一種耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力工程技術領域，具體涉及一種應用于金屬氧化物避雷器復合外套的耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料。
【背景技術】
[0002]高溫硅橡膠是電力系統(tǒng)中常用的絕緣材料，普遍的用于金屬氧化物避雷器復合外套、復合絕緣子和電纜終端附件等，通常以甲基乙烯基硅橡膠為基材，添加阻燃劑、補強劑、結構控制劑等填料經高溫硫化而成，它具有重量輕、尺寸小、制造工藝簡單、不易破碎、疏水性強、絕緣強度高、防污閃能力強等優(yōu)點，在國內外得到了廣泛的使用。
[0003]隨著西部電網及特高壓工程的大規(guī)模建設，需要大量的金屬氧化物避雷器用于高海拔地區(qū)。高海拔地區(qū)空氣稀薄，避雷器長期暴露在戶外不可避免地會受到波長短、輻照能量強的紫外光輻照。金屬氧化物避雷器復合外套是一種有機高分子材料，在強紫外光輻照的作用下會發(fā)生老化，引起電氣性能和機械性能顯著下降，進而影響電力系統(tǒng)的正常運行，威脅電網的運行安全。因此，提高金屬氧化物避雷器復合外套材料的耐強紫外線性能，是亟待解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，能夠吸收紫外線，具有極強的耐強紫外線輻照功能，應用于高海拔地區(qū)金屬氧化物避雷器復合外套，能延緩其老化，確保電力系統(tǒng)運行安全。
[0005]為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0006]—種耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，包括如下組分:納米二氧化鈦、二苯甲酮、甲基乙烯基硅橡膠一、甲基乙烯基硅橡膠二、氫氧化鋁微粉、白炭黑、氧化鋅、氧化鐵紅、輕基娃油、甲基娃油、硫化劑。
[0007]根據以上方案，所述組分的質量份數分別為:納米二氧化鈦3?6份、二苯甲酮3?6份、甲基乙烯基硅橡膠一75?85份、甲基乙烯基硅橡膠二 15?25份、白炭黑20?30份、氫氧化鋁微粉95?105份、氧化鋅3?7份、氧化鐵紅2?5份、羥基硅油4?8份、甲基硅油2?5份、硫化劑2?5份。
[0008]根據以上方案，所述甲基乙烯基硅橡膠一的分子量為45?70萬、乙烯基含量為0.13%?0.22%。
[0009]根據以上方案，所述甲基乙烯基硅橡膠二的分子量為45?70萬、乙烯基含量為0.23%?0.30%。
[0010]根據以上方案，所述白炭黑為進口氣相法制備的白炭黑，并采用有機硅氧烷進行過表面全處理，比表面積為100?400m2/g。
[0011]根據以上方案，所述氫氧化鋁微粉的粒徑為2000目，并采用有機硅氧烷進行過表面處理。
[0012]根據以上方案，所述硫化劑為中溫硫化劑，硫化溫度為125?135°C。
[0013]納米二氧化鈦具有吸收紫外線的功能，作為紫外線吸收劑。二苯甲酮中的苯環(huán)結構具有輻射保護功能，結構中η鍵能夠將吸收的能量在分子間或分子內進行轉移，從而避免鍵的斷裂。甲基乙烯基硅橡膠一和甲基乙烯基硅橡膠二作為基礎膠。氫氧化鋁微粉是阻燃劑，白炭黑是補強劑，氧化鋅、氧化鐵紅、羥基硅油和甲基硅油是助劑。
[0014]羥基硅油為結構控制劑，用于防止所述白炭黑與基礎膠的結構化。
[0015]甲基硅油本身不參與化學反應，用于調節(jié)高溫硅橡膠的硬度。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]本發(fā)明的納米二氧化鈦具有吸收紫外線的功能、二苯甲酮中的苯環(huán)結構具有輻射保護功能，從而使本發(fā)明具有極強的耐強紫外線輻照功能，應用于高海拔地區(qū)金屬氧化物避雷器復合外套，能延緩其老化，確保電力系統(tǒng)運行安全。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例對本發(fā)明的技術方案進行說明。
[0019]實施例1:
[0020]本發(fā)明提供一種耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，包括如下組分及其質量:納米二氧化鈦3g、二苯甲酮6g、110-2甲基乙烯基硅橡膠75g、110-3甲基乙烯基硅橡膠25g、白炭黑20g、氫氧化招微粉100g、氧化鋅4g、氧化鐵紅3g、輕基娃油7g、甲基娃油3g、硫化劑3g。
[0021]所述組分經混煉、成型、硫化等工序制成金屬氧化物避雷器復合外套，采用UV-B紫外線為光源進行紫外輻照，試樣表面與光源平面距離為50mm且平行，試驗循環(huán)時間制度為4h紫外光(50 ± 3) °C暴露，接著4h無輻照(50 ± 3) °(3冷凝暴露，試驗總時間為3000h。取樣進行性能檢測，拉伸強度為6.4MPa，撕裂強度為11.2kN/mm，體積電阻率為1.7E+13 Ω.m，工頻擊穿強度為28.3kV/mm。
[0022]實施例2:
[0023]本發(fā)明提供一種耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，包括如下組分及其質量:納米二氧化鈦4g、二苯甲酮4g、110-2甲基乙稀基娃橡膠80g、110-3甲基乙稀基娃橡膠20g、白炭黑25g、氫氧化招微粉95g、氧化鋅5g、氧化鐵紅3g、輕基娃油6g、甲基娃油3g、硫化劑3g。
[0024]所述組分經混煉、成型、硫化等工序制成金屬氧化物避雷器復合外套，采用UV-B紫外線為光源進行紫外輻照，試樣表面與光源平面距離為50mm且平行，試驗循環(huán)時間制度為4h紫外光(50 ± 3) °C暴露，接著4h無輻照(50 ± 3) °(3冷凝暴露，試驗總時間為3000h。取樣進行性能檢測，拉伸強度為6.3MPa，撕裂強度為10.5kN/mm，體積電阻率為1.5E+13 Ω.m，工頻擊穿強度為26.9kV/mm。
[0025]實施例3:
[0026]本發(fā)明提供一種耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，包括如下組分及其質量:納米二氧化鈦6g、二苯甲酮3g、110-2甲基乙稀基娃橡膠85g、110-3甲基乙稀基娃橡膠15g、白炭黑30g、氫氧化招微粉105g、氧化鋅6g、氧化鐵紅3g、輕基娃油5g、甲基娃油3g、硫化劑3g。
[0027]所述組分經混煉、成型、硫化等工序制成金屬氧化物避雷器復合外套，取樣進行性能檢測，采用UV-B紫外線為光源進行紫外輻照，試樣表面與光源平面距離為50mm且平行，試驗循環(huán)時間制度為4h紫外光(50 ± 3) °C暴露，接著4h無輻照(50 ± 3) °(3冷凝暴露，試驗總時間為3000h。取樣進行性能檢測，拉伸強度為6.110^，撕裂強度為10.91^/111111，體積電阻率為9.2Ε+12Ω.m，工頻擊穿強度為25.7kV/mm。
[0028]試驗檢測結果表明，采用本發(fā)明產品制備的高溫硅橡膠材料滿足使用要求的同時提高了其耐強紫外性能，適用于高海拔地區(qū)金屬氧化物避雷器復合外套使用。
[0029]以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術方案，盡管上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的相關技術人員應當理解:可以對本發(fā)明進行修改或者同等替換，但不脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改和局部替換均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍內。
【主權項】
1.一種耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，其特征在于，包括如下組分:納米二氧化鈦、二苯甲酮、甲基乙烯基硅橡膠一、甲基乙烯基硅橡膠二、氫氧化鋁微粉、白炭黑、氧化鋅、氧化鐵紅、輕基娃油、甲基娃油、硫化劑。2.根據權利要求1所述的耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，其特征在于，所述組分的質量份數分別為:納米二氧化鈦3?6份、二苯甲酮3?6份、甲基乙烯基硅橡膠一75?85份、甲基乙烯基硅橡膠二 15?25份、白炭黑20?30份、氫氧化鋁微粉95?105份、氧化鋅3?7份、氧化鐵紅2?5份、羥基硅油4?8份、甲基硅油2?5份、硫化劑2?5份。3.根據權利要求1所述的耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，其特征在于，所述甲基乙烯基硅橡膠一的分子量為45?70萬、乙烯基含量為0.13%?0.22%。4.根據權利要求1所述的耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，其特征在于，所述甲基乙烯基硅橡膠二的分子量為45?70萬、乙烯基含量為0.23%?0.30%。5.根據權利要求1所述的耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，其特征在于，所述白炭黑為進口氣相法制備的白炭黑，并采用有機硅氧烷進行過表面全處理，比表面積為100?400m2/g。6.根據權利要求1所述的耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，其特征在于，所述氫氧化鋁微粉的粒徑為2000目，并采用有機硅氧烷進行過表面處理。7.根據權利要求1所述的耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，其特征在于，所述硫化劑為中溫硫化劑，硫化溫度為125?135°C。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種耐強紫外線輻照的高溫硅橡膠材料，包括如下組分及其質量份數：納米二氧化鈦3～6份、二苯甲酮3～6份、甲基乙烯基硅橡膠一75～85份、甲基乙烯基硅橡膠二15～25份、白炭黑20～30份、氫氧化鋁微粉95～105份、氧化鋅3～7份、氧化鐵紅2～5份、羥基硅油4～8份、甲基硅油2～5份、硫化劑2～5份。本發(fā)明能夠吸收紫外線，具有極強的耐強紫外線輻照功能，應用于高海拔地區(qū)用金屬氧化物避雷器復合外套，能延緩其老化，確保電力系統(tǒng)運行安全。
【IPC分類】C08L83/04, H01C7/12, C08L83/06, C08L83/07, C08K9/06, C08K5/132, C08K3/22, C08K13/06, C08K3/36
【公開號】CN105504829
【申請?zhí)枴緾N201510995134
【發(fā)明人】萬帥, 陳家宏, 谷山強, 王劍, 呂軍, 馮萬興, 劉熙, 曹偉, 劉新, 張偉, 杜雪松
【申請人】國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司, 國家電網公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月25日