[發明專利]一種耐電弧硅橡膠復合材料、制備方法及其用途

有效

• 申請號: 201510430660.8
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN105062080B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 薛楊;徐志磊;張冬海;李欣欣;韓世健;沈輝;孫浩;王好盛;錢西慧;陳運法
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所;江東金具設備有限公司
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08K9/06;C08K9/00;C08K3/34;C08K3/36
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,侯瀟瀟

技術領域

本發明屬于材料領域，具體地，本發明涉及一種耐電弧硅橡膠復合材料、制備方法及其用途，更具體涉及一種輕質耐電弧硅橡膠復合材料、制備方法及其用途。

背景技術

在高壓輸電絕緣子中，高溫硫化硅橡膠復合絕緣子在近年來得到了廣泛的應用，相比傳統的玻璃和陶瓷絕緣子，高溫硫化硅橡膠復合絕緣子具有體積小、重量輕、便于運輸和安裝，疏水性優異、高強度和良好的耐老化性等特點，因而發展迅速。

目前的高溫硫化硅橡膠復合絕緣子主要由硅橡膠，填料及硫化劑混合熱硫化成型而成，其耐漏電起痕和電蝕損偏低，一般為交流1A4.5級，其應用輸電網絡的電壓等級為1000kV以下，無法滿足1000kV以上的直流特高壓輸電網絡的應用要求。而且，填料多為氫氧化鋁，其用于提高復合絕緣子的耐漏電起痕和電蝕損性能，由于具備良好的絕緣阻燃性能和低廉的價格而成為復合絕緣子中最常用的填料，但大量的填料加入會大大影響復合絕緣子的機械性能和表面疏水性，并且高溫電弧燒蝕下氫氧化鋁釋放出的結合水在一定程度上會使復合絕緣子表面變得更加粗糙，從而影響復合絕緣子的使用壽命。因此，在提高復合絕緣子耐漏電起痕和電蝕損性能的基礎上，同時保證復合絕緣子的機械性能和加工性能非常重要，因此提高填料在硅橡膠基體中的分散性，增強填料與硅橡膠基體的界面結合作用，是提高高溫硫化硅橡膠復合絕緣子材料性能的關鍵問題，這也是目前研究的重點和難點。

CN 103642247A公開了一種耐高溫絕緣硅橡膠，采用可溶性聚金屬有機硅氧烷和耐熱添加劑改善硅橡膠的耐高溫性能，制備的硅橡膠耐漏電起痕性可達到4.5KV以上。CN 104610754A公開了一種復合絕緣子用的微納硅橡膠復合膠料及其制備方法，將微米和納米氫氧化鋁進行復配來改善界面，提高耐漏電起痕性能，可達到1A4.5KV。但上述已有技術公開的硅橡膠的耐漏電起痕性能仍較低。

發明內容

針對已有技術的問題，本發明的目的之一在于提供一種輕質耐電弧硅橡膠復合材料，其具有優異的耐漏電起痕和電蝕損性能，同時具有高的機械性能、擊穿強度等電氣性能和阻燃性能及可加工性能，可用于特高壓直流輸電線路復合絕緣子的制備。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種輕質耐電弧硅橡膠復合材料，其主要由如下原料制備得到：

(A)至少一種硅橡膠；

(B)改性納米膨脹蛭石。

本發明組分(B)改性納米膨脹蛭石的加入可以改善硅橡膠的加工性能，可以充分發揮納米顆粒的納米效應，增強界面結合，提高復合材料的機械性能，并同時提高復合材料的耐熱穩定性，從而提高耐漏電起痕和電蝕損性能。此外，片層狀的膨脹蛭石還可以提高復合材料的阻燃性能。

優選地，所述組分(A)的重量占組分(A)和組分(B)的重量總和的重量百分比為61～91％，例如62％、64％、67％、70％、73％、76％、79％、82％、85％、88％或90％，優選77～89％。

優選地，所述組分(A)為甲基封端的甲基乙烯基硅橡膠或/和乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠。

優選地，所述甲基封端的甲基乙烯基硅橡膠和乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠均獨立地為乙烯基含量為0.05％～0.11％、0.13％～0.19％、0.21％～0.28％或0.30％～0.36％的硅橡膠中的任意一種或者至少兩種的混合物。

優選地，所述組分(A)為甲基封端的甲基乙烯基硅橡膠或乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠，所述硅橡膠的乙烯基含量為0.05％～0.11％或0.13％～0.19％，進一步優選0.06％～0.08％或0.14％～0.16％。

優選地，所述組分(A)為乙烯基含量分別為0.05％～0.09％和0.30％～0.36％的兩種甲基封端的甲基乙烯基硅橡膠的組合。

優選地，所述組分(A)為乙烯基含量分別為0.05％～0.09％和0.30％～0.36％的兩種乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠的組合。

優選地，所述組分(A)為乙烯基含量為0.05％～0.09％的甲基封端的甲基乙烯基硅橡膠和乙烯基含量為0.30％～0.36％乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠的組合。

優選地，所述組分(A)為乙烯基含量為0.05％～0.09％的乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠和乙烯基含量為0.30％～0.36％甲基封端的甲基乙烯基硅橡膠的組合。

當所述組分(A)為兩種硅橡膠時，即為甲基封端的甲基乙烯基硅橡膠和乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠時，各硅橡膠之間的混合比例不作限定，可以為任意比例。