一种耐湿热老化高温硫化硅橡胶及其制备方法与应用

专利2025-10-08  2


本发明涉及硫化硅橡胶,尤其涉及一种耐湿热老化高温硫化硅橡胶及其制备方法与应用。


背景技术:

1、高温硫化硅橡胶材料具有优异的电气绝缘性能和较高的耐候性、耐臭氧、耐高温低温等性能,现如今已广泛应用于电子电气、航天航空等行业。高温硫化硅橡胶以其优异的性能在输电系统中得到了20多年的广泛应用。在高温高湿地区(高温高湿同时存在的地区),交流输电线路中绝缘子的介电损耗可能会增大,导致绝缘子被异常加热。高湿度也会降低绝缘子的击穿强度。这些都威胁着电力系统的安全。同时,近10年来,我国新建了多条高压直流输电线路,如天生桥-广州500千伏输电线路、贵州-广东500千伏输电线路、云南-广东800千伏输电线路等,这些线路大多经过高温高湿地区。在直流电场作用下,湿气侵入降低了高温超导材料的体积电阻率,严重降低了材料的绝缘性能。因此,在这些领域使用的高温硫化硅橡胶材料需要更好的电气特性和热稳定性。

2、目前研制的高温硫化硅橡胶材料虽然耐高温性能不错,但若在高温潮湿的工况下使用,表现出吸湿率普遍偏高,有的复合绝缘子运行10年,吸湿率竟高达2.5%以上,且长期使用在高温潮湿环境时,电学性能下降严重,导致绝缘子异常发热并老化失效严重,这表明目前的高温硫化硅橡胶材料仅仅是在耐热空气老化方面做的比较出色,但在耐湿热老化特性方面还有较大的研究空间,因此亟需提供一种方案改善上述问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐湿热老化高温硫化硅橡胶及其制备方法与应用,能够抑制硅橡胶在高湿高温环境下的吸湿率,从而确保硫化硅橡胶制备的绝缘子在电网运行过程中的长期稳定性。

2、第一方面,本发明提供的一种耐湿热老化高温硫化硅橡胶,以质量份数计包括100份硅橡胶生胶、100-140份阻燃剂、30-60份补强填料、3-8份羟基硅油、1-2份硫化剂、1-2份硅烷偶联剂和2-6份氧化钇粉末。

3、本发明提供的硫化硅橡胶,使用硅橡胶生胶作为基体,加入阻燃剂和补强填料能够综合提高硅橡胶的阻燃性能和力学强度,而加入氧化钇粉末后能够有效改善硫化硅橡胶在高温高湿环境下的吸湿性,从而提高硅橡胶材料在高温高湿环境下的力学性能和导电性;此外加入硅烷偶联剂能够提高氧化钇粉末、阻燃剂和补强填料在硅橡胶生胶内的相容性,羟基硅油的加入能够有效降低硅橡胶的粘度,提高加工性能和机械特性。

4、可选地,所述阻燃剂包括水合氧化铝粉末和氧化铝粉末中的至少一种。

5、可选地,所述阻燃剂的平均粒径为1μm。

6、可选地,所述氧化钇粉末的平均粒径为1μm。

7、可选地,所述补强填料包括气相白炭黑。

8、可选地,所述硫化剂包括2,5-二甲基-2,5-(叔丁基过氧)己烷。

9、可选地,所述硅烷偶联剂包括kh550、kh560和kh570中的至少一种。

10、可选地,所述硅橡胶生胶包括甲基乙烯基硅橡胶生胶。

11、可选地,所述羟基硅油的羟基含量为7-9%。

12、可选地,所述羟基硅油的粘度为30万-40万cp。

13、第二方面,本发明还提供了上述任一可选硫化硅橡胶的制备方法,包括:将硅橡胶生胶、阻燃剂、补强填料、羟基硅油、硅烷偶联剂与氧化钇粉末进行混炼后制得混合料;将混合料与硫化剂混合后进行两段硫化后,制得耐湿热老化高温硫化硅橡胶。

14、可选地,将硅橡胶生胶在55-65℃下进行预处理后,持续混炼并依次加入阻燃剂、氧化钇粉末、补强填料、羟基硅油与硅烷偶联剂后制得混合料。

15、可选地,将混合料与硫化剂混炼后制得待硫化物料,将所述待硫化物料在20-30℃下保温22-26h后,转移至165-175℃、195-205℃下依次进行硫化处理后,制得耐湿热老化高温硫化硅橡胶。

16、第三方面,本发明还提供了上述任一可选硫化硅橡胶的应用,所述应用包括制备绝缘子。



技术特征:

1.一种耐湿热老化高温硫化硅橡胶,其特征在于,以质量份数计包括100份硅橡胶生胶、100-140份阻燃剂、30-60份补强填料、3-8份羟基硅油、1-2份硫化剂、1-2份硅烷偶联剂和2-6份氧化钇粉末。

2.根据权利要求1所述的硫化硅橡胶,其特征在于,所述阻燃剂包括水合氧化铝粉末和氧化铝粉末中的至少一种;和/或,所述阻燃剂的平均粒径为1μm;和/或,所述氧化钇粉末的平均粒径为1μm。

3.根据权利要求1所述的硫化硅橡胶,其特征在于,所述补强填料包括气相白炭黑;和/或,所述硫化剂包括2,5-二甲基-2,5-(叔丁基过氧)己烷;和/或,所述硅烷偶联剂包括kh550、kh560和kh570中的至少一种;和/或,所述硅橡胶生胶包括甲基乙烯基硅橡胶生胶。

4.根据权利要求1所述的硫化硅橡胶,其特征在于,所述羟基硅油的羟基含量为7-9%;和/或,所述羟基硅油的粘度为30万-40万cp。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的硫化硅橡胶的制备方法,其特征在于,包括:将硅橡胶生胶、阻燃剂、补强填料、羟基硅油、硅烷偶联剂与氧化钇粉末进行混炼后制得混合料;将混合料与硫化剂混合后进行两段硫化后,制得耐湿热老化高温硫化硅橡胶。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,将硅橡胶生胶在55-65℃下进行预处理后,持续混炼并依次加入阻燃剂、氧化钇粉末、补强填料、羟基硅油与硅烷偶联剂后制得混合料。

7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,将混合料与硫化剂混炼后制得待硫化物料,将所述待硫化物料在20-30℃下保温22-26h后,转移至165-175℃、195-205℃下依次进行硫化处理后,制得耐湿热老化高温硫化硅橡胶。

8.一种如权利要求1至4任一项所述的硫化硅橡胶的应用,其特征在于,所述应用包括制备绝缘子。


技术总结
本发明提供了一种耐湿热老化高温硫化硅橡胶及其制备方法与应用,涉及硫化硅橡胶技术领域。本发明提供的硫化硅橡胶以质量份数计包括100份硅橡胶生胶、100‑140份阻燃剂、30‑60份补强填料、3‑8份羟基硅油、1‑2份硫化剂、1‑2份硅烷偶联剂和2‑6份氧化钇粉末。本发明提供的硫化硅橡胶在高湿高温环境下的吸湿率较低,从而确保硫化硅橡胶制备的绝缘子在电网运行过程中的长期稳定性。

技术研发人员:刘东雷,符继颖,罗鑫
受保护的技术使用者:南昌大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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