本发明专利技术公开了一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶及其制备方法，以甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、气相白碳黑、硅烷偶联剂、氢氧化铝、硅酸锆、钛白粉、甲基硅油、羟基硅油、硫化剂、硫化活性剂以及炭黑着色剂为原材料，制备得到电绝缘硅橡胶，相较于传统的电绝缘硅橡胶只能通过耐交流漏电起痕1A4.5级而言，其漏电起痕能顺利通过直流4.5级测试，且其它电气性能还满足蚀损深度＜2.5mm、交流电气强度>25 kV/mm的标准，同时，通过调整特定原材料硅烷偶联剂和炭黑着色剂的处理方式，能有效的解决电绝缘硅橡胶在注射成型时极易出现颜色迁移造成色痕的问题，尤其适用于灰色电绝缘硅橡胶的注射成型过程。
A kind of silicon rubber with resistance to DC leakage and tracking and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶及其制备方法
本专利技术是一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶及其制备方法，具体涉及耐直流漏电起痕4.5级测试的电绝缘硅橡胶及其制备方法，属于硅橡胶复合材料领域。
技术介绍
硅橡胶绝缘子广泛用于高压输电线路，目前，硅橡胶绝缘子的用量超过了全线总量的三分之二，硅橡胶伞裙在复合绝缘子芯棒或空心管外面，起着承受高电场、承受户外严酷自然环境，同时保护内部芯棒或空心管子的作用。近年来，高端领域的高压直流应用也趋于广泛，因此，要求伞裙所使用的硅橡胶材料具有很好的耐直流漏电起痕性能。现有电绝缘硅橡胶的情况是：能稳定通过交流高压漏电起痕1A4.5级的测试，但无法稳定通过直流漏电起痕的测试；除此之外，高填充型电绝缘硅橡胶在注射成型时还会出现颜色迁移的色痕问题。为改善现有电绝缘硅橡胶的漏电起痕性能，现有专利文献CN105062080A（一种耐电弧硅橡胶复合材料、制备方法及其用于）公开了一种采用改性纳米膨胀蛭石与硅橡胶复合得到的硅橡胶复合材料，具有高的击穿强度等电气性能、阻燃性能及可加工性能，耐交流漏电起痕6.0KV，拉伸强度>6MPa，断裂伸长率>350%，撕裂强度>14KN/m，交流击穿强度≥25KV/mm，综合性能优异，可用于高压直流输电线路复合绝缘子的制备。而针对电绝缘硅橡胶的色痕问题，现有技术却并没有给出相应的解决措施。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶，通过在传统电绝缘硅橡胶配方的基础上引入了二苯基硅橡胶、硅酸锆、钛白粉等，使得漏电起痕性能得到显著提高，相较于传统的电绝缘硅橡胶只能通过耐交流漏电起痕1A4.5级而言，其漏电起痕能顺利通过直流4.5级测试，且其它电气性能还满足蚀损深度＜2.5mm、交流电气强度>25kV/mm的标准。本专利技术的另一目的在于提供一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶的制备方法，通过调整特定原材料硅烷偶联剂和炭黑着色剂的处理方式，能有效的解决电绝缘硅橡胶在注射成型时极易出现颜色迁移造成色痕的问题，尤其适用于灰色电绝缘硅橡胶的注射成型过程。本专利技术通过下述技术方案实现：一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶，以甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、气相白碳黑、硅烷偶联剂、氢氧化铝、硅酸锆、钛白粉、甲基硅油、羟基硅油、硫化剂、硫化活性剂以及炭黑着色剂为原材料，制备得到电绝缘硅橡胶，该电绝缘硅橡胶满足以下性能指标：耐直流漏电起痕：4.5级、蚀损深度＜2.5mm、交流电气强度>25kV/mm。按质量份数计，所述原材料满足：甲基乙烯基硅橡胶100份、甲基乙烯基苯基硅橡胶1~5份、气相白碳黑30～60份、硅烷偶联剂1～3份、氢氧化铝130～160份、硅酸锆1~5份、钛白粉1~5份、甲基硅油2～6份、羟基硅油2～5份、硫化剂1～3份、硫化活性剂1～5份、炭黑着色剂0.1～5份。所述甲基乙烯基硅橡胶选自乙烯基含量为0.05～0.08%、0.22～0.25%或0.95～1.1%的甲基封端的甲基乙烯基硅橡胶或乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶中的一种或者两种以上的混合物，当选用乙烯基含量为0.95～1.1%的甲基乙烯基硅橡胶与其他硅橡胶混合时，其应占全部甲基乙烯基硅橡胶的3%以下。所述甲基乙烯基苯基硅橡胶为乙烯基含量0.1～0.5%、苯基含量10～20%的甲基封端的二苯基硅橡胶。所述硅烷偶联剂选自KH560、D150、A151、A172中的一种或两种以上的混合物。所述氢氧化铝包括粒径为1.5～2.5μm的氢氧化铝颗粒和粒径为7.5～8.5μm的氢氧化铝颗粒，其中粒径为1.5～2.5μm的氢氧化铝颗粒占全部颗粒的60%以上。所述钛白粉选自锐钛型、金红石型中的一种或者两种的混合物。所述硫化剂为2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷。所述硫化活性剂为活性氧化锌。一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：（1）按质量份数计，取甲基乙烯基硅橡胶100份、甲基乙烯基苯基硅橡胶1~5份、气相白碳黑30～60份、硅烷偶联剂1～3份、氢氧化铝130～160份、硅酸锆1~5份、钛白粉1~5份、甲基硅油2～6份、羟基硅油2～5份、2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷1～3份、活性氧化锌1～5份以及炭黑着色剂0.1～5份；（2）将上述质量份数的甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、炭黑着色剂、1/3的硅烷偶联剂于捏合机中于120～150℃的温度下混炼30～50min后，加入羟基硅油和1/2的气相白炭黑，混炼15～20min，再加入剩余的1/2气相白炭黑在130～170℃的温度下混炼40～60min，经常温放置至少12h后回锅再次于130～170℃的温度下混炼40～60min，随后降低温度至90～100℃，平均分4～6次加入氢氧化铝和剩余的2/3的硅烷偶联剂，加料间隔时间为15～20min；待氢氧化铝和硅烷偶联剂加完后，再加入钛白粉、硅酸锆、活性氧化锌和甲基硅油，在130～170℃的温度下混炼60～90min，并于常温下放置12h以上即得母胶；（3）在步骤（2）得到的母胶中，加入1~3份的2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷并混炼均匀，冷却24h以上即得电绝缘硅橡胶，该电绝缘硅橡胶满足以下性能指标：耐直流漏电起痕：4.5级、蚀损深度＜2.5mm、交流电气强度>25kV/mm。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本专利技术在传统电绝缘硅橡胶配方中引入二苯基硅橡胶，采用甲基乙烯基硅橡胶：甲基乙烯基苯基硅橡胶=100：1~5的质量份数比，不仅使其制备得到的电绝缘硅橡胶具有更好的阻燃性和耐温性，其耐漏电起痕性能也能得到稳定提升。（2）本专利技术在传统电绝缘硅橡胶配方的基础上，通过对氢氧化铝的配比以及氢氧化铝中氢氧化铝颗粒粒径、不同粒径百分含量等综合性的调整，进一步的提高了电绝缘硅橡胶的耐漏电起痕性能，具体的说，本专利技术显提高了原材料中氢氧化铝的用量（提高至130～160份），同时，使用微米级的氢氧化铝颗粒，并将两种不同粒径（1.5～2.5μm、7.5～8.5μm）的氢氧化铝颗粒的粒径差距控制在3倍以上，以提高氢氧化铝填充的致密性，显著改善电绝缘硅橡胶的耐电晕性、耐电弧性和耐漏电起痕性。（3）本专利技术在电绝缘硅橡胶配方中还引入适当配比的硅酸锆和钛白粉，不仅使得电绝缘硅橡胶的漏电起痕性能得到了显著改善，还具有耐热耐老化的性能。（4）本专利技术通过使用硅烷偶联剂优先对炭黑着色剂进行处理，并且通过放置12h以上后回锅再处理的方式进一步对其进行包裹式处理，使其与硅橡胶体系的相容性大幅提升，从而解决了注射成型的色痕问题，尤其适用于灰色电绝缘胶在注射成型时极易出现颜色迁移造成花斑和色痕的问题。综上所述，本专利技术通过在传统电绝缘硅橡胶配方中引入二苯基硅橡胶、硅酸锆、钛白粉以及对氢氧化铝的综合性调整等对原材料配方进行的组合改进，不仅可提高电绝缘硅橡胶配方的耐漏电起痕性能，达到耐直流漏电起痕：4.5级、蚀损深本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶，其特征在于：以甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、气相白碳黑、硅烷偶联剂、氢氧化铝、硅酸锆、钛白粉、甲基硅油、羟基硅油、硫化剂、硫化活性剂以及炭黑着色剂为原材料，制备得到电绝缘硅橡胶，该电绝缘硅橡胶满足以下性能指标：耐直流漏电起痕：4.5级、蚀损深度＜2.5mm、交流电气强度>25 kV/mm。/n
【技术特征摘要】
1.一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶，其特征在于：以甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、气相白碳黑、硅烷偶联剂、氢氧化铝、硅酸锆、钛白粉、甲基硅油、羟基硅油、硫化剂、硫化活性剂以及炭黑着色剂为原材料，制备得到电绝缘硅橡胶，该电绝缘硅橡胶满足以下性能指标：耐直流漏电起痕：4.5级、蚀损深度＜2.5mm、交流电气强度>25kV/mm。
2.根据权利要求1所述的一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶，其特征在于：按质量份数计，所述原材料满足：甲基乙烯基硅橡胶100份、甲基乙烯基苯基硅橡胶1~5份、气相白碳黑30～60份、硅烷偶联剂1～3份、氢氧化铝130～160份、硅酸锆1~5份、钛白粉1~5份、甲基硅油2～6份、羟基硅油2～5份、硫化剂1～3份、硫化活性剂1～5份、炭黑着色剂0.1～5份。
3.根据权利要求1所述的一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶，其特征在于：所述甲基乙烯基硅橡胶选自乙烯基含量为0.05～0.08%、0.22～0.25%或0.95～1.1%的甲基封端的甲基乙烯基硅橡胶或乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶中的一种或者两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶，其特征在于：所述甲基乙烯基苯基硅橡胶为乙烯基含量0.1～0.5%、苯基含量10～20%的甲基封端的二苯基硅橡胶。
5.根据权利要求1所述的一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自KH560、D150、A151、A172中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种耐直流漏电起痕电绝缘硅橡胶，其特征在于：所述氢氧化铝包括粒径为1.5～2.5μm的氢氧化铝颗粒和粒径为7.5～8.5μm的氢氧化铝颗粒，其中粒径为1.5～2.5μm的氢氧化铝颗粒占全部颗粒的60%以上。
7.根据权利要求1所述的一种耐直流漏电...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱超，何涛，李龙锐，韦支农，
申请(专利权)人：中蓝晨光化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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