一种抗老化的环保绝缘材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗老化的环保绝缘材料及其制备方法，绝缘材料组份按重量份数包括乙丙橡胶10?20份、丁腈橡胶10?20份、天然橡胶10?15份、酚醛树脂10?15份、脲醛树脂3?8份、三乙烯四胺10?15份、松油醇4?8份、乙酰氧基硅烷15?25份、油酸丁酯7?12份、增强纤维10?20份、聚氨酯10?20份、硅烷偶联剂10?15份、纳米陶瓷粉末10?20份、纳米氧化铝粉末7?15份、高耐磨炭黑2?8份以及马来酸酐接枝聚丙烯15?25份，本发明制作工艺简单、制作过程环保无污染，制得的绝缘材料具有优异的抗老化、耐腐蚀、耐高温性能，而且具有良好的机械性能和电气性能，提高了产品的使用寿命。
【专利说明】
一种抗老化的环保绝缘材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及绝缘材料制备技术领域，具体为一种抗老化的环保绝缘材料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，我国电力事业发展迅速，电网系统运行电压等级不断提高，网络规模逐步 扩大，电网中核心设备主要是环氧树脂基材料，环氧树脂属于中等极性高聚物，其大分子末 端有环氧基，键中间有羟基和醚键，在固化过程中还会继续产生羟基和醚键，因此在外加电 场时会产生感应电荷，导致环氧树脂的体积电阻率较非极性的聚合物有一定差距，目前，挂 网运行的环氧树脂绝缘材料体积电阻率偏低，特别在直流高压下，电荷长期积聚造成表面 闪络，是特高压电网安全的最大隐患之一，由于空间电荷分布不均匀会造成绝缘材料的畸 变，影响其绝缘程度以及加速材料的老化，另外国内空气污染严重，气候条件复杂，作为电 力安全头号大敌的输变电设备污闪防护依然任务艰巨。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种抗老化的环保绝缘材料及其制备方法，以解决上述背 景技术中提出的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种抗老化的环保绝缘材料，其组份 按重量份数包括乙丙橡胶10-20份、丁腈橡胶10-20份、天然橡胶10-15份、酚醛树脂10-15 份、脲醛树脂3-8份、三乙烯四胺10-15份、松油醇4-8份、乙酰氧基硅烷15-25份、油酸丁酯7-12份、增强纤维10-20份、聚氨酯10-20份、硅烷偶联剂10-15份、纳米陶瓷粉末10-20份、纳米 氧化铝粉末7-15份、高耐磨炭黑2-8份以及马来酸酐接枝聚丙烯15-25份。
[0005] 优选的，所述增强纤维由40%钢纤维、30%玻璃纤维、30%植物纤维混合组成。
[0006] 优选的，优选的成分配比为：乙丙橡胶15份、丁腈橡胶15份、天然橡胶12份、酚醛树 脂12份、脲醛树脂5份、三乙烯四胺12份、松油醇6份、乙酰氧基硅烷20份、油酸丁酯10份、增 强纤维15份、聚氨酯15份、硅烷偶联剂12份、纳米陶瓷粉末15份、纳米氧化铝粉末11份、高耐 磨炭黑5份以及马来酸酐接枝聚丙烯20份。
[0007] 优选的，其制备方法包括以下步骤： A、 将乙丙橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、酚醛树脂、脲醛树脂、三乙烯四胺、松油醇混合后 加入密炼机中进行混炼，混炼温度为80 °C -100 °C，混炼时间为30min-40min，得到A混合物； B、 在A混合物中加入乙酰氧基硅烷、油酸丁酯、增强纤维、聚氨酯、硅烷偶联剂，混合后 进行机械搅拌，搅拌速率为1500-3500转/分，搅拌时间为20min-30min，得到B混合物； C、 在B混合物中加入纳米陶瓷粉末、纳米氧化铝粉末、高耐磨炭黑、马来酸酐接枝聚丙 烯，在高温下进行高低速搅拌，搅拌温度为130 °C-150 °C，低速搅拌速率为300-600转/分，搅 拌时间为3min-6min;之后进行高速搅拌，高速搅拌速率为3000-4000转/分，搅拌时间为 10min-20min，得到C混合物； D、将C混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185°C下注 塑成型即得。
[0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明制作工艺简单、制作过程环保无污 染，制得的绝缘材料具有优异的抗老化、耐腐蚀、耐高温性能，而且具有良好的机械性能和 电气性能，提高了产品的使用寿命;另外本发明中添加的增强纤维由40%钢纤维、30%玻璃纤 维、30%植物纤维混合组成，能够进一步增强了材料的抗老化能力。
【具体实施方式】
[0009] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技 术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0010] 本发明提供一种技术方案：一种抗老化的环保绝缘材料，其组份按重量份数包括 乙丙橡胶10-20份、丁腈橡胶10-20份、天然橡胶10-15份、酚醛树脂10-15份、脲醛树脂3-8 份、三乙烯四胺10-15份、松油醇4-8份、乙酰氧基硅烷15-25份、油酸丁酯7-12份、增强纤维 10-20份、聚氨酯10-20份、硅烷偶联剂10-15份、纳米陶瓷粉末10-20份、纳米氧化铝粉末7-15份、高耐磨炭黑2-8份以及马来酸酐接枝聚丙烯15-25份。
[0011] 实施例一： 采用的成分配比为：乙丙橡胶10份、丁腈橡胶10份、天然橡胶10份、酚醛树脂10份、脲醛 树脂3份、三乙烯四胺10份、松油醇4份、乙酰氧基硅烷15份、油酸丁酯7份、增强纤维10份、聚 氨酯10份、硅烷偶联剂10份、纳米陶瓷粉末10份、纳米氧化铝粉末7份、高耐磨炭黑2份以及 马来酸酐接枝聚丙烯15份。
[0012] 本实施例中，增强纤维由40%钢纤维、30%玻璃纤维、30%植物纤维混合组成。
[0013] 本实施例的制备方法包括以下步骤： A、 将乙丙橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、酚醛树脂、脲醛树脂、三乙烯四胺、松油醇混合后 加入密炼机中进行混炼，混炼温度为80 °C，混炼时间为30min，得到A混合物； B、 在A混合物中加入乙酰氧基硅烷、油酸丁酯、增强纤维、聚氨酯、硅烷偶联剂，混合后 进行机械搅拌，搅拌速率为1500转/分，搅拌时间为20min，得到B混合物； C、 在B混合物中加入纳米陶瓷粉末、纳米氧化铝粉末、高耐磨炭黑、马来酸酐接枝聚丙 烯，在高温下进行高低速搅拌，搅拌温度为130°C，低速搅拌速率为300转/分，搅拌时间为 3min;之后进行高速搅拌，高速搅拌速率为3000转/分，搅拌时间为lOmin，得到C混合物； D、 将C混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185°C下注 塑成型即得。
[0014] 实施例二： 采用的成分配比为：乙丙橡胶12份、丁腈橡胶12份、天然橡胶11份、酚醛树脂11份、脲醛 树脂4份、三乙烯四胺11份、松油醇5份、乙酰氧基硅烷16份、油酸丁酯8份、增强纤维12份、聚 氨酯12份、硅烷偶联剂11份、纳米陶瓷粉末12份、纳米氧化铝粉末8份、高耐磨炭黑3份以及 马来酸酐接枝聚丙烯17份。
[0015] 本实施例中，增强纤维由40%钢纤维、30%玻璃纤维、30%植物纤维混合组成。
[0016] 本实施例的制备方法包括以下步骤： A、 将乙丙橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、酚醛树脂、脲醛树脂、三乙烯四胺、松油醇混合后 加入密炼机中进行混炼，混炼温度为85 °C，混炼时间为32min，得到A混合物； B、 在A混合物中加入乙酰氧基硅烷、油酸丁酯、增强纤维、聚氨酯、硅烷偶联剂，混合后 进行机械搅拌，搅拌速率为1700转/分，搅拌时间为22min，得到B混合物； C、 在B混合物中加入纳米陶瓷粉末、纳米氧化铝粉末、高耐磨炭黑、马来酸酐接枝聚丙 烯，在高温下进行高低速搅拌，搅拌温度为135°C，低速搅拌速率为350转/分，搅拌时间为 4min;之后进行高速搅拌，高速搅拌速率为3200转/分，搅拌时间为12min，得到C混合物； D、 将C混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185°C下注 塑成型即得。
[0017] 实施例三： 采用的成分配比为：乙丙橡胶20份、丁腈橡胶20份、天然橡胶15份、酚醛树脂15份、脲醛 树脂8份、三乙烯四胺15份、松油醇8份、乙酰氧基硅烷25份、油酸丁酯12份、增强纤维20份、 聚氨酯20份、硅烷偶联剂15份、纳米陶瓷粉末20份、纳米氧化铝粉末15份、高耐磨炭黑8份以 及马来酸酐接枝聚丙烯25份。
[0018] 本实施例中，增强纤维由40%钢纤维、30%玻璃纤维、30%植物纤维混合组成。
[0019]本实施例的制备方法包括以下步骤： A、 将乙丙橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、酚醛树脂、脲醛树脂、三乙烯四胺、松油醇混合后 加入密炼机中进行混炼，混炼温度为95 °C，混炼时间为38min，得到A混合物； B、 在A混合物中加入乙酰氧基硅烷、油酸丁酯、增强纤维、聚氨酯、硅烷偶联剂，混合后 进行机械搅拌，搅拌速率为3000转/分，搅拌时间为28min，得到B混合物； C、 在B混合物中加入纳米陶瓷粉末、纳米氧化铝粉末、高耐磨炭黑、马来酸酐接枝聚丙 烯，在高温下进行高低速搅拌，搅拌温度为145°C，低速搅拌速率为550转/分，搅拌时间为 5.5min;之后进行高速搅拌，高速搅拌速率为3800转/分，搅拌时间为18min，得到C混合物； D、 将C混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185°C下注 塑成型即得。
[0020] 实施例四： 采用的成分配比为：乙丙橡胶15份、丁腈橡胶15份、天然橡胶12份、酚醛树脂12份、脲醛 树脂5份、三乙烯四胺12份、松油醇6份、乙酰氧基硅烷20份、油酸丁酯10份、增强纤维15份、 聚氨酯15份、硅烷偶联剂12份、纳米陶瓷粉末15份、纳米氧化铝粉末11份、高耐磨炭黑5份以 及马来酸酐接枝聚丙烯20份。
[0021 ] 本实施例中，增强纤维由40%钢纤维、30%玻璃纤维、30%植物纤维混合组成。
[0022]本实施例的制备方法包括以下步骤： A、 将乙丙橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、酚醛树脂、脲醛树脂、三乙烯四胺、松油醇混合后 加入密炼机中进行混炼，混炼温度为90 °C，混炼时间为35min，得到A混合物； B、 在A混合物中加入乙酰氧基硅烷、油酸丁酯、增强纤维、聚氨酯、硅烷偶联剂，混合后 进行机械搅拌，搅拌速率为2500转/分，搅拌时间为25min，得到B混合物； C、 在B混合物中加入纳米陶瓷粉末、纳米氧化铝粉末、高耐磨炭黑、马来酸酐接枝聚丙 烯，在高温下进行高低速搅拌，搅拌温度为140°C，低速搅拌速率为450转/分，搅拌时间为 4.5min;之后进行高速搅拌，高速搅拌速率为3500转/分，搅拌时间为15min，得到C混合物； D、将C混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185°C下注 塑成型即得。
[0023] 将普通绝缘材料和本发明各实施例制得的绝缘材料进行抗拉伸强度、断裂延伸率 和弹性模量试验，得到数据如下表：
由上表实验数据可知，实施例四制得的绝缘材料能够达到最佳性能。
[0024] 本发明制作工艺简单、制作过程环保无污染，制得的绝缘材料具有优异的抗老化、 耐腐蚀、耐高温性能，而且具有良好的机械性能和电气性能，提高了产品的使用寿命;另外 本发明中添加的增强纤维由40%钢纤维、30%玻璃纤维、30%植物纤维混合组成，能够进一步 增强了材料的抗老化能力。
[0025] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1. 一种抗老化的环保绝缘材料，其特征在于：其组份按重量份数包括乙丙橡胶10-20 份、丁腈橡胶10-20份、天然橡胶10-15份、酚醛树脂10-15份、脲醛树脂3-8份、三乙烯四胺 10-15份、松油醇4-8份、乙酰氧基硅烷15-25份、油酸丁酯7-12份、增强纤维10-20份、聚氨酯 10-20份、硅烷偶联剂10-15份、纳米陶瓷粉末10-20份、纳米氧化铝粉末7-15份、高耐磨炭黑 2-8份以及马来酸酐接枝聚丙烯15-25份。2. 根据权利要求1所述的一种抗老化的环保绝缘材料，其特征在于：所述增强纤维由 40%钢纤维、30%玻璃纤维、30%植物纤维混合组成。3. 根据权利要求1所述的一种抗老化的环保绝缘材料，其特征在于：优选的成分配比 为：乙丙橡胶15份、丁腈橡胶15份、天然橡胶12份、酚醛树脂12份、脲醛树脂5份、三乙烯四胺 12份、松油醇6份、乙酰氧基硅烷20份、油酸丁酯10份、增强纤维15份、聚氨酯15份、硅烷偶联 剂12份、纳米陶瓷粉末15份、纳米氧化铝粉末11份、高耐磨炭黑5份以及马来酸酐接枝聚丙 烯20份。4. 根据权利要求1所述的一种抗老化的环保绝缘材料，其特征在于:其制备方法包括以 下步骤： A、 将乙丙橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、酚醛树脂、脲醛树脂、三乙烯四胺、松油醇混合后 加入密炼机中进行混炼，混炼温度为80 °C -100 °C，混炼时间为30min-40min，得到A混合物； B、 在A混合物中加入乙酰氧基硅烷、油酸丁酯、增强纤维、聚氨酯、硅烷偶联剂，混合后 进行机械搅拌，搅拌速率为1500-3500转/分，搅拌时间为20min-30min，得到B混合物； C、 在B混合物中加入纳米陶瓷粉末、纳米氧化铝粉末、高耐磨炭黑、马来酸酐接枝聚丙 烯，在高温下进行高低速搅拌，搅拌温度为130 °C-150 °C，低速搅拌速率为300-600转/分，搅 拌时间为3min-6min;之后进行高速搅拌，高速搅拌速率为3000-4000转/分，搅拌时间为 10min-20min，得到C混合物； D、 将C混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185 °C下注 塑成型即得。
【文档编号】C08K7/06GK106084613SQ201610441883
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】李文军
【申请人】李文军