自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块的制备方法，它包括如下步骤：1、将尿素和甲醛加入三口烧瓶中，通过调节ph值和温度，形成稳定透明的尿素与甲醛预聚体；2、将环氧树脂与二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液，将预聚体缓慢加入芯材中，调节ph值后进行恒温固化，随后经过滤洗和干燥，得到微胶囊；3、将微胶囊与纳米碳化硅、硅橡胶混合均匀；4、将复合物倒入模具中，静置一段时间后，最终制得自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块。本发明专利技术制作的橡胶块在受到台风等恶劣气候环境而导致的外力破坏时，其包含的微胶囊能够自行释放粘结剂，对裂纹进行修复，保证了间隔棒的结构完整性，提升了线路运行的可靠性。提升了线路运行的可靠性。提升了线路运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块的制备方法


[0001]本专利技术涉及间隔棒用橡胶块制备
，具体涉及一种自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块的制备方法。

技术介绍

[0002]在特高压输电线路工程中，阻尼间隔棒的用量巨大，其主要机械性能是依靠橡胶件的黏弹性实现的。然而，我国对这类橡胶件使用性能的研究相对滞后，导致阻尼间隔棒橡胶件的材质和基本性能难以保证。为了保证橡胶件的产品质量及使用性能，达到阻尼间隔棒的整体性能最佳，提高特高压输电线路的运行的安全性和可靠性，研究阻尼间隔棒橡胶件的使用性能和使用理论机理势在必行。目前的研究均以模仿国外技术为主，且从材料角度鲜有报道橡胶块的研究，对橡胶块的力学性能和耐磨性的研究仍为空白。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是要提供一种既高效又经济的自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块的制备方法。
[0004]为实现此目的，本专利技术所设计的自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：
[0005]步骤1：将尿素和甲醛混合后，用三乙醇胺调节pH值到预设值，并加热，搅拌下保温反应(缩聚反应)得到稳定透明的尿素与甲醛预聚体；尿素和甲醛在常温下不反应，加热时，在一定环境作用下，发生缩聚反应，得到脲醛树脂(尿素甲醛树脂)；
[0006]步骤2：将环氧树脂与二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液，将步骤1得到的尿素与甲醛预聚体滴入芯材乳液中，滴完后用柠檬酸酸化，而后进行恒温固化；将所得产物(微胶囊溶于剩余的芯材乳液的悬浮液)抽滤，洗涤，得到滤饼，并干燥后，得到微胶囊；将环氧树脂封存于微胶囊中，一旦橡胶块受到外力破坏，微胶囊就会破裂释放出环氧树脂与橡胶块中的固化剂发生反应，修补破损部位；
[0007]步骤3：将步骤2得到的微胶囊与纳米碳化硅、硅橡胶混合均匀，得到均匀混合的复合物，其中微胶囊的质量占均匀混合的复合物总质量的5～20％；微胶囊质量分数低于5％，则达不到良好的修复效果；若高于20％，则基体橡胶比重太少，起不到缓冲外载荷的效果；
[0008]步骤4：将步骤3得到的均匀混合的复合物倒入模具，静置10个小时后得到自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块。
[0009]步骤1中，所述尿素和甲醛的质量比为1:1～1:5。尿素与甲醛的质量比过高或过低都无法形成稳定的预聚体。
[0010]步骤2中，所述环氧树脂与二甲苯的质量比为1:1～4:1。若环氧树脂过多，则流动性差，难以均匀被预聚体包裹；若环氧树脂过少，则芯体乳液过稀，微胶囊被破坏后环氧树脂难以固化，起不到自修复的效果。
[0011]步骤2中，环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、
氢化双酚A型环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、四溴双酚A环氧树脂中的任意一种或两种以上的组合。
[0012]步骤3中，所述纳米碳化硅的添加量为1～20wt％。即纳米碳化硅占均匀混合复合物总质量的1～20％。若纳米碳化硅的添加量低于1％，则起不到耐磨的效果；若纳米碳化硅的添加量高于20％，则会导致橡胶块塑性较差，易于断裂。
[0013]所述步骤1中，将尿素和甲醛加入三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH值到8～9，并加热至70℃，缓慢搅拌下保温反应1h得到粘稠的液体，形成稳定透明的尿素与甲醛预聚体。
[0014]所述步骤2中，将环氧树脂与二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液，将芯材乳液倒入三颈烧瓶中，在200～1000r/min转速(控制搅拌杆以200～1000r/min转速搅拌三颈烧瓶中的芯材乳液)下将步骤1得到的尿素与甲醛预聚体缓慢滴入芯材乳液中，滴完后用柠檬酸酸化1.5h调节pH值至3，而后进行恒温固化；将所得产物抽滤，用丙酮和蒸馏水洗涤3次，得到滤饼，30℃下干燥30min，所得固体粉末为微胶囊。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]1)本专利技术采用微胶囊弥散于间隔棒用橡胶块中，当橡胶块受到外力破坏时，微胶囊能够自行破裂释放粘结剂填补裂纹，达到自修复的效果，在受到强空气对流或台风等因素导致导线剧烈舞动时，能够有效保证橡胶块结构完整性；
[0017]2)本专利技术的制备方法所需设备成本较低，操作方便，制备周期较短；所用原材料绿色环保，适用于工业化批量生产。
[0018]3)本专利技术制作的橡胶块在受到台风等恶劣气候环境而导致的外力破坏时，其包含的微胶囊能够自行释放粘结剂，对裂纹进行修复，保证了间隔棒的结构完整性，提升了线路运行的可靠性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的方法流程图。
具体实施方式
[0020]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：
[0021]实施例1
[0022]步骤1：将6g尿素和12g甲醛加入三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH值到8～9，并加热至70℃，缓慢搅拌下保温反应1h得到粘稠的液体，形成稳定透明的尿素与甲醛预聚体，待用；
[0023]步骤2：将10g双酚A型环氧树脂与5g二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液。将芯材倒入250ml的三颈烧瓶中，在400r/min转速下将步骤1得到的预聚体缓慢滴入芯材中，滴完后用柠檬酸酸化1.5h调节pH值至3，而后进行恒温固化。将所得产物抽滤，用丙酮和蒸馏水洗涤3次，得到滤饼，30℃下干燥30min，所得固体粉末为微胶囊；
[0024]步骤3：将步骤2得到的20g微胶囊与20g纳米碳化硅、160g硅橡胶混合均匀，相当于微胶囊和纳米碳化硅各占10％；
[0025]步骤4：将步骤3得到的均匀混合的复合物倒入模具，静置10个小时，最终制得自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块。
[0026]实施例2
[0027]实施例2与实施例1基本相同，区别在于步骤1中将6g尿素与6g甲醛进行混合。
[0028]实施例3
[0029]实施例3与实施例1基本相同，区别在于步骤1中将6g尿素与18g甲醛进行混合。
[0030]实施例4
[0031]实施例4与实施例1基本相同，区别在于步骤1中将6g尿素与24g甲醛进行混合。
[0032]实施例5
[0033]实施例5与实施例1基本相同，区别在于步骤2中将10g环氧树脂与2.5g二甲苯进行混合。
[0034]实施例6
[0035]实施例6与实施例1基本相同，区别在于步骤2中将10g环氧树脂与7.5g二甲苯进行混合。
[0036]实施例7
[0037]实施例7与实施例1基本相同，区别在于步骤2中将10g环氧树脂与10g二甲苯进行混合。
[0038]实施例8
[0039]实施例8与实施例1基本相同，区别在于步骤2中环氧树脂种类为双酚F型环氧树脂。
[0040]实施例9
[0041]实施例9与实施例1基本相同，区别在于步骤2中环氧树脂种类为氢化双酚A型环氧树脂。
[0042]实施例10
[0043本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：将尿素和甲醛混合后，用三乙醇胺调节pH值到预设值，并加热，搅拌下保温反应得到稳定透明的尿素与甲醛预聚体；步骤2：将环氧树脂与二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液，将步骤1得到的尿素与甲醛预聚体滴入芯材乳液中，滴完后用柠檬酸酸化，而后进行恒温固化；将所得产物抽滤，洗涤，得到滤饼，并干燥后，得到微胶囊；步骤3：将步骤2得到的微胶囊与纳米碳化硅、硅橡胶混合均匀，得到均匀混合的复合物，其中微胶囊的质量占均匀混合的复合物总质量的5～20％；步骤4：将步骤3得到的均匀混合的复合物倒入模具，静置后得到自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块。2.根据权利要求1所述的自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述尿素和甲醛的质量比为1:1～1:5。3.根据权利要求1所述的自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述环氧树脂与二甲苯的质量比为1:1～4:1。4.根据权利要求1所述的自修复纳米碳化硅改性耐磨橡胶块的制备方法，其特征在于：步骤2中，环氧树脂选自双酚A...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱奕弢，刘平平，蒋锋，方杰，王瑶，程亮亮，蒋伟，于姜赟，熊建平，吴昊，何卫，王利民，
申请(专利权)人：湖州电力设计院有限公司国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：发明
国别省市：