面改性的碳化硅混合，在温度90-110℃下反应4-7h，制得Mg-SiC复合物；所述二硬脂酰氧异丙基铝酸酯的质量为所述氮化硅粉末的12.5-18.6％；所述氢氧化镁和所述表面改性的碳化硅的质量比为(4.8-8):1。
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【专利技术属性】
技术研发人员：易鹏，
申请(专利权)人：醴陵市东方电瓷电器有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43