一種復合絕緣材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種復合絕緣材料及其制備方法，既具有EPDM機械強度高、邵氏硬度大、抗撕裂、耐電蝕起痕能力強的優點，也具有PDMSO絕緣強度高、抗紫外線老化能力較強的優點，而且能夠克服EPDM耐紫外線老化性能及憎水性較差，以及PDMSO材質機械強度較差，易受酸性物質腐蝕的缺點。與EPDM和PDMSO類似地可應用于制作戶外高壓產品絕緣子，如跌落式熔斷器、自動分斷器、高壓隔離或負荷開關、線路和電站避雷器、電纜附件以及其它絕緣產品。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及復合材料領域，具體涉及一種用于電力工業的復合絕緣材料。
技術介紹
隨著電力工業的發展，對電網的安全性和可靠性的要求越來越高，所以越來越需要一種可以代替傳統的電瓷絕緣的材料。雖然電瓷絕緣技術相對比較成熟，但是受限于資源，不可能實現可持續性發展，且高壓電瓷絕緣產品的工藝復雜度極高，成品率較低，成本相對高昂。而隨著目前電網電壓水平的不斷提升，對于高壓絕緣產品的需求越來越多，電瓷產品已然不能更好地滿足電網發展的需求。 近幾年，越來越多的電氣廠家開始使用復合材料代替傳統的電瓷來加工制造絕緣產品，從最早的EPDM (三元乙丙橡膠)到目前使用最廣泛的PDMSO (聚二甲硅氧烷，俗稱硅橡膠)材料，復合絕緣材料經過十幾年的發展，已建立起從模具加工到注射成型的一整套的產品開發工藝及生產制造流程，且相對較成熟。但對于復合材料本身的研究還僅限于對于單類的基礎聚合物的研究，僅僅是利用基礎聚合物本身的根本特性，所以在產品的實際使用中仍存在很多問題。對于早期使用廣泛的EPDM，其優點是分子量極大，故其機械強度極高，邵氏硬度大，抗撕裂；耐電蝕損、起痕能力強；但其存在的缺點是憎水性差，材料表面易成片附著積水和污穢，導致表面電阻率下降，降低絕緣性能；同時其耐老化性能相對較差，易受紫外線影響加速老化。而目前使用較廣的PDMS0，其先天具有極強的憎水性能及表面遷移性，即其表面不易形成大面積的水潰，避免了大面積的水潰形成導電通路致使絕緣強度降低的情況發生；其分子自身所具有的遷移性，使得即使表面粘附污穢，由于分子的遷移，會重新在污穢表面形成保護，恢復表面憎水性；同時由于聚二甲硅氧烷的主鍵為Si-o，地表的紫外線能量幾乎無法破壞其主分子鏈，故其抗紫外線老化能力較強。但PDMSO存在的缺點是由于分子量較低，故而其機械強度低，邵氏硬度小，易受外力作用而撕裂；雖然其Si-O主鏈不易受紫外線照射斷裂，但易受酸或酸性物質腐蝕而斷m ο
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種復合絕緣材料，既具有EPDM機械強度高、邵氏硬度大、抗撕裂、耐電蝕起痕能力強的優點，也具有PDMSO絕緣強度高、抗紫外線老化能力較強的優點，而且能夠克服EPDM耐紫外線老化性能及憎水性較差，以及PDMSO材質機械強度較差，易受酸性物質腐蝕的缺點。本專利技術的技術解決方案是一種復合絕緣材料，按質量百分比含有聚二甲硅氧烷3% 7%、三元乙丙橡膠35% 40%、氫氧化鋁50% 55%、偶聯劑1%、硫化劑1%、其他添加劑2%。所述偶聯劑可以為乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、Y -氨丙基三乙氧基硅烷等，可以提高復合材料的強度、電氣、抗水、抗氣候等性能。所述偶聯劑可以為硫化劑可以為過氧化二異丙苯、過氧化二苯甲酰等，能使高分子鏈起交聯反應，使線形分子形成立體網狀結構，彈性強度增加。所述其他添加劑可以是抗氧化劑、著色劑、硫化促進劑、防老化劑坐寸O作為本專利技術進一步改進的復合絕緣材料，所述偶聯劑為Y-氨丙基三乙氧基硅燒。作為本專利技術進一步改進的復合絕緣材料，所述硫化劑為過氧化二異丙苯。作為本專利技術進一步改進的復合絕緣材料，所述其他添加劑包括抗氧化劑，且所述抗氧化劑在所述復合絕緣材料中所占質量百分比為1%。抗氧化劑是化學材料領域常用的添加劑，具體如N-苯基-a-萘胺、四季戊四醇 酷、1，1，3_ 二(2_甲基-4-輕基-5-叔丁苯基)丁燒、4，4’ -硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)等均可應用于本專利技術。作為本專利技術進一步改進的復合絕緣材料，所述其他添加劑包括著色劑，且所述著色劑在所述復合絕緣材料中所占質量百分比為1%。氧化鐵類、鉛顏料類、群青藍、氧化鉻類等無機顏料以及永久紅2Β、聯苯胺黃、酞菁藍等有機顏料均可應用于本專利技術。本專利技術所提供的復合絕緣材料，制備方法包括如下步驟 Ca)按質量份數比稱取三元乙丙橡膠35 40份、聚二甲硅氧烷3 7份、氫氧化鋁50 55份、偶聯劑I份、硫化劑I份、其他添加劑2份； (b)按以下順序將步驟(a)稱取的各組分混合1/2量的氫氧化鋁，所有的偶聯劑、硫化齊U、其他添加劑，所有的三元乙丙橡膠和聚二甲硅氧烷； (c)靜置I分鐘后，加入剩余的1/2量的氫氧化鋁，混合均勻； Cd)等待開煉機的輥溫達到120°C 140°C時，將混合物倒入開煉機混煉； Ce)擠壓混煉膠通過60目的篩網，注入模具，壓緊成型。本專利技術所提供的復合絕緣材料可用于制作戶外高壓產品絕緣子，如跌落式熔斷器、自動分斷器、高壓隔離或負荷開關、線路和電站避雷器、電纜附件；用于制作高壓線路耐張或懸垂的盤形絕緣子和棒形絕緣子；用于制作高壓線路或電站的實心支柱絕緣子和針式絕緣子；用于制作變壓器套管、開關設備、電容器或互感器的空心支柱絕緣子等。本專利技術所提供的復合絕緣材料制成的復合絕緣產品，由于機械強度高、邵氏硬度大，可有效避免在運輸、裝配或使用環節，由于外力所造成的劃傷，撕裂；或是在存放及使用過程中，由于老鼠及鳥類啃食所造成的傘群破壞。由于兼具EPDM及PDMSO的材料特性，本專利技術所提供的復合絕緣材料所制成的絕緣產品適用范圍廣泛，使用壽命更長；同等外形下，其絕緣強度更高，可使絕緣產品具有更輕巧、小巧的外形，或是在同等使用條件下可加工更高絕緣強度的產品。具體實施例方式為了加深對本專利技術的理解，下面將結合實施例對本專利技術做進一步詳細描述，以下實施例僅用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術保護范圍的限定。具體實施例I 本實施例所提供的復合絕緣材料按質量份數比由三元乙丙橡膠35份、聚二甲硅氧烷6份、氫氧化鋁微粉55份、N-苯基-α -萘胺I份、鉛顏料I份、氨丙基三乙氧基硅烷I份、過氧化二異丙苯I份組成。其制備方法按以下步驟進行 一、按質量份數比稱取三元乙丙橡膠35 40份、聚二甲硅氧烷3 7份、氫氧化鋁微粉50 55份、抗氧化劑I份、著色劑溶液I份、Y -氨丙基三乙氧基硅烷I份、過氧化二異丙苯I份； 二、按以下順序將步驟一稱取的各組分混合1/2量的氫氧化鋁微粉，所有的液體成分，所有的粉末成分，基礎聚合物； 三、靜置I分鐘后，加入剩余的1/2量的氫氧化鋁微粉，混合均勻； 四、等待開煉機的輥溫達到120°C 140°C時，將混合物倒入開煉機混煉； 五、擠壓混煉膠通過60目的篩網，注入帶狀模具，用平板壓緊成型。·具體實施例2 本實施例所提供的復合絕緣材料按質量份數比由三元乙丙橡膠40份、聚二甲硅氧烷4份、氫氧化鋁微粉52份、N-苯基-α -萘胺I份、鉛顏料I份、甲基丙烯酰氧基硅烷I份、過氧化二異丙苯I份組成。制備方法與具體實施例I相同。具體實施例3 本實施例所提供的復合絕緣材料按質量份數比由三元乙丙橡膠39份、聚二甲硅氧烷3份、氫氧化鋁微粉54份、N-苯基-α -萘胺I份、鉛顏料I份、氨丙基三乙氧基硅烷I份、過氧化二苯甲酰I份組成。制備方法與具體實施例I相同。具體實施例4 本實施例所提供的復合絕緣材料按質量份數比由三元乙丙橡膠38份、聚二甲硅氧烷7份、氫氧化鋁微粉51份、N-苯基-α -萘胺I份、聯苯胺黃I份、氨丙基三乙氧基硅烷I份、過氧化二異丙苯I份組成。制備方法與具體實施例I相同。具體實施例5 本實施例所提供的復合絕緣材料按質量份數比由三元乙丙橡膠40份、聚二甲硅氧烷6份、氫氧化鋁微粉50份、四季戊本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合絕緣材料，按質量百分比含有聚二甲硅氧烷3%～7%、三元乙丙橡膠35%～40%、氫氧化鋁50%～55%、偶聯劑1%、硫化劑1%、其他添加劑2%。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐·林森，
申請(專利權)人：合保電氣蕪湖有限公司，
類型：發明
國別省市：