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用于 变压器 套管 缓冲层的热硫化导电 硅 橡胶及其制备方法

阅读：1033发布：2020-05-28

专利汇可以提供用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶及其制备方法，按照下述重量份数的原料制备而成：硅橡胶100份、补强剂15～20份、偶联剂 1～3份、硫化剂0.5～1.5份、软化剂1～3份、活性剂0.4～3.5份、结构控制剂2～6份、阻燃剂20～50份,导电助剂15-20份；该配方制备的变压器套管缓冲层硅橡胶护套对套管主绝缘进行有效保护，消除热胀冷缩时产生的应力对硬度大的芯体造成伤害，防止载流发热对主绝缘电容芯子老化性的影响，吸收套管运行时产生的空间电荷，解决因空间电荷积累导致的芯子局部场强畸变，提高套管运行的可靠性。，下面是用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶，其特征在于：按照下述重量份数的原料制备而成：
硅橡胶100份、补强剂15～20份、偶联剂1～3份、硫化剂0.5～1.5份、软化剂1～
3份、活性剂0.4～3.5份、结构控制剂2～6份、阻燃剂20～50份,导电助剂15-20份。
2.如权利要求1所述的用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶，其特征在于：所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
3.如权利要求1所述的用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶，其特征在于：所述补强剂是气相白碳黑。
4.如权利要求1所述的用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶，其特征在于：所述偶联剂包括r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氮烷，或乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷和六甲基二硅氮烷，或r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷与、烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷和六甲基二硅氮烷；所述r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷及乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷的质量浓度不低于95％。
5.如权利要求1所述的用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶，其特征在于：所述硫化剂是2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷或过氧化二异丙苯，2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷质量浓度不低于95％。
6.如权利要求1所述的用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶，其特征在于：所述软化剂是甲基硅油。
7.如权利要求1所述的用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶，其特征在于：所述活性剂是活性氧化锌或氧化性。
8.如权利要求1所述的用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶，其特征在于：所述结构控制剂是羟基硅油或二苯基硅二醇，羟基硅油的羟基含量不低于8％。
9.如权利要求1所述的用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶，其特征在于：所述阻燃剂是氢氧化铝、氢氧化镁、溴类化合物或三氧化二锑，阻燃剂4um以下粒径颗粒不低于75％，所述导电助剂是炭黑300J。
10.一种权利要求1-9用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将全部重量份数的硅橡胶于捏合机中混炼5～10分钟，加入1/2重量份数的补强剂、1/2重量份数的结构控制剂，偶联剂中1/2重量份数的r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷，加入全部重量份数的导电助剂混炼30-50分钟；再加入剩余1/2重量份数的补强剂、结构控制剂和偶联剂中的r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷，混炼30～50分钟；再加入全部量重份数的阻燃剂、软化剂、活性剂及偶联剂中的六甲基二硅氮烷，混炼30～50分钟；抽真空10～30分钟控制真空度-0.07mpa；常温下放置8～24小时，即得母胶；
2)取步骤1)得到的母胶，加入全部重量份数的硫化剂，混炼30～50分钟，常温下放置
12～24小时，即得硅橡胶混炼胶；
3)将步骤2)得到的硅橡胶混炼胶置入成型模具中，并将涂刷有粘接剂的套管芯体放入模具中于175℃～185℃加压硫化30～60分钟。

说明书全文

用于变压器 套管 缓冲层的热硫化导电 硅 橡胶及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于变压器套管生产领域，涉及用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶及其制备方法。

背景技术

[0002] 目前，高压和超高压胶浸式干式电容套管金属导管与环氧芯体的结合主要是以环氧包裹在金属芯体上，而高压和超高压胶浸式干式电容套管的电容芯子主要由金属芯子和环氧绝缘体组成。在金属芯子和环氧芯体之间成型一种缓冲材料，起缓冲、隔热和吸附空间电荷的作用，能够对套管主绝缘进行有效保护，消除热胀冷缩时产生的应力对硬度大的芯体造成伤害，防止载流发热对主绝缘电容芯子老化性的影响，吸收套管运行时产生的空间电荷，解决因空间电荷积累导致的芯子局部场强畸变，提高套管运行的可靠性。

[0003] 目前，在制造高压和超高压变压器套管芯体时还未在金属导管和环氧芯体之间添加缓冲层，也没有符合用作变压器套管缓冲层的材料。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶及其制备方法，能够起缓冲、隔热和吸附空间电荷的作用，对变压器套管进行有效保护。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0006] 用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶，按照下述重量份数的原料制备而成：

[0007] 硅橡胶100份、补强剂15～20份、偶联剂1～3份、硫化剂0.5～1.5份、软化剂1～3份、活性剂0.4～3.5份、结构控制剂2～6份、阻燃剂20～50份,导电助剂15-20份。

[0008] 进一步，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。

[0009] 进一步，所述补强剂是气相白碳黑。

[0010] 进一步，所述偶联剂包括r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氮烷，或乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷和六甲基二硅氮烷，或r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷与乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷和六甲基二硅氮烷；所述r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷及乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷的质量浓度不低于95％。

[0011] 进一步，所述硫化剂是2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷或过氧化二异丙苯，2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷质量浓度不低于95％。

[0012] 进一步，所述软化剂是甲基硅油。

[0013] 进一步，所述活性剂是活性氧化锌或氧化性。

[0014] 进一步，所述结构控制剂是羟基硅油或二苯基硅二醇，羟基硅油的羟基含量不低于8％。

[0015] 进一步，所述阻燃剂是氢氧化铝、氢氧化镁、溴类化合物或三氧化二锑，阻燃剂4um以下粒径颗粒不低于75％，所述导电助剂是炭黑300J。

[0016] 用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：

[0017] 1)将全部重量份数的硅橡胶于捏合机中混炼5～10分钟，加入1/2重量份数的补强剂、1/2重量份数的结构控制剂和偶联剂中1/2重量份数的r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷，加入全部重量份数的导电助剂混炼30-50分钟；再加入剩余1/2重量份数的补强剂、结构控制剂和偶联剂中的r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷，混炼30～50分钟；再加入全部量重份数的阻燃剂、软化剂和活性剂及偶联剂中的六甲基二硅氮烷，混炼30～50分钟；抽真空10～30分钟控制真空度-0.07mpa；常温下放置8～24小时，即得母胶；

[0018] 2)取步骤1)得到的母胶，加入全部重量份数的硫化剂，混炼30～50分钟，常温下放置12～24小时，即得硅橡胶混炼胶；

[0019] 3)将步骤2)得到的硅橡胶混炼胶置入成型模具中，并将涂刷有粘接剂的套管芯体放入模具中于175℃～185℃加压硫化30～60分钟。

[0020] 本发明的用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶及制备方法具有以下有益效果：

[0021] (1)此配方采用了偶联剂有效的处理了补强剂表面和无机填料的表面，增强套管芯体与硅橡胶之间的粘接强度，导电助剂既保证了缓冲层的导电率、又保证了护套的机械强度；

[0022] (2)该配方制备的变压器套管缓冲层硅橡胶护套对套管主绝缘进行有效保护，消除热胀冷缩时产生的应力对硬度大的芯体造成伤害，防止载流发热对主绝缘电容芯子老化性的影响，吸收套管运行时产生的空间电荷，解决因空间电荷积累导致的芯子局部场强畸变，提高套管运行的可靠性。

具体实施方式

[0023] 下面结合实施例对本发明做进一步详细描述。

[0024] 用于变压器套管缓冲层的热硫化导电硅橡胶，按照下述重量份数的原料制备而成：

[0025] 硅橡胶100份、补强剂15～20份、偶联剂1～3份、硫化剂0.5～1.5份、软化剂1～3份、活性剂0.4～3.5份、结构控制剂2～6份、阻燃剂20～50份,导电助剂15-20份。

[0026] 作为进一步优选方案，硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶；补强剂是气相白碳黑；偶联剂包括r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氮烷，或乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷和六甲基二硅氮烷，或r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷和六甲基二硅氮烷；；所述r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷及乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷的质量浓度不低于95％；硫化剂是2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷或过氧化二异丙苯，2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷质量浓度不低于95％；所述软化剂是甲基硅油；活性剂是氧化性或活性氧化锌；结构控制剂是羟基硅油或二苯基硅二醇，羟基硅油的羟基含量不低于8％；阻燃剂是氢氧化铝、氢氧化镁、溴类化合物或三氧化二锑，阻燃剂4um以下粒径颗粒不低于75％，所述导电助剂是炭黑300J。

[0027] 以下通过实施例说明热硫化导电硅橡胶制备过程：

[0028] 实施例1

[0029] 本实施例中，热硫化导电硅橡胶的按照下述重量份数组分如下：

[0030]

[0031] 上述配方中结构控制剂羟基硅油，其羟基含量不得低于8％；偶联剂为r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷(即KH-560和A-172)的质量浓度不低于95％；阻燃剂为化学法生产氢氧化铝，其4um以下粒径颗粒不低于75％；硫化剂2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷(即硫化剂双2.5)，其质量浓度不低于95％。

[0032] 将上述原料按照以下步骤进行高温硫化硅橡胶的制备：

[0033] 1)将全部重量份数的甲基乙烯基硅橡胶胶于捏合机中混炼5分钟，加入1/2份数的补强剂气相白碳黑、结构控制剂、硅烷偶联剂A-172和硅烷偶联剂KH-560，加入全部重量份数的全部导电助剂炭黑300J，混炼40分钟，再加入剩余1/2重量份数的补强剂、结构控制剂、硅烷偶联剂A-172和硅烷偶联剂KH-560，混炼30分钟；再加入全部量重份数的阻燃剂氢氧化铝、软化剂甲基硅油和活性剂活性氧化锌及六甲基二硅氮烷，混炼50分钟；抽真空30分钟控制真空度-0.07mpa；常温下放置12小时，即得母胶；

[0034] 2)在步骤1)制得的母胶中加入全部重量份数的硫化剂2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷，混炼50分钟，常温下放置12～24小时，即得硅橡胶混炼胶；

[0035] 3)将硅橡胶混炼胶置入成型模具中，并将涂刷有粘接剂的套管芯体放入模具中于175℃～185℃加压硫化；

[0036] 4)从开始硫化记时，60分钟后开模取出产品，即制成变压器套管缓冲层热硫化导电硅橡胶。

[0037] 实施例2

[0038] 本实施例中，热硫化导电硅橡胶的按照下述重量份数组分如下：

[0039]

[0040]

[0041] 上述配方中结构控制剂羟基硅油，其羟基含量不得低于8％；乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷(即A-172)的质量浓度不低于95％；阻燃剂为三氧化二锑，其4um以下粒径颗粒不低于75％。

[0042] 将上述原料按照以下步骤进行高温硫化硅橡胶的制备：

[0043] 1)将全部重量份数的甲基乙烯基硅橡胶胶于捏合机中混炼10分钟，加入1/2份数的补强剂气相白碳黑、结构控制剂和硅烷偶联剂A-172，加入全部重量份数的全部导电助剂炭黑300J，混炼30分钟，再加入剩余1/2重量份数的补强剂、结构控制剂和硅烷偶联剂A-172，混炼50分钟；再加入全部量重份数的阻燃剂三氧化二锑、软化剂甲基硅油、活性剂活性氧化锌及六甲基二硅氮烷，混炼30分钟；抽真空20分钟控制真空度-0.07mpa；常温下放置8小时，即得母胶；

[0044] 2)在步骤1)制得的母胶中加入全部重量份数的硫化剂过氧化二异丙苯(即硫化剂DCP)，混炼40分钟，常温下放置12～24小时，即得硅橡胶混炼胶；

[0045] 3)将硅橡胶混炼胶置入成型模具中，并将涂刷有粘接剂的套管芯体放入模具中于175℃～185℃加压硫化；

[0046] 4)从开始硫化记时，30分钟后开模取出产品，即制成变压器套管缓冲层热硫化导电硅橡胶。

[0047] 实施例3

[0048] 本实施例中，热硫化导电硅橡胶的按照下述重量份数组分如下：

[0049]

[0050] 上述配方中结构控制剂羟基硅油，其羟基含量不得低于8％；偶联剂为r-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷和(即KH-560)的质量浓度不低于95％；阻燃剂为溴类化合物，其4um以下粒径颗粒不低于75％；硫化剂2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷(即硫化剂双2.5)，其质量浓度不低于95％。

[0051] 将上述原料按照以下步骤进行高温硫化硅橡胶的制备：

[0052] 1)将全部重量份数的甲基乙烯基硅橡胶胶于捏合机中混炼8分钟，加入1/2份数的补强剂气相白碳黑、结构控制剂和硅烷偶联剂KH-560，加入全部重量份数的全部导电助剂炭黑300J，混炼50分钟，再加入剩余1/2重量份数的补强剂、结构控制剂和硅烷偶联剂KH-560，混炼35分钟；再加入全部量重份数的阻燃剂溴类化合物、软化剂甲基硅油、活性剂氧化锌及六甲基二硅氮烷，混炼45分钟；抽真空15分钟控制真空度-0.07mpa；常温下放置18小时，即得母胶；

[0053] 2)在步骤1)制得的母胶中加入全部重量份数的硫化剂2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷，混炼38分钟，常温下放置12～24小时，即得硅橡胶混炼胶；

[0054] 3)将硅橡胶混炼胶置入成型模具中，并将涂刷有粘接剂的套管芯体放入模具中于175℃～185℃加压硫化；

[0055] 4)从开始硫化记时，45分钟后开模取出产品，即制成变压器套管缓冲层热硫化导电硅橡胶。

[0056] 实施例4

[0057] 本实施例中，热硫化导电硅橡胶的按照下述重量份数组分如下：

[0058]

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