一种EPDM绝缘橡胶的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种EPDM绝缘橡胶的制备方法及应用，所述EPDM绝缘橡胶包含按质量份数计的以下组分：EPDM 100份、EPDM

【技术实现步骤摘要】
一种EPDM绝缘橡胶的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及绝缘橡胶
，具体涉及一种EPDM绝缘橡胶的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]电缆附件增强绝缘材料通常可以分为三元乙丙橡胶(EPDM)和硅橡胶两类。硅橡胶具有良好的绝缘性能、憎水性以及耐漏电起痕等性能，并且其电缆附件具有硬度低、断裂伸长率和回弹性高等优点，因此主要应用于交流电缆附件。EPDM具有低损耗、耐局部放电、耐酸碱性能和抗紫外线性能等优点，目前广泛应用在矿用电缆、核电站电缆以及船用电缆等绝缘中，其使用寿命是其他橡胶的十倍左右，所以EPDM在国内外高压直流电缆附件中的应用更为广泛。
[0003]EPDM的分散性以及对空间电荷的抑制性能是直流用EPDM的核心技术之一，分散性的高低直接影响着EPDM力学性能的优劣。通常情况下，分散性越高，EPDM出现应力集中的现象越小，制备的EPDM复合材料的力学性能也越好。由于EPDM复合材料广泛应用于高压直流电缆附件领域，为避免高压直流电缆附件在运行过程中空间电荷大量积累而造成电场反转，从而降低整个电缆系统安全可靠性，EPDM对空间电荷的抑制性能也备受关注。通常在制备EPDM的过程中，分散性不高，所添加的单体以及其他助剂往往都团聚到一起而残留在产物中，这会导致EPDM中有大量杂质存在，反而会使得空间电荷大量积累。通常通过加入大量硅烷偶联剂以提高EPDM内部的分散性，但大量硅烷偶联剂的引入会增加产物中杂质的残留量，进而造成内部空间电荷的积累。因此，如何制备高分散性、低小分子残留以及对空间电荷的高抑制性的EPDM是行业亟待解决的难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种EPDM绝缘橡胶的制备方法及应用，通过工艺上的改进和材料的选择相结合，制备得到一种具有高分散性、低小分子残留以及对空间电荷高抑制性的EPDM绝缘橡胶，具有良好的力学性能和电气性能，满足高压直流电缆附件的性能需求。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种EPDM绝缘橡胶的制备方法，所述EPDM橡胶包含按重量份数计的以下组分：三元乙丙橡胶100份、马来酸酐改性的三元乙丙橡胶10
‑
15份、硅烷偶联剂2
‑
3份、氧化锌4～6份、硬脂酸0.5～1.5份、防老剂2～5份、陶土50
‑
60份、石蜡油3
‑
5份、白炭黑20
‑
25份、碳化硅10
‑
15份、硫1～3份、助交联剂3
‑
4份、硫化剂4
‑
5份；
[0007]所述制备方法包括以下步骤：
[0008](1)将配方量的马来酸酐改性的三元乙丙橡胶与硅烷偶联剂进行混炼，达到要求可塑度后静置2h以上，再与配方量的三元乙丙橡胶进行塑炼，制成母料；
[0009](2)将配方量的氧化锌、硬脂酸和防老剂与步骤(1)制备的母料进行第一次混炼，然后加入1/2配方量的陶土、白炭黑、石蜡油以及全部的碳化硅进行第二次混炼，再加入1/2
配方量的陶土、白炭黑、石蜡油进行第三次混炼，得到胶料；
[0010](3)将步骤(2)处理后得到的胶料置于开炼机中热处理，冷却停放；
[0011](4)将步骤(3)处理后得到的胶料置于开炼机进行第一阶段薄通处理，然后加入配方量的硫、助交联剂、硫化剂进行第二阶段薄通处理，在进行硫化处理，得到所述EPDM绝缘橡胶。
[0012]进一步地，所述马来酸酐改性的三元乙丙橡胶中的马来酸酐与三元丙橡胶的质量比为3～5:100。
[0013]进一步地，所述马来酸酐改性的三元乙丙橡胶中的马来酸酐与三元丙橡胶的质量比为4:100。
[0014]进一步地，所述硅烷偶联剂优选为SI69。
[0015]进一步地，所述防老剂包含防老剂RD与防老剂MB；所述防老剂RD与防老剂MB的质量比为1:5～7。
[0016]进一步地，所述碳化硅的平均粒径为30～60nm。
[0017]纳米碳化硅均匀分散至橡胶材料中制备非线性复合材料，其电导率随着外加场强的改变呈现非线性变化，当场强达到一定值时，电导率表现出很强的场强依赖关系，可以改善高压电气设备绝缘中的电场分布，有效增强材料的击穿强度，提高电缆系统的安全性。采用传统方法制备纳米碳化硅掺杂的绝缘橡胶，由于纳米碳化硅具有较高的表活特性，易团聚在橡胶内分散效果不好，对空间电荷抑制效果不佳，同时影响橡胶材料的力学性能。
[0018]进一步地，所述助交联剂优选为三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)。
[0019]进一步地，所述硫化剂优选为BIBP。
[0020]进一步地，所述EPDM绝缘橡胶包含按重量份数计的以下组分：三元乙丙橡胶100份、马来酸酐改性的三元乙丙橡胶10份、硅烷偶联剂2份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂RD 0.5份、防老剂MB 3份、陶土60份、石蜡油5份、白炭黑25份、碳化硅10份、硫2份、TAIC 3
‑
4份、BIBP 4
‑
5份。
[0021]进一步地，步骤(1)中，混炼时辊温为35～55℃，辊距为0.5～1mm。
[0022]进一步地，所述混炼的时间优选为10～15min。
[0023]进一步地，步骤(1)中，塑炼在加压式密炼机中进行，塑炼8～10min。
[0024]进一步地，步骤(1)中，混炼后静置的时间优选为2～4h。
[0025]马来酸酐改性的三元乙丙橡胶与硅烷偶联剂混炼后，需放置一段时间，使硅烷偶联剂完成迁移过程；若放置时间过短，硅烷偶联剂未完成迁移，影响后续填料的分散效果；若放置时间过长，影响填料中的无机物与硅烷偶联剂中硅烷氧基团的反应，降低填料与橡胶的粘合效果，从而影响EPDM绝缘橡胶内部的分散性。因此需控制混炼的静置时间，优选为2～4h。
[0026]进一步地，步骤(2)中，三次混炼均在加压式密炼机中进行；所述第一次混炼的时间为3～5min，第二次混炼的时间为3～5min，第三次混炼的时间为3～5min。
[0027]进一步地，步骤(3)中，所述热处理的温度为175～185℃，热处理的时间为5～15min。
[0028]进一步地，步骤(4)中，所述第一阶段薄通处理进行薄通2～3次；所述第二阶段薄通处理进行薄通9～12次，例如薄通10次。
[0029]进一步地，步骤(4)中，所述硫化处理的温度为160～170℃，硫化处理的时间为30～40min，硫化处理的压力为12～15MPa。
[0030]本专利技术第二方面提供了一种第一方面所述制备方法制备的EPDM绝缘橡胶。
[0031]本专利技术第三方面提供了一种第二方面所述EPDM绝缘橡胶在高压直流电缆附件中的应用。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0033]1.本专利技术采用预混整体掺混法，先将马来酸酐改性的三元乙丙橡胶与硅烷偶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种EPDM绝缘橡胶的制备方法，其特征在于，所述EPDM绝缘橡胶包含按重量份数计的以下组分：三元乙丙橡胶100份、马来酸酐改性的三元乙丙橡胶10
‑
15份、硅烷偶联剂2
‑
3份、氧化锌4～6份、硬脂酸0.5～1.5份、防老剂2～5份、陶土50
‑
60份、石蜡油3
‑
5份、白炭黑20
‑
25份、碳化硅10
‑
15份、硫1～3份、助交联剂3
‑
4份、硫化剂4
‑
5份；所述制备方法包括以下步骤：(1)将配方量的马来酸酐改性的三元乙丙橡胶与硅烷偶联剂进行混炼，达到要求可塑度后静置2h以上，再与配方量的三元乙丙橡胶进行塑炼，制成母料；(2)将配方量的氧化锌、硬脂酸和防老剂与步骤(1)制备的母料进行第一次混炼，然后加入1/2配方量的陶土、白炭黑、石蜡油以及全部的碳化硅进行第二次混炼，再加入1/2配方量的陶土、白炭黑、石蜡油进行第三次混炼，得到胶料；(3)将步骤(2)处理后得到的胶料置于开炼机中热处理，冷却停放；(4)将步骤(3)处理后得到的胶料置于开炼机进行第一阶段薄通处理，然后加入配方量的硫、助交...

【专利技术属性】
技术研发人员：贡新浩，朱铎坤，左锦涛，汤鑫，徐彦立，孙小臣，赵云瑞，
申请(专利权)人：江苏亨通光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：