专利名称：用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及复合绝缘子用混炼胶的制备技术。
背景技术：
硅橡胶混炼胶是目前主要的复合绝缘子伞裙护套材料，它的生胶一般是分子量为40 80万的聚二甲基硅氧烷(PDMS)，也叫“甲基乙烯基硅橡胶”，为无色、无味、无毒、无机械杂质的胶状物，硅橡胶本身耐酸碱性能比较差，在酸雨、碱性、盐雾、紫外线等复杂地交替变化的外部环境条件下，表面易被破坏造成憎水性很快丧失。在混炼生胶过程中，加入适当的补强剂、结构化控制剂、耐腐蚀性等辅助材料，经过初步捏合、加热、真空捏合、混炼后，制得复合绝缘子用混炼胶，再经硫化、注胶模压成型，制成复合绝缘子伞裙护套，赋予复合绝缘子优良的电气绝缘性能、机械性能和耐老化性能。大部分复合绝缘子用于户外，户外环境恶劣，特别是沿海地区、盐碱地区、水泥厂、 化工厂、冶金、发电厂污染源等重污区，自然富集或者工业排放引起环境中的盐碱或酸物质含量偏高，这些物质随着环境中的水分或者雨雪、雾霾附着在复合绝缘子表面，使复合绝缘子伞裙护套受到腐蚀，憎水性能严重降低，耐老化性能随之降低，非常不利于复合绝缘子的安全、长效的使用。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶及其制备方法，由这种混炼胶制备的复合绝缘子具有良好的耐酸和耐盐碱性能，特别适合于盐碱地区和化工、粉尘污染区使用。本发明的目的可通过以下技术方案来实现
用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶，由包括以下重量份的原料混炼而成
硅橡胶生胶100份，
改性气相二氧化硅18 40份，
乙烯基硅油O 5份，
硅烷偶联剂I 10份，
轻基娃油I 8份，
活性氢氧化铝粉90 180份，
甲基娃油O. 5 8份，
含氢娃油O. 2 2份，
其中，娃烧偶联剂是A-151娃烧偶联剂、A-171娃烧偶联剂其中之一或两者混合，娃橡胶生胶为乙烯基含量在O. 04 O. 35%的甲基乙烯基硅橡胶；
原料中还包括有f 10份的环氧树脂E-20改性甲基硅树脂，所述环氧树脂E-20改性甲基硅树脂中环氧树脂与硅树脂的的重量比为75:2510:60。优化方案是原料中还包括有I飞份KH-560硅烷偶联剂；进一步优化方案是原料中还包括有O. 2 I. 2份的三乙醇胺。按上述的原料比例制备用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶的方法，包括如下步骤
步骤A.预捏合，向捏合机内投入环氧树脂E-20改性甲基硅树脂和至少1/5的硅橡胶生胶，捏合成团后，向捏合机内通入氮气，捏合机加热到60 80°C时，开始抽真空进行真空捏合，真空度为-O. 03 -O. 05Mpa，真空捏合温度为150 160°C，真空捏合时间为40 60min,出料得初捏合料；
步骤B.将初捏合料经过开炼机薄通3 4遍后冷却，然后经过150目以上的不锈钢滤网过滤，过滤后的初捏合料再经开炼机翻炼得到硅树脂母炼胶；
步骤C.低温捏合硅树脂母炼胶；
Cl.将硅树脂母炼胶和其余的硅橡胶生胶投入捏合机内，捏合30min ；
C2.继续向步骤C的捏合机内投入改性气相二氧化硅、硅烷偶联剂、乙烯基硅油、羟基娃油和适量含氢娃油，将捏合机内的物料捏合成团；
C3.再向步骤D的捏合机内投入活性氢氧化铝粉、甲基硅油和其余的含氢硅油，并捏合成团，出料得混炼胶初成品；
步骤D.将混炼胶初成品在开炼机上薄通2 3次；
步骤E.将经步骤D薄通的混炼胶初成品投入高温捏合机内进行高温捏合，同时通入氮气，高温捏合机加热到100 120°C时开始抽真空进行真空捏合，使捏合机内的真空度为-O. 04 -O. 09MPa，温度为160 180°C，持续真空捏合90 120min，出料得到混炼胶半成品；
步骤F.将混炼胶半成品割胶后在开炼机上进行3 5次薄通、返炼后冷却至室温，再使用过滤机将冷却的物料经过150目以上的不锈钢滤网过滤后，制得耐化学腐蚀复合绝缘子用混炼胶成品。优化方案在步骤A中，将I 5重量份的KH-560硅烷偶联剂随环氧树脂E_20改性甲基硅树脂一起投入捏合机内；
进一步优化方案在步骤A中，还将O. 2 I. 2重量份的三乙醇胺随环氧树脂E-20改性甲基硅树脂一起投入捏合机内。本发明中，为提高复合绝缘子用混炼胶耐化学腐蚀性，添加了经环氧树脂E-20改性后的甲基硅树脂，其具有以下特点1、具有与硅橡胶生胶相同的基团——甲基，与硅橡胶生胶的相容性好；2、环氧基能与硅橡胶生胶形成键能较高的硅-氧-烷键，使环氧树脂E-20改性甲基硅树脂与硅橡胶生胶的相容性提高；3、具有优良的耐化学腐蚀性提高，且力学性能和电绝缘性也很好。本发明中可以通过添加KH-560硅烷偶联剂提高硅橡胶和环氧树脂E-20改性甲基娃树脂相容性，KH-560娃烧偶联剂中文名称为3- (2，3-环氧丙氧)丙基二甲氧基娃烧,化学式为CH2OCH — CH2O (CH2) 3Si (OCH3) 3，含有与硅橡胶和环氧树脂E-20改性甲基硅树脂具有相似的基团，在混炼过程中可以降低硅橡胶和环氧树脂E-20改性甲基硅树脂的界面张力，提高两者的相容性及共混比例。本发明中还可以添加三乙醇胺，其呈碱性，在碱性环境中，硅橡胶生胶中的烷氧基能与环氧树脂E-20改性甲基硅树脂中的羟基发生反应，也形成牢固稳定的硅-氧-烷键，使硅橡胶生胶与环氧树脂E-20改性甲基硅树脂的相容性进一步提高。本发明突出的实质性特点和显著的进步在于在复合绝缘子用混炼胶的制备过程中配合添加环氧树脂E-20改性甲基硅树脂，使混炼胶具有良好的耐化学腐蚀性能，又具有良好的柔性性、防水性、防油性，高绝缘性能和介电强度及高憎水性能，由其制造的复合绝缘子适合于沿海地区、盐碱地区和工业发达地区。
图I为本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明 实施例I
参考图I和表7，表7列出本实施例的原料比例(以硅橡胶生胶100份计)，其中硅橡胶生胶为乙烯基含量为O. 04 O. 12%的甲基乙烯基硅橡胶，以表7的原料制备用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶的方法包括以下步骤
步骤A.预捏合，向捏合机内投入I份环氧树脂E-20改性甲基硅树脂(其中环氧树脂与硅树脂的重量比为40:60)和40份硅橡胶生胶，捏合成团后，向捏合机内通入氮气，捏合机加热到60 80°C时，开始抽真空进行真空捏合，真空度为-O. 03 -O. 05Mpa，真空捏合温度为150 160°C，真空捏合时间为40 60min，出料得初捏合料；
步骤B.将初捏合料经过开炼机薄通3 4遍后冷却，然后经过150目以上的不锈钢滤网过滤，过滤后的初捏合料再经开炼机翻炼得到硅树脂母炼胶；
步骤C.低温捏合硅树脂母炼胶；
Cl.将硅树脂母炼胶和60份硅橡胶生胶投入捏合机内，捏合30min ；
C2.继续向步骤Cl的捏合机内投入18份改性气相二氧化硅、I份A-151硅烷偶联剂、5份乙烯基硅油、I份羟基硅油和O. 15份含氢硅油，将捏合机内的物料捏合成团；
C3.再向步骤D的捏合机内投入90份活性氢氧化铝粉、O. 5份甲基硅油和O. 05份含氢硅油，并捏合成团，出料得混炼胶初成品；
步骤D.将混炼胶初成品在开炼机上薄通2 3次；
步骤E.将经步骤D薄通的混炼胶初成品投入高温捏合机内，并通入氮气，高温捏合机加热到100 120°C时开始抽真空进行真空捏合，使捏合机内的真空度为-O. 04 -O. 09MPa,温度为160 180°C，持续真空捏合90 120min，出料得到混炼胶半成品；
步骤F.将经步骤E的混炼胶半成品割胶并在开炼机上进行3 5次薄通，返炼后冷却至室温，再使用过滤机将冷却的物料先后经过28目以上和150目以上的不锈钢滤网过滤后，制得耐化学腐蚀复合绝缘子用混炼胶成品。为了评价本实施例的混炼胶的耐化学腐蚀效果，我们制备了对比混炼胶I，对比混炼胶I的原料除不添加环氧树脂E-20改性甲基硅树脂外其它原料及原料比例与本实施例完全相同，制备方法也与本实施例的完全相同。分别将本实施例的混炼胶及对比混炼胶I在170°C温度下硫化IOmin后制成6. 0±0. 5mm的方形胶片，以这些胶片为样品，分别浸泡在5%HN03 (酸性环境)、5%NaOH (碱性环境)和5%NaCl(盐环境)中进行憎水性能测试测量各样品的表面憎水性能丧失至HC31C4级别所需要的时间(参照资料DL/T 376-2010中，憎水性丧失特性为HC3 HC4级后则不合格，因此我们以HC31C4为界线看憎水性丧失到不合格边缘所需要的时间长短来对比其耐腐蚀性能的好坏)。我们采用混炼胶憎水性丧失时间延长率来衡量混炼胶的耐化学腐蚀性能(测试结果见表I):
权利要求
1.用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶，由包括以下重量份的原料混炼而成 硅橡胶生胶100份， 改性气相二氧化硅18 40份， 乙烯基硅油O 5份， 硅烷偶联剂I 10份， 轻基娃油I 8份， 活性氢氧化铝粉90 180份， 甲基娃油O. 5 8份， 含氢娃油O. 2 2份， 其中，娃烧偶联剂是A-151娃烧偶联剂、A-171娃烧偶联剂其中之一或两者混合，娃橡胶生胶为乙烯基含量在O. 04 O. 35%的甲基乙烯基硅橡胶； 其特征在于原料中还包括有f 10份的环氧树脂E-20改性甲基硅树脂，所述环氧树脂E-20改性甲基硅树脂中环氧树脂与硅树脂的的重量比为75:25 40:60。
2.根据权利要求I所述的用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶，其特征在于原料中还包括有I 5份KH-560硅烷偶联剂。
3.根据权利要求I或2所述的用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶，其特征在于原料中还包括有O. 2 I. 2份的三乙醇胺。
4.用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶的制备方法，其特征在于按权利要求I所述的原料比例，包括如下步骤 步骤A.预捏合，向捏合机内投入环氧树脂E-20改性甲基硅树脂和至少1/5的硅橡胶生胶，捏合成团后，向捏合机内通入氮气，捏合机加热到60 80°C时，开始抽真空进行真空捏合，真空度为-O. 03 -O. 05Mpa，真空捏合温度为150 160°C，真空捏合时间为40 60min,出料得初捏合料； 步骤B.将初捏合料经过开炼机薄通3 4遍后冷却，然后经过150目以上不锈钢滤网过滤，过滤后的初捏合料再经开炼机翻炼得到硅树脂母炼胶； 步骤C.低温捏合硅树脂母炼胶； Cl.将硅树脂母炼胶和剩余部分硅橡胶生胶投入捏合机内，捏合30min ； C2.继续向步骤Cl的捏合机内投入改性气相二氧化硅、硅烷偶联剂、乙烯基硅油、羟基娃油和适量含氢娃油，将捏合机内的物料捏合成团； C3.再向步骤D的捏合机内投入活性氢氧化铝粉、甲基硅油和其余的含氢硅油，并捏合成团，出料得混炼胶初成品； 步骤D.将混炼胶初成品在开炼机上薄通2 3次； 步骤E.将经步骤D薄通的混炼胶初成品投入高温捏合机内进行高温捏合，同时通入氮气，高温捏合机加热到100 120°C时开始抽真空进行真空捏合，使捏合机内的真空度为-O. 04 -O. 09MPa,温度为160 180°C，持续真空捏合90 120min，出料得到混炼胶半成品； 步骤F.将经步骤E的混炼胶半成品割胶并在开炼机上进行3 5次薄通、返炼后冷却至室温，再使用过滤机将冷却的物料经过150目以上的不锈钢滤网过滤后制得混炼胶成品O
5.根据权利要求4所述的用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶的制备方法，其特征在于在步骤A中，还将I 5份KH-560硅烷偶联剂随环氧树脂E-20改性甲基硅树脂一起投入捏合机内。
6.根据权利要求4所述的用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶的制备方法，其特征在于在步骤A中，还将O. 2 I. 2份三乙醇胺随环氧树脂E-20改性甲基硅树脂一起投入捏合机内。
7.根据权利要求5所述的用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶的制备方法，其特征在于在步骤A中，还将O. 2 I. 2份三乙醇胺随环氧树脂E-20改性甲基硅树脂一起投入捏合机内。
8.根据权利要求4或5或6或7所述的用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶的制备方法，其特征在于步骤A中投入的硅橡胶生胶占硅橡胶生胶总量的20 40%。
9.根据权利要求4或5或6或7所述的用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶的制备方法，其特征在于步骤C2中投入的含氢硅油占含氢硅油总量的60 80%。
全文摘要
本发明提出一种用于制造耐化学腐蚀复合绝缘子的混炼胶，其由包括以下重量份的主要原料混炼而成硅橡胶生胶100，环氧树脂E-20改性甲基硅树脂1~10，改性气相二氧化硅18～40，硅烷偶联剂1～15，活性氢氧化铝粉90～180，三乙醇胺0～1.2，其中，硅烷偶联剂是A-151硅烷偶联剂、A-171硅烷偶联剂、KH-560硅烷偶联剂其中之一或混合，硅橡胶生胶为乙烯基含量在0.04～0.35%的甲基乙烯基硅橡胶；环氧树脂E-20改性甲基硅树脂中环氧树脂占40～75%；本发明还提出了这种混炼胶的铡备方法，经测试，这种混炼胶具有良好的耐化学腐蚀性能，由其制造的复合绝缘子特别适合于盐碱地区和化工、粉尘污染区使用。
文档编号C08L63/00GK102816436SQ20121032394
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者欧阳旭丹, 邢军, 盘素芬, 刘洋, 李鸿泽, 唐湘军, 李燕林, 林建标 申请人:江苏省电力公司徐州供电公司, 广州市迈克林电力有限公司, 江苏省电力公司电力科学研究院, 江苏省电力公司, 国家电网公司