一种电子束辐照交联硅橡胶及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种电子束辐照交联硅橡胶及其制备工艺，由以下质量份数的原料交联制成：甲基乙烯基生胶75～110份、气相法白炭黑25～45份、氢氧化铝微粉110～140份、硅油1～3份、偶联剂KH5601～5份、双二五硫化剂1～3份，纳米氧化锌2～4份、氧化铁1～3份。本发明专利技术的制备工艺克服了高温硫化法导致的交联不均匀、能耗大、硫化时间长等问题，能够均匀、快速的促进硅橡胶形成三维网状结构，提高硅橡胶材料的绝缘性和密封性。采用本发明专利技术制备工艺，能够结合高温硫化和电子束辐照硫化的优点，便于运输和操作，使得硅橡胶具备良好的电学性能和机械性能，同时保证了硅橡胶材料表面的完整性。同时保证了硅橡胶材料表面的完整性。同时保证了硅橡胶材料表面的完整性。

【技术实现步骤摘要】
一种电子束辐照交联硅橡胶及其制备工艺


[0001]本专利技术属于电力系统防灾减灾
，具体涉及一种电子束辐照交联硅橡胶及其制备工艺。

技术介绍

[0002]由于绝缘子硅橡胶材料优异的耐热、耐寒、耐臭氧、电绝缘性能，已被广泛应用于输电线路上。
[0003]传统的化学交联方式中，以缩合反应交联制得硅橡胶，由于所使用的交联催化剂一般交联完成后并不分离出来，而是残存于橡胶体系中，在较高温度时会引发硅橡胶主链的降解，释放出易挥发的小分子，造成硅橡胶材料的热真空失重指标不符合要求。并且由于橡胶制作工艺的问题，机械混合不均匀，内外层交联密度容易产生差异。电子束交联很好地规避了上述化学交联方式存在的劣势，在最大程度上提高了材料性能，是欲得到量产化高性能的硅橡胶材料更为合适的交联方式。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种电子束辐照交联硅橡胶及制备工艺，能够快速、均匀且有效制备性能优异的高性能的硅橡胶材料。
[0005]本专利技术提供的这种电子束辐照交联硅橡胶，由以下质量份数的原料交联制成：甲基乙烯基生胶75～110份、气相法白炭黑25～45份、氢氧化铝微粉110～140份、硅油1～3份、偶联剂KH5601～5份、双二五硫化剂1～3份，纳米氧化锌2～4份、氧化铁1～3份。
[0006]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述甲基乙烯基生胶分子量为60～66万，乙烯基的含量为0.16～0.22％。
[0007]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述气相法白炭黑的比表面积为220～250m3/g。
[0008]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述氢氧化铝微粉的粒径为6000～7000目。
[0009]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述硅油为含氢量大于等于0.5％的含氢硅油。
[0010]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述偶联剂KH560的浓度大于95％。
[0011]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述双二五硫化剂的浓度在93％～96.5％之间。
[0012]本专利技术中，所述甲基乙烯基生胶为橡胶主体结构，所述气相法白炭黑起到硅橡胶补强作用，所述氢氧化铝微粉起到防漏电起痕与电蚀损的作用，所述硅油能提高材料的脱模能力，所述偶联剂KH560能有效改善填充剂的分散度以提高加工性能，所述双二五硫化剂起到硫化交联的作用，所述纳米氧化锌能提高材料脱模能力，所述氧化铁起到染色着色作用。
[0013]本专利技术提供的这种电子束辐照交联硅橡胶的制备工艺，包括如下步骤：
[0014]1)将甲基乙烯基生胶与氢氧化铝微粉按所述配比混合，控制温度140～160℃，持
续混合0.5～1h后，添加气相法白炭黑，控制温度140～160℃，再持续混合1～2h，制得混合生胶；
[0015]2)将步骤1)制得的混合生胶、硅油、偶联剂KH560、双二五硫化剂加入捏合机中，控制温度140～160℃，持续混合2～3h，制得混合胶；
[0016]3)将步骤2)制得的混合胶用捏合机抽取真空，保持真空度0.07～0.1MPa，温度140～160℃，真空密炼3～6h后卸料，制得硅橡胶生胶；
[0017]4)将步骤3)制得的硅橡胶生胶冷却后，进行制样，得到预硫化硅橡胶。
[0018]5)将预硫化硅橡胶进行辐照处理，得到电子束辐照交联硅橡胶。
[0019]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述步骤4)中，制样的条件为：压力10～15MPa，温度140～160℃，T90硫化时间。
[0020]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述T90为采用无转子硫化仪测试硅橡胶生胶获取的最佳硫化时间，其计算公式如下：
[0021][0022]其中，F
L
为无转子硫化仪的测试得到的最小转矩，Fmax为在规定时间内达到的最大转矩。
[0023]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述步骤5)中，预硫化硅橡胶在10MeV高能电子加速器下进行辐照处理。
[0024]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述步骤5)中，辐照处理的条件为：电子加速器束流强度范围为5mA～20mA，线速度为3m/min～5m/min，能量不稳定度小于等于
±
3％，扫描宽度为1000mm～2000mm，束流不稳定度小于等于8％，平均束流为2.23mA。
[0025]为保证电子束辐照处理能够完全穿透硅橡胶样片，需保证电子穿透率≥85％，电子穿透率计算公式如下：
[0026][0027]其中PR为电子穿透率，e
P
为入射辐照剂量，e
E
为穿透辐照剂量。
[0028]本专利技术能够控制硅橡胶的交联情况，制备的硅橡胶具备良好的均匀性，同时具备优异的力学性能和电学性能。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030]1、本专利技术克服了高温硫化法导致的交联不均匀、能耗大、硫化时间长等问题，能够均匀、快速的促进硅橡胶形成三维网状结构，提高硅橡胶材料的绝缘性和密封性。本专利技术通过电子束辐照改变硅橡胶的物理化学特性，得到具有表面完整度好、交联均匀性好、耐热性高、稳定性强且不存在化学污染等的硅橡胶材料。
[0031]2、本专利技术采用预硫化与辐照交联相结合的方式，能够保证硅橡胶表面结构完整的同时，方便半成品的硅橡胶样品运输并进行辐照处理。
[0032]3、本专利技术制备工艺简单，能耗低，生产效率高，便于推广，有利于快速生产加工绝缘子或避雷器等产品。
附图说明
[0033]图1为本专利技术对比例硅橡胶与实施例2硅橡胶的表面微观结构SEM图；
[0034]图2为电子束辐照处理硅橡胶样片示意图。
具体实施方式
[0035]本专利技术提供的这种电子束辐照交联硅橡胶，由以下质量份数的原料交联制成：甲基乙烯基生胶75～110份、气相法白炭黑25～45份、氢氧化铝微粉110～140份、硅油1～3份、偶联剂KH5601～5份、双二五硫化剂1～3份，纳米氧化锌2～4份、氧化铁1～3份。
[0036]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述甲基乙烯基生胶分子量为60～66万，乙烯基的含量为0.16～0.22％；
[0037]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述气相法白炭黑的比表面积为220～250m3/g。
[0038]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述氢氧化铝微粉的粒径为6000～7000目。
[0039]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述硅油为含氢量大于等于0.5％的含氢硅油。
[0040]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述偶联剂KH560的浓度大于95％。
[0041]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述双二五硫化剂的浓度在93％～96.5％之间。
[0042]本专利技术提供的这种电子束辐照交联硅橡胶的制备工艺，包括如下步骤：
[0043]1)将甲基乙烯基生胶与氢氧化铝微粉按所述配比混合，控制温度140～160℃，持续混合0.5～1h后，添加气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子束辐照交联硅橡胶，由以下质量份数的原料交联制成：甲基乙烯基生胶75～110份、气相法白炭黑25～45份、氢氧化铝微粉110～140份、硅油1～3份、偶联剂KH5601～5份、双二五硫化剂1～3份，纳米氧化锌2～4份、氧化铁1～3份。2.如权利要求1所述的电子束辐照交联硅橡胶，其特征在于，所述甲基乙烯基生胶分子量为60～66万，乙烯基的含量为0.16～0.22％。3.如权利要求1所述的电子束辐照交联硅橡胶，其特征在于，所述气相法白炭黑的比表面积为220～250m3/g。4.如权利要求1所述的电子束辐照交联硅橡胶，其特征在于，所述氢氧化铝微粉的粒径为6000～7000目，所述硅油为含氢量大于等于0.5％的含氢硅油。5.如权利要求1所述的电子束辐照交联硅橡胶，其特征在于，所述偶联剂KH560的浓度大于95％，所述双二五硫化剂的浓度在93％～96.5％之间。6.一种电子束辐照交联硅橡胶的制备工艺，包括如下步骤：1)将甲基乙烯基生胶与氢氧化铝微粉按所述配比混合，控制温度140～160℃，持续混合0.5～1h后，添加气相法白炭黑，控制温度140～160℃，再持续混合1～2h，制得混合生胶；2)将步骤1)制得的混合生胶、硅油、偶联剂KH560、双二五硫化剂加入捏合机中，控制温度140～160℃，持续混合2～3h，制得混合胶；3)将步骤2)制得的混合胶用捏合机抽取真空，保持真空度0.07～0...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋正龙，付志瑶，宁凯，谢鹏康，龙剑涛，王博闻，胡建平，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：