[發明專利]添加納米顆粒的耐紫外輻射復合絕緣子材料及制備方法

在審

• 申請號: 201910033261.6
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109762338A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 張紀偉;劉曉明;李夏雨;貢卓;吳元香;李靜;王延安;曹建梅;陳利;張峰;龍劍橋;陳寧;杜楊康
• 申請（專利權）人: 國網西藏電力有限公司
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L83/07;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/14;C08K3/36;C08K5/5455
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種添加納米顆粒的耐紫外輻射復合絕緣子材料及制備方法，是以硅橡膠為單位取xg，納米SiO₂為20x％，六甲基二硅氮烷為5x％，納米TiO₂為10x％～40x％，雙二五硫化劑為1x％。啟動雙輥機，待其溫度達到30℃后，取硅橡膠放置在兩輥中間混煉；均勻后，取納米SiO₂均勻加入硅橡膠中，再雙輥混煉，同時，分3次添加六甲基二硅氮烷；待全部添加完畢，再雙輥混煉，再均勻加入納米TiO₂，待添加完畢，再雙輥混煉得到混合材料；用取雙二五硫化劑，均勻滴在混合材料上，雙輥混煉后，鏟下試樣，將試樣卷成牛角包形狀，再次放入輥筒之間混煉后，取下試樣，放入兩片干凈PET薄膜之間；采用壓片機對試樣進行高溫硫化。本發明納米TiO₂的加入不影響復合絕緣子材料的憎水性。

技術領域

本發明涉及一種耐紫外輻射復合絕緣子材料。特別是涉及一種添加納米顆粒的耐紫外輻射復合絕緣子材料及制備方法。

背景技術

高壓輸電技術自應用以來，瓷絕緣子憑借其絕緣性能優越成為主要輸電線路的絕緣設備。瓷絕緣子由于具有良好的絕緣性能，抗氣候變化等優點廣泛應用于高壓直流輸電線路。但由于瓷絕緣子在惡劣天氣條件下如潮濕，融雪時會發生閃絡現象，給輸電線路安全性造成威脅，嚴重時會造成重大經濟損失和安全事故。尋找替代瓷絕緣子成為研究高壓絕緣及其相關專業的研究熱點。

硅橡膠復合絕緣子具有優異的表面憎水性及防污閃等性能，被認為是代替瓷絕緣子的良好材料。但硅橡膠屬于聚合物，分子的鍵能較弱，分子鍵容易斷裂，在復雜環境下容易出現物理老化現象。造成物理老化的因素有紫外輻照、局部高溫以及應力疲勞等，這對硅橡膠的力學性能、憎水性和絕緣強度有一定程度的影響。紫外輻射對于硅橡膠絕緣子老化有著重要影響，會導致硅橡膠表面C-C鍵或C-H鍵斷裂形成自由基，這些自由基容易和空氣中的氧氣發生反應，在硅橡膠表面形成親水的-OH等極性基團，致使硅橡膠表面結構和疏水性遭到破壞，絕緣子性能逐漸發生劣化乃至失效。紫外輻射造成硅橡膠絕緣子材料老化，進一步造成絕緣子電氣性能的下降，已經成為硅橡膠絕緣子發展中所亟待解決的問題。

目前，為了減緩硅橡膠復合絕緣子的紫外輻射老化，目前常見的方法是對硅橡膠進行改性處理。主要分為兩種：一是添加有機紫外穩定劑，是目前最傳統和應用最廣的方法，但是有機紫外穩定劑在防護過程中容易被損耗和遷移。二是添加無機紫外屏蔽劑，如TiO₂、ZnO等。其中，納米TiO₂是白色疏松粉末，粒徑小，活性大，既能反射/散射紫外線，又能吸收紫外線，對紫外線有強大的阻隔能力，是公認的良好的耐紫外輻射的材料。但應用摻雜TiO₂的硅橡膠材料作為高壓輸電線路中的具有抗老化特性的絕緣子還未見相關報道。

因此，如何在不影響硅橡膠絕緣基體性能的情況下在摻雜納米TiO₂顆粒仍是一個難題，在強紫外輻射條件下提高硅橡膠材料抗老化問題亟待解決。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種生產工藝操作簡便，且納米TiO₂添加量可控的添加納米顆粒的耐紫外輻射復合絕緣子材料及制備方法。

本發明所采用的技術方案是：一種添加納米顆粒的耐紫外輻射復合絕緣子材料，包括，硅橡膠、納米SiO₂、六甲基二硅氮烷、納米TiO₂和雙二五硫化劑，添加比例按照質量分數來計算為：以硅橡膠為單位取xg，x取10g～100g，納米SiO₂為20x％，六甲基二硅氮烷為5x％，納米TiO₂為10x％～40x％，雙二五硫化劑為1x％。

所述的硅橡膠為甲基硅橡膠或甲基乙烯基硅橡膠或甲基乙烯基苯基硅橡膠中的一種。