[發明專利]一種新型絕緣橡膠的制備方法

無效

• 申請號: 201310054806.4
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN103102502A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 葉林忠;雷清泉
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08J5/24
• 分類號: C08J5/24;C08L7/00;C08L9/00;C08L9/06;C08L9/02;C08L11/00;C08L83/04;C08L23/22;C08L23/16;C08L23/28;C08L53/02
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 王志義

技術領域

本發明涉及一種液體低聚物改性絕緣橡膠的方法，具體地說涉及一種將液體低聚合物及其固化劑的混合體系均勻分散于橡膠基體中，原位生成以剛性粒子、微纖維或互穿網絡結構為主的增強結構，對橡膠基體具有顯著補強效果、顯著提高其耐電暈性能和絕緣壽命。屬于橡膠材料領域。

背景技術

純橡膠強度一般較低，不能滿足使用要求，必須添加大量炭黑進行補強。但是炭黑補強橡膠作為電絕緣材料使用時，介電損耗較大、絕緣電阻率較低，限制了應用的場合。目前，利用熱致液晶材料在原位生成微纖維增強高分子的報道較多，但熱致液晶材料在高分子基體中生成微纖維的條件較苛刻，且液晶原材料品種少，價格昂貴，所以在工業中的大規模推廣比較困難；

另外，有報道用甲基丙烯酸鎂或甲基丙烯酸鈉原位生成納米粒子來補強橡膠，但因成本高、不耐撕裂、對填充填料的非極性橡膠效果較差等諸多方面的原因而未獲得推廣。

而且，這二種方法均不耐局部放電，作為電絕緣材料使用時，壽命較短。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提出了一種以液體低聚物改性絕緣橡膠的方法，即將液體低聚合物及其固化劑的混合體系均勻分散于橡膠基體中，原位生成以剛性粒子、微纖維或互穿網絡結構為主的增強結構。該方法工藝操作非常方便，原材料易得；在橡膠的改性過程中，不改變傳統橡膠的加工方法，同時不增加生產成本；突出的是，原位生成的微納尺度的增強體在基體中分散均勻，且與橡膠基體、金屬材料等具有良好的界面結合力，同時，原位生成的增強體具有大量的苯環結構，因此，補強后的橡膠具有顯著改善的力學性能、耐電暈性能和絕緣壽命，適用于各種電纜等低壓電絕緣橡膠制品。

本發明的目的可以通過以下技術措施來實現：

本發明液體低聚物改性絕緣橡膠的方法，包括下列順序步驟：

（1）在橡膠體系原料的混煉過程中，將液體低聚物及其固化劑的混合體系加入原料中，在混煉過程中的剪切力作用下，液體低聚物及其固化劑的混合體系被細化成微細液體并均勻分散于橡膠基體中；

（2）在高溫硫化時，在橡膠體系硫化的同時，橡膠基體中的低聚物微細液體原位聚合生成了由大分子構成的剛性粒子和微纖維，或者與橡膠分子形成互穿網絡結構，且與硫化的橡膠基體、填料和金屬等之間具有良好的界面結合力，并對基體橡膠起到了顯著改善的補強作用、耐電暈性能、絕緣壽命和一定的阻燃效果。

其中，所述液體低聚物包括酚醛樹脂、環氧樹脂和不飽和樹脂，它們在常溫下均為粘稠狀液體，且為熱固性塑料或熱塑性塑料的預聚物。所述液體低聚物的添加量，以質量百分數計，為橡膠基體的4～36%。

所述液體低聚物是在橡膠原料的混煉過程中加入的，在混煉過程中的剪切作用下，液體低聚物被細化成微細液體，形成的粒子、微纖維或互穿網絡結構的尺度為70～500nm，并均勻分散于橡膠的基體中。

所述液體低聚物被分散入橡膠基體后，不影響橡膠體系的硫化性能；且在橡膠的高溫硫化過程中，液體低聚物自身發生鏈增長和交聯反應，由液態的小液滴原位聚合為固態的剛性粒子、微纖維或者與橡膠分子形成互穿網絡結構。

所述橡膠原料包括天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠、異丁橡膠、乙丙橡膠、氯化聚乙烯彈性體、SBS熱塑性彈性體等；橡膠硫化體系中的橡膠原料可以是單一橡膠品種，也可以是多種橡膠的并用體系，或是橡膠與塑料的共混體系。

液體低聚合物改性絕緣橡膠的體系中，由液體低聚合物生成的剛性熱固性增強結構與硫化的橡膠基體、填料和金屬等之間具有良好的界面結合力，并且均勻地分散于橡膠基體中。

液體低聚合物改性后的絕緣橡膠體系，具有了顯著改善的補強作用、耐電暈性能、絕緣壽命和一定的阻燃效果，適用于各種電纜等低壓電絕緣橡膠制品。