一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物及其制备方法，涉及高分子材料领域。橡胶组合物包括改性硅橡胶颗粒和含多元硼羟基化合物；改性硅橡胶颗粒的制备方法为：将低沸点脂肪醇和有机溶剂混合得到混合溶剂，添加退役硅橡胶绝缘子颗粒混合并浸泡，经热解反应后，得到改性硅橡胶颗粒。本申请提供的橡胶组合物制备工艺简单，所采用的原材料均为工业通用的大宗原材料，可将改性硅橡胶颗粒直接交联并制备全新的橡胶组合物，制备得到的全新的橡胶组合物，具有优异的力学性能，实现退役硅橡胶绝缘子的重复利用，具有成本低廉和环保的特点。环保的特点。环保的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，尤其涉及一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市化的快速推进，复合绝缘子在各电压等级交流运行线路中广泛使用，在新建线路工程中得到大批量甚至全线路使用。复合绝缘子广泛应用解决了我国污秽地区输电线路外绝缘污闪问题，不仅有效遏制了大面积污闪事故的发生，也大大减轻了繁重的污秽清扫及零值检测等运行维护工作量。复合绝缘子属于有机材料，运行中复合绝缘子的伞套材料会遭受到温度、污秽、潮湿、局部放电或高场强的联合作用，硅橡胶复合绝缘子伞裙及护套出现不同程度的龟裂、粉化、憎水性降低、开裂等老化现象,严重的威胁着输变电设备的绝缘性能，需要及时更换。
[0003]近年来，大批量硅橡胶绝缘子达到使用年限而退役，其传统的回收方式主要是将退役硅橡胶绝缘子进行研磨粉碎，所得橡胶颗粒用作其他聚合物材料的功能填料。上述方式存在以下难以克服缺点：(1)一般需要采用物理或化学方法对橡胶颗粒进行表面改性，而目前主流的改性方法涉及颗粒表面活化和偶联剂接枝处理两个步骤，过程繁琐耗时，改性效果不可控；(2)该方式属于降级回收，无法实现硅橡胶绝缘子材料的重复利用。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物及其制备方法，以提高退役硅橡胶绝缘子的重复利用，制备成本低廉、工艺简单且力学性能优异的橡胶组合物。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术目的之一提供了一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物，包括以下重量份组分：
[0006]改性硅橡胶颗粒：100份；
[0007]含多元硼羟基化合物：2份
‑
10份；
[0008]其中，所述改性硅橡胶颗粒的制备方法为：将低沸点脂肪醇和有机溶剂混合得到混合溶剂，添加退役硅橡胶绝缘子颗粒混合并浸泡，经热解反应后，得到改性硅橡胶颗粒。
[0009]作为优选方案，所述含多元硼羟基化合物为乙基硼酸、正丙基硼酸、异丙基硼酸、环丙基硼酸、正丁基硼酸、异丁基硼酸、仲丁基硼酸、环丁基硼酸、正戊基硼酸、环戊基硼酸、1
‑
环戊烯硼酸、环己基硼酸、苯硼酸、苯乙基硼酸、对苯二硼酸、4,4
’‑
联苯基二硼酸、硼酸中的一种或多种。
[0010]作为优选方案，所述低沸点脂肪醇为甲醇、乙醇、丙醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇、正丁醇、2
‑
甲基
‑2‑
丁醇、3
‑
甲基
‑2‑
丁醇、仲戊醇、3
‑
戊醇、异戊醇、正戊醇中的一种或多种。
[0011]作为优选方案，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷、四氢呋喃、丙酮、二氯甲烷、石油醚中的一种或多种。
[0012]作为优选方案，所述热解反应温度为200℃
‑
260℃。
[0013]作为优选方案，所述热解反应时间为10min
‑
60min。
[0014]作为优选方案，所述混合溶剂中低沸点脂肪醇和有机溶剂的体积比为1：(1
‑
5)。
[0015]作为优选方案，所述退役硅橡胶绝缘子颗粒在混合溶剂中的质量浓度为0.1
‑
1g/mL。
[0016]作为优选方案，浸泡时间为4h
‑
24h。
[0017]作为优选方案，混合溶剂的混合时间为5min
‑
20min。
[0018]为了解决上述技术问题，本专利技术目的之二提供了一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：将改性硅橡胶颗粒与含多元硼羟基化合物在开炼设备或密炼设备中进行混炼，所得混炼胶经高温模压成型得到橡胶组合物。
[0019]作为优选方案，当采用开炼设备进行混炼时，温度为室温，时间为10min
‑
15min。
[0020]作为优选方案，当采用密炼设备进行混炼时，温度为30℃
‑
60℃，时间为5
‑
10min。
[0021]作为优选方案，高温模压成型温度为120℃
‑
180℃，按正硫化时间进行高温模压成型。
[0022]相比于现有技术，本专利技术实施例具有如下有益效果：
[0023]1、在高温作用下，用工业通用的大宗低分子量脂肪醇对退役硅橡胶绝缘颗粒子进行醇解改性，在其颗粒表面接枝大量烷氧基，同时以工业通用的大宗含多元硼羟基化合物为交联剂，与改性硅橡胶颗粒复合；在高温作用下，基于交联剂本身的硼羟基与改性橡胶颗粒表面的烷氧基间的脱醇缩合反应，实现改性橡胶颗粒间的有效粘结，制备全新的橡胶组合物，实现其重复利用。
[0024]2、本申请提供的橡胶组合物制备工艺简单，所采用的原材料均为工业通用的大宗原材料，可将改性硅橡胶颗粒直接交联并制备全新的橡胶组合物，制备得到的全新的橡胶组合物，具有优异的力学性能，实现退役硅橡胶绝缘子的重复利用，具有成本低廉和环保的特点。
附图说明
[0025]图1：为本专利技术实施例中一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物的反应公式；
[0026]图2：为本专利技术实施例一中改性硅橡胶颗粒的热重检测结果。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]实施例一
[0029]一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物，包括以下制备步骤：
[0030](1)改性硅橡胶颗粒的制备：将4mL乙醇和8mL四氢呋喃混合10min，随后加入3g退役硅橡胶绝缘子颗粒，浸泡12h后，在200℃下高温热解30min，经过滤烘干后得到改性硅橡胶颗粒。
[0031](2)橡胶组合物的制备：将100g改性橡胶颗粒和2g对苯二硼酸加入密炼机，在30℃下混合5min后，随后在开炼机上室温混炼10min，所得混炼胶通过平板硫化机在160℃、20MPa下按正硫化时间(如表1所示)进行模压成型，得到含多元硼羟基化合物交联乙醇改性退役硅橡胶颗粒的橡胶样品。
[0032]实施例二
[0033]一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物，包括以下制备步骤：
[0034](1)改性硅橡胶颗粒的制备：将4mL乙醇和8mL四氢呋喃混合10min，随后加入3g退役硅橡胶绝缘子颗粒，浸泡12h后，在200℃下高温热解30min，得到改性硅橡胶颗粒。
[0035](2)橡胶组合物的制备：将100g改性橡胶颗粒和5g对苯二硼酸加入密炼机，在30℃下混合5min后，随后在开炼机上室温混炼10min，所得混炼胶通过平板硫化机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物，其特征在于，包括以下重量份组分：改性硅橡胶颗粒：100份；含多元硼羟基化合物：2份
‑
10份；其中，所述混合溶剂中低沸点脂肪醇和有机溶剂的体积比为1：(1
‑
5)；所述退役硅橡胶绝缘子颗粒在混合溶剂中的质量浓度为0.1
‑
1g/mL；所述改性硅橡胶颗粒的制备方法为：将低沸点脂肪醇和有机溶剂混合得到混合溶剂，添加退役硅橡胶绝缘子颗粒混合并浸泡，经热解反应后，得到改性硅橡胶颗粒。2.如权利要求1所述的一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物，其特征在于，所述含多元硼羟基化合物为乙基硼酸、正丙基硼酸、异丙基硼酸、环丙基硼酸、正丁基硼酸、异丁基硼酸、仲丁基硼酸、环丁基硼酸、正戊基硼酸、环戊基硼酸、1
‑
环戊烯硼酸、环己基硼酸、苯硼酸、苯乙基硼酸、对苯二硼酸、4,4
’‑
联苯基二硼酸、硼酸中的一种或多种。3.如权利要求1所述的一种基于改性退役硅橡胶绝缘子的橡胶组合物，其特征在于，所述低沸点脂肪醇为甲醇、乙醇、丙醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇、正丁醇、2
‑
甲基
‑2‑
丁醇、3
‑
甲基
‑2‑
丁醇、仲戊醇、3
‑
戊醇、异戊醇、正戊醇中的一种或多种。4.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马存仁，吴思武，邹庄磊，安兴隆，范圣平，郭宝村，李林勇，王一凡，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：