專利名稱:一種應用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料及其制備方法
技術領域:
本發明屬于特種橡膠技術和中高壓電氣領域,是引用了一種新的材料取代傳統的乙丙橡膠的改進,具體涉及ー種歐式系類中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料及其制備方法。
背景技術:
在電氣電纜行業中,凡是符合DIN47636標準的電纜附件簡稱為歐式電纜附件。原來行業所用的電纜附件所用的絕緣材料為三元乙丙橡膠(EPDM)。但是在使用中發現硅橡膠更耐高溫,抗紫外線和抗氧化,憎水性更強,耐電弧性和對人體的親和性更好。使用硅橡膠代替傳統EPDM絕緣材料,主要是針對相對于傳統的模壓エ藝,歐式電纜附件主要采用新型的注射エ藝。模壓エ藝成型除了對膠料的硬度有一定要求外,對流動性幾乎沒有什么要求,而注射エ藝對流動性要求就很高,因為膠料的流動性決定了絕緣層內部的應カ分布,進而決定電場分布。所以應用于歐式系列的電纜附件注射用的固體硅橡膠在傳統的膠料上有新的要求1)在傳統低速低壓的注射エ藝上,我們實現高壓快速注射的新理念,要求我們的硅橡膠具有良好的流動性;2)相對傳統的低溫注射,要求我們的硅橡膠在較高的塑化溫度及注射溫度下,即使時間較長,也不會出現硫化、結塊等現象。申請號為201010591839.9的中國專利描述了ー種復合絕緣子用硅橡膠,產品力學性能較好,但是使用時需要返煉,加入過多的添加劑導致產品有氣味,電學性能不高,加入過多的不可預料材質導致絕緣膠擊穿電壓強度降低,只能做到18KV/MM。
發明內容
本發明就是針對以上需要設計的ー款用于歐式系列電纜附件的固體硅橡膠絕緣混煉膠及其制備方法,通過使用本身具有優良絕緣性的規定分子量的甲基乙烯基硅橡膠, 補強材料補強后添加大量環保型阻燃材料以及其他輔料經過捏煉,抽真空,過濾,出片,加交聯劑等步驟最后形成的穩定的混合物的過程。為解決上述技術問題,本發明一種應用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣
膠料,該絕緣膠料成份組分如下,均為質量份硅橡膠生膠100份補強劑5-25 份阻燃劑80-130 份內脫模劑0.1~0.8 份色粉0.8-2 份防結構化控制劑0.8-2 份氧化鋅5~15 份硅烷偶聯劑1~2份羥基硅油1~5份硫化劑0.8-3 份進ー步地,所述硅橡膠為分子量為45萬至61萬的甲基乙烯基硅橡膠。進ー步地,所述補強劑為氣相法白炭黒,比表面積為150 200m2/g。進ー步地,所述阻燃劑為環保阻燃劑氫氧化鋁,細度為1250目;所述內脫模劑為聚四氟乙烯粉體預制式脫模劑。進ー步地,所述色粉為通用爐黑N660,325目篩余物0. 05 ;所述防結構化控制劑為六甲基ニ硅氮烷,純度> 99.9%。進ー步地,所述氧化鋅為間接法氧化鋅,純度> 99. 7% ;所述硅烷偶聯劑為乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷。進ー步地,所述羥基硅油為線形聚ニ甲基硅氧烷,端基為含量8%羥基;所述硫化劑為2,5-ニ甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷,活性物質含量為50%。如上所述的ー種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料的制備方法,包括如下步驟1)投料開動捏合機,升溫至140°C后,加入按質量分數計的硅橡膠生膠100份,內脫模劑 0. 1 0. 8份,色粉0. 8 2份,氧化鋅5 15份;封閉捏合室混煉,當溫度重新上升至 135°C 140°C吋,快速加入阻燃劑40 65份和補強劑2. 5 12. 5份;封閉捏合室繼續升溫至1;35で 140°C,加入阻燃劑40 65份,補強劑2. 5 12. 5,硅烷偶聯劑1 2份和羥基硅油1 5份,防結構化控制劑0. 8 2份,捏合升溫到150°C。2)捏合、抽真空升溫至165°C抽真空,真空度為0. 07 0. 08,等膠料溫度下降至45 50°C時,將膠料取出,停放。3)開煉進入開煉車間,在開放式煉膠機上加硫化劑0. 8 3份,薄通4次以上,打三角包 8次后出片。4)保存、使用出片后的膠料用塑料薄膜卷取起來,停放,返煉即可使用。進ー步地,步驟1)中溫度重新上升至135°C 140°C所需的時間為5 8分鐘;捏合升溫到150°C的所需的時間為80分鐘。進ー步地,步驟2、中抽真空的步驟為關掉加熱器,讓設備繼續捏合直至膠料逐步降溫至45 50°C;所述降溫至45 50°C所需的時間為80 90分鐘;所述停放條件為 在停放區停放M小時以上,進ー步地,步驟4)中所述停放時間為48小時以上。本發明具有如下有益效果1)采用添加內脫模劑、増加新的添加劑(如聚四氟類)改善膠料的流動性,配合合適的原材料,以滿足我們注射エ藝的需要;2)通過活性基團與無機填料結合,得到ー種硫化速度快,高機械性能與良好絕緣電氣性能的膠料;3)開煉時不粘輥,硫化時候不粘模具,配方內含有的防結構化控制機使膠料可以隨意保存不需要過多的返煉,產品次品率低。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進ー步處理,但本發明并不限于以下實施例。表1為實施例1 2與專利號為201010591839. 9的對比文件的相關性能參數對比,其中對比文件的數據是按照對比文件的配方、實驗步驟重復實施實驗得到的。實施例1 一種應用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料,該絕緣膠料成份組分如
下,均為質量份
甲基乙烯基硅橡膠生膠100份
氣相法白炭黑25份
氫氧化鋁120份
聚四氟乙烯粉體預制式脫模劑0.3份
通用爐黑N6600.8份
六甲基ニ硅氮烷0.8份
間接法氧化鋅8份
乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷1.2份
線形聚ニ甲基硅氧烷5份
2,5-ニ甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷1.5份如上所述的ー種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料的制備方法,包括如下步驟1)投料開動捏合機,升溫至140°C后,加入按質量分數計的甲基乙烯基硅橡膠生膠100 份,聚四氟乙烯粉體預制式脫模劑0. 3份,通用爐黑N6600. 8份,間接法氧化鋅8份;封閉捏合室混煉,5分鐘后,當溫度重新上升至135°C吋,快速加入氫氧化鋁60份和氣相法白炭黑 12. 5份;封閉捏合室繼續升溫至135°C,加入氫氧化鋁60份,氣相法白炭黑12. 5,乙烯基三 (β-甲氧基乙氧基)硅烷1. 2份和線形聚ニ甲基硅氧烷5份,六甲基ニ硅氮烷0. 8份,80 分鐘后,捏合升溫到150°C。2)捏合、抽真空升溫至165°C抽真空,真空度為0. 07,關掉加熱器,讓設備繼續捏合,90分鐘后等膠料溫度下降至45°C吋,將膠料取出,在停放區停放M小吋。3)開煉進入開煉車間,在開放式煉膠機上加2,5_ ニ甲基-2,5_雙(叔丁基過氧基)己烷 1. 5份,薄通4次,打三角包8次后出片。4)保存、使用出片后的膠料用塑料薄膜卷取起來,在倉庫停放48小吋,返煉即可使用。實施例2 一種應用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料,該絕緣膠料成份組分如
下,均為質量份
甲基乙烯基硅橡膠生膠100份
氣相法白炭黑20份
氫氧化鋁130份
聚四氟乙烯粉體預制式脫模劑0.3份
通用爐黑N6600.8份
六甲基ニ硅氮烷1.0份
間接法氧化鋅5份
乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷1.5份
線形聚ニ甲基硅氧烷5份
2,5-ニ甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷1.6份如上所述的ー種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料的制備方法,包括如下步驟1)投料開動捏合機,升溫至140°C后,加入按質量分數計的甲基乙烯基硅橡膠生膠100 份,聚四氟乙烯粉體預制式脫模劑0. 3份,通用爐黑N660 0. 8份,間接法氧化鋅5份;封閉捏合室混煉,8分鐘后,當溫度重新上升至140°C吋,快速加入氫氧化鋁65份和氣相法白炭黑10份;封閉捏合室繼續升溫至140°C,加入氫氧化鋁65份,氣相法白炭黑10份,乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷1. 5份和線形聚ニ甲基硅氧烷5份,六甲基ニ硅氮烷1份,80 分鐘后,捏合升溫到150°C。2)捏合、抽真空
升溫至165°C抽真空,真空度為0. 08,關掉加熱器,讓設備繼續捏合,80分鐘后等 膠料溫度下降至50°C時,將膠料取出,在停放區停放24小時。3)開煉進入開煉車間,在開放式煉膠機上加2,5_ 二甲基_2,5_雙(叔丁基過氧基)己烷
1.6份,薄通4次,打三角包8次后出片。4)保存、使用出片后的膠料用塑料薄膜卷取起來,在倉庫停放48小時,返煉即可使用。實施例3:一種應用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料,該絕緣膠料成份組分如 下,均為質量份
甲基乙烯基硅橡膠生膠100份
氣相法白炭黑5份
氫氧化鋁80份
聚四氟乙烯粉體預制式脫模劑0.1份
通用爐黑N6602份
六甲基二硅氮烷2份
間接法氧化鋅15份
乙烯基三(P -甲氧基乙氧基)硅烷1份
線形聚二甲基硅氧烷1份
2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.8份如上所述的一種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料的制備方法,包 括如下步驟1)投料開動捏合機,升溫至140°C后,加入按質量分數計的甲基乙烯基硅橡膠生膠100 份,聚四氟乙烯粉體預制式脫模劑0. 1份,通用爐黑N6602份,間接法氧化鋅15份;封閉捏 合室混煉,8分鐘后,當溫度重新上升至140°C時,快速加入氫氧化鋁40份和氣相法白炭黑
2.5份;封閉捏合室繼續升溫至140°C,加入氫氧化鋁40份,氣相法白炭黑2. 5份,乙烯基三 (3 -甲氧基乙氧基)硅烷1份和線形聚二甲基硅氧烷1份,六甲基二硅氮烷2份,80分鐘 后,捏合升溫到150°C。2)捏合、抽真空升溫至165°C抽真空,真空度為0. 08,關掉加熱器,讓設備繼續捏合,80分鐘后等 膠料溫度下降至50°C時,將膠料取出,在停放區停放30小時。3)開煉進入開煉車間,在開放式煉膠機上加2,5_ 二甲基_2,5_雙(叔丁基過氧基)己烷 0. 8份,薄通6次,打三角包8次后出片。
4)保存、使用出片后的膠料用塑料薄膜卷取起來,在倉庫停放60小吋,返煉即可使用。實施例4 —種應用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料,該絕緣膠料成份組分如下,均為質量份
甲基乙烯基硅橡膠生膠氣相法白炭黑
ドロ
阻氫氧化鋁聚四氟乙烯脫模劑通用爐黑N660 六甲基ニ硅氮烷間接法氧化鋅
乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷
線形聚ニ甲基硅氧烷
2,5-ニ甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷
100份 5份 80份 0.1份 2份 2份 15份 1份 1份 0.8份如上所述的ー種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料的制備方法,包括如下步驟1)投料開動捏合機,升溫至140°C后,加入按質量分數計的甲基乙烯基硅橡膠生膠100 份,聚四氟乙烯粉體預制式脫模劑0. 1份,通用爐黑N660 2份,間接法氧化鋅15份;封閉捏合室混煉,6分鐘后,當溫度重新上升至140°C吋,快速加入氫氧化鋁40份和氣相法白炭黑 2. 5份;封閉捏合室繼續升溫至140°C,加入氫氧化鋁40份,氣相法白炭黑2. 5份,乙烯基三 (β -甲氧基乙氧基)硅烷1份和線形聚ニ甲基硅氧烷1份,六甲基ニ硅氮烷2份,80分鐘后,捏合升溫到150°C。2)捏合、抽真空升溫至165°C抽真空,真空度為0. 08,關掉加熱器,讓設備繼續捏合,80分鐘后等膠料溫度下降至50°C吋,將膠料取出,在停放區停放30小吋。3)開煉進入開煉車間,在開放式煉膠機上加2,5_ ニ甲基-2,5_雙(叔丁基過氧基)己烷 0. 8份,薄通6次,打三角包8次后出片。4)保存、使用出片后的膠料用塑料薄膜卷取起來,在倉庫停放55小吋,返煉即可使用。實施例5 一種應用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料,該絕緣膠料成份組分如下,均為質量份甲基乙烯基硅橡膠生膠氣相法白炭黑阻氫氧化鋁
聚四氟乙烯粉體預制式脫模劑通用爐黑N660 六甲基ニ硅氮烷間接法氧化鋅
乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷
線形聚ニ甲基硅氧烷
2,5-ニ甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷
100份 5份 80份 0.1份 2份 2份 15份 2份 1份 3份如上所述的ー種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料的制備方法,包括如下步驟1)投料開動捏合機,升溫至140°C后,加入按質量分數計的甲基乙烯基硅橡膠生膠100 份,聚四氟乙烯粉體預制式脫模劑0. 1份,通用爐黑N660 2份,間接法氧化鋅15份;封閉捏合室混煉,6分鐘后,當溫度重新上升至140°C吋,快速加入氫氧化鋁40份和氣相法白炭黑 2. 5份;封閉捏合室繼續升溫至140°C,加入氫氧化鋁40份,氣相法白炭黑2. 5份,乙烯基三 (β -甲氧基乙氧基)硅烷2份和線形聚ニ甲基硅氧烷1份,六甲基ニ硅氮烷2份,80分鐘后,捏合升溫到150°C。2)捏合、抽真空升溫至165°C抽真空,真空度為0. 08,關掉加熱器,讓設備繼續捏合,80分鐘后等膠料溫度下降至50°C吋,將膠料取出,在停放區停放40小吋。3)開煉進入開煉車間,在開放式煉膠機上加2,5_ ニ甲基-2,5_雙(叔丁基過氧基)己烷 3份,薄通7次,打三角包8次后出片。4)保存、使用出片后的膠料用塑料薄膜卷取起來,在倉庫停放48小吋,返煉即可使用。表權利要求
1. ー種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料,其特征在于,該絕緣膠料成份組分如下,均為質量份硅橡膠生膠100份補強劑5-25 份阻燃劑80-130 份內脫模劑0.1~0.8 份色粉0.8-2 份防結構化控制劑0.8-2 份氧化鋅5-15 份硅烷偶聯劑1~2份羥基硅油1~5份硫化劑0.8-3 份。
2.根據權利要求1所述的ー種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料,其特征在干,所述硅橡膠為分子量為45 61萬的甲基乙烯基硅橡膠;所述補強劑為氣相法白炭黑,比表面積為150 200m2/go
3.根據權利要求1所述的ー種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料,其特征在于,所述阻燃劑為環保阻燃劑氫氧化鋁,細度為1250目;所述內脫模劑為聚四氟乙烯粉體預制式脫模劑。
4.根據權利要求1所述的ー種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料,其特征在于,所述色粉為通用爐黑N660,325目篩余物05 ;所述防結構化控制劑為六甲基 ニ硅氮烷,純度> 99.9%。
5.根據權利要求1所述的ー種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料,其特征在干,所述氧化鋅為間接法氧化鋅,純度>99. 7% ;所述硅烷偶聯劑為乙烯基三(β_甲氧基乙氧基)硅烷。
6.根據權利要求1所述的ー種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料,其特征在干,所述羥基硅油為線形聚ニ甲基硅氧烷,端基為含量8%羥基;所述硫化劑為2,5- ニ 甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷,活性物質含量為50%。
7.如權利要求1 6任一所述的ー種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料的制備方法,其特征在干,包括如下步驟1)投料開動捏合機,升溫至140°C后,加入按質量分數計的硅橡膠生膠100份,內脫模劑0. 1 0. 8份,色粉0. 8 2份,氧化鋅5 15份;封閉捏合室混煉,當溫度重新上升至135°C 1400C吋,快速加入阻燃劑40 65份和補強劑2. 5 12. 5份;封閉捏合室繼續升溫至 1;35で 140°C,加入阻燃劑40 65份,補強劑2. 5 12. 5,硅烷偶聯劑1 2份和羥基硅油1 5份,防結構化控制劑0. 8 2份,捏合升溫到150°C ;2)捏合、抽真空升溫至165°C抽真空,真空度為0. 07 0. 08,等膠料溫度下降至45 50°C吋,將膠料取出,停放;3)開煉進入開煉車間,在開放式煉膠機上加硫化劑0. 8 3份,薄通4次以上,打三角包8次ノη出門;4)保存、使用出片后的膠料用塑料薄膜卷取起來,停放,返煉即可使用。
8.根據權利要求7所述的制備方法,其特征在干,步驟1)中溫度重新上升至135°C 140°C所需的時間為5 8分鐘;捏合升溫到150°C的所需的時間為80分鐘。
9.根據權利要求7所述的制備方法,其特征在干,步驟2)中抽真空的步驟為關掉加熱器,讓設備繼續捏合直至膠料逐步降溫至45 50°C ;所述降溫至45 50°C所需的時間為80 90分鐘;所述停放條件為在停放區停放M小時以上。
10.根據權利要求7所述的制備方法,其特征在干,步驟4)中所述停放時間為48小時以上。
全文摘要
本發明屬于特種橡膠技術和中高壓電氣領域,是對現有技術的一種徹底改進,具體涉及一種用于歐式系列中高壓電纜附件的硅橡膠絕緣膠料及其制備方法。本發明成份組分以質量份計如下硅橡膠生膠100份;補強劑5~25份;阻燃劑80~130份;內脫模劑0.1~0.8份;色母0.8~2份;防結構化控制劑0.8~2份;氧化鋅5~15份;硅烷偶聯劑1~2份;羥基硅油1~5份;硫化劑0.8~3份。本發明與現有EPDM橡膠相比耐漏電起痕和電蝕損性可以達到TMA4.5,具有持久憎水性,介電常數和節點強度數據優良,濕電性很好;可以注射成型而不會像EPDM那樣分布不均容易引起電場集中;硫化速度很快,效率高節省成本。
文檔編號H01B3/28GK102585513SQ201110458398
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者全超 申請人:全超