一种用于绝缘材料的高导热阻燃液体硅橡胶、制备方法及用途技术

本发明专利技术公开了一种用于绝缘材料的高导热阻燃液体硅橡胶、制备方法及用途，涉及电工材料技术领域，含有原料：含乙烯基的硅氧烷10～11份、多Si

【技术实现步骤摘要】
一种用于绝缘材料的高导热阻燃液体硅橡胶、制备方法及用途


[0001]本专利技术涉及电工材料
，具体涉及一种用于绝缘材料的高导热阻燃液体硅橡胶、制备方法及用途。

技术介绍

[0002]液体硅橡胶可分为缩合型和加成型液体硅橡胶，电力系统使用的一般指加成型液体硅橡胶，由铂等第八族过渡金属化合物催化含乙烯基的硅氧烷和多Si
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H键硅氧烷的氢硅化加成反应完成，最终形成主体成分为聚二甲基硅氧烷的弹性体。液体硅橡胶作为一种重要的绝缘材料，已经作为互感器的外绝缘护套广泛用于国家电网、南方电网110kV～500kV的变电站中。
[0003]硅橡胶本身可燃，因此需要进行阻燃改性，以扩大其在电力行业的应用。早期用于硅橡胶的阻燃剂主要是含卤素的阻燃剂(如十溴二苯醚、四溴双酚6、二溴苯醚和氯化石蜡等)以及含磷的阻燃剂(如红磷和磷酸酯类等)，而由于含卤素的阻燃剂在改善硅橡胶阻燃性能的同时，燃烧过程中会放出含氯或含溴的刺激性气体，会对环境和人体有害，因此该类阻燃剂被限制使用，并将逐渐淘汰。近年来，也有国内外不少学者采用成瓷填料作为阻燃剂对硅橡胶进行阻燃改性研究，如中国专利CN 103173018 A公开了一种纤维材料涂布用阻燃液体硅橡胶，该专利在基胶添加了15～25％的阻燃剂，阻燃剂选自氢氧化铝、三氧化二锑、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、云母粉中的任意一种或二种以上的混合物；然而当填料添加量过高，虽然能够硅橡胶提高阻燃性能，但同时会损害硅橡胶本身优异的机械性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本专利技术提出一种基于液体硅橡胶注射成型工艺实现片层云母在表面取向排列，利用四针状氧化锌构建三维骨架的策略，制备高导热阻燃液体硅橡胶，同时降低填料添加比例，保证复合材料的机械性能。
[0005]本专利技术的技术解决方案如下：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种用于绝缘材料的高导热阻燃液体硅橡胶，含有以下重量份数的原料：含有以下重量份数的原料：含乙烯基的硅氧烷10～11份、多Si
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H键硅氧烷100～105份、铂催化剂0.002～0.003份、气相法白炭黑10～20份、抑制剂10～30份、四针状氧化锌10～30份和片层云母10～20份。
[0007]本专利技术的一种具体实施方式，含有以下重量份数的原料：含乙烯基的硅氧烷10～10.5份、多Si
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H键硅氧烷100～103份、铂催化剂0.0025～0.003份、气相法白炭黑12～18份、抑制剂10～20份、四针状氧化锌20～30份和片层云母10～20份。
[0008]本专利技术的一种具体实施方式，含有以下重量份数的原料：含乙烯基的硅氧烷10份、多Si
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H键硅氧烷100份、铂催化剂0.003份、气相法白炭黑15份、抑制剂10份、四针状氧化锌
10份和片层云母30份。
[0009]本专利技术的一种具体实施方式，通过超声波的空化作用，将微米云母粉剥离成径厚比较大的片层云母，片层云母的直径d
50
为40～50μm，径厚比大于40:1。
[0010]本专利技术的一种具体实施方式，所述四针状氧化锌单根晶须长度为50～70μm。
[0011]本专利技术第二方面提供了一种用于绝缘材料的高导热阻燃液体硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
[0012]S1、先将微米级绢云母粉分散在无水乙醇中，搅拌均匀后超声分散，然后将云母粉剥离成薄云母片，抽滤、干燥后，获得片层云母；
[0013]S2、将含乙烯基的硅氧烷、多Si
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H键硅氧烷、铂催化剂、气相法白炭黑、抑制剂、四针状氧化锌和片层云母在室温下混合并搅拌，获得液体硅橡胶预聚物复合材料；
[0014]S3、将液体硅橡胶预聚物复合材料注射成型，获得高导热阻燃液体硅橡胶制品。
[0015]本专利技术的一种具体实施方式，步骤S1中，所述绢云母粉的粒径大小为微米级，绢云母微粉与无水乙醇质量比为1:1～20。
[0016]本专利技术的一种具体实施方式，步骤S1中，绢云母粉分散在无水乙醇中，搅拌均匀后超声分散2.5～3.5h，超声功率大于150W，频率为35～45kHz。
[0017]本专利技术的一种具体实施方式，步骤S3中，将液体硅橡胶预聚物复合材料注入注射机器内，注射完成后，在125～135℃下固化25～35分钟，获得高导热阻燃液体硅橡胶制品。
[0018]本专利技术第三方面提供了一种高导热阻燃液体硅橡胶的应用，可以应用绝缘材料，如作为互感器的外绝缘护套。
[0019]本专利技术至少具有以下有益效果之一：
[0020]本专利技术通过采用乙醇对超细绢云母进行超声处理，促使乙醇分子进入层间，与超声波形成的局部震荡共同破坏层间结合力，从而将微米级的云母粉体剥离成较薄的片层。然后通过在液体硅橡胶中添加超细绢云母及四针状氧化锌，并通过将借助液体硅橡胶注射成型工艺，实现片层云母在硅橡胶表面附近取向排列，形成砌砖结构，有助于在电弧燃烧时与基体燃烧产物SiO2产生更加致密的坚硬共晶陶瓷层，阻隔氧气进入；同时四针状氧化锌在内部形成三维骨架网络，三维骨架可以将表面热量分散，防止内层材料进一步碳化，从而提升硅橡胶材料的阻燃和导热性能。相比现有技术，由于填料添加量过高的话会损害硅橡胶本身优异的机械性能，本专利技术同时降低了填料添加比例，从而保证了复合材料的机械性能。本专利技术制得的液体硅橡胶的热扩散系数可达到0.16mm2/s以上，最高可达到2.6mm2/s，拉伸强度可达到5MPa，断裂伸长率在550％以下，具有优异的阻燃和导热性能，同时机械性能符合要求。
具体实施方式
[0021]本专利技术提供一种高导热阻燃液体硅橡胶及其制备方法，一种高导热阻燃液体硅橡胶含有以下重量份数的原料：含乙烯基的硅氧烷10～11份、多Si
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H键硅氧烷100～105份、铂催化剂0.002～0.003份、气相法白炭黑10～20份、抑制剂10～30份、四针状氧化锌10～30份和片层云母10～20份。
[0022]其中，所述片层云母的直径d
50
为40～50μm，径厚比大于40:1。
[0023]其中，所述四针状氧化锌单根晶须长度为50～70μm。
[0024]其制备流程包括如下步骤：
[0025]S1、片层云母的制备
[0026]1.1先将微米级绢云母微粉分散在无水乙醇中，绢云母微粉与无水乙醇质量比为1:1～20，搅拌均匀后超声分散2.5～3.5h，超声功率大于150W，频率为35～45kHz，促使乙醇分子进入层间，与超声波形成的局部震荡共同破坏层间结合力，将微米级的云母粉体剥离成较薄的片层。
[0027]1.2对上述溶液进行抽滤，所得沉淀干燥后即为片层云母。
[0028]S2、液体硅橡胶与填料的混合
[0029]将多Si
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H键硅氧烷、含乙烯基的硅氧烷、铂催化剂、气相法白炭黑、抑制剂、四针状氧化锌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于绝缘材料的高导热阻燃液体硅橡胶，其特征在于，含有以下重量份数的原料：含乙烯基的硅氧烷10～11份、多Si
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H键硅氧烷100～105份、铂催化剂0.002～0.003份、气相法白炭黑10～20份、抑制剂10～30份、四针状氧化锌10～30份和片层云母10～20份。2.根据权利要求1所述的一种用于绝缘材料的高导热阻燃液体硅橡胶，其特征在于，含有以下重量份数的原料：含乙烯基的硅氧烷10～10.5份、多Si
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H键硅氧烷100～103份、铂催化剂0.0025～0.003份、气相法白炭黑12～18份、抑制剂10～20份、四针状氧化锌20～30份和片层云母10～20份。3.根据权利要求1所述的一种用于绝缘材料的高导热阻燃液体硅橡胶，其特征在于，含有以下重量份数的原料：含乙烯基的硅氧烷10份、多Si
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H键硅氧烷100份、铂催化剂0.003份、气相法白炭黑15份、抑制剂10份、四针状氧化锌10份和片层云母30份。4.根据权利要求1所述的一种用于绝缘材料的高导热阻燃液体硅橡胶，其特征在于，所述片层云母的直径d
50
为40～50μm，径厚比大于40:1。5.根据权利要求1所述的一种用于绝缘材料的高导热阻燃液体硅橡胶，其特征在于，所述四针状氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏年平，申子魁，王希林，贾志东，邓志祥，潘建兵，司文荣，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：