【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电缆附件材料，具体涉及一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶及其制备方法。
技术介绍
1、电缆附件的复合绝缘结构通常是由电缆主绝缘和附件增强绝缘组成，其中交联聚乙烯(xlpe)高压电缆常用的电缆附件绝缘材料包括三元乙丙橡胶和液体硅橡胶(lsr)，其中液体硅橡胶具有耐高温、弹性好、电气性能优异、能够深度硫化等优点，作为电缆附件绝缘材料在预制式高压电缆附件中得到广泛的应用。
2、现如今在交流电缆附件和电线电缆中，界面应力是导致其故障的主要原因。为了保障交联聚乙烯与液体硅橡胶界面的耐电强度，二者之间需保持一定的界面压力。此外，在电缆附件的安装过程中，由于扩径和过盈配合的原因，电缆附件需要承受较大的拉伸应力。研究表明，电缆附件在承受压缩应力时会产生拉伸形变，破坏硅橡胶分子链间的物理交联和相互作用力，产生撕裂材料的趋势，容易出现单枝状或树枝状电树枝，电树枝起始电压明显下降。因此，提高硅橡胶材料的电树枝耐电强度对缓解由于拉伸形变造成的绝缘性能下降，提高硅橡胶材料本身的抗拉伸强度对缓解由于附件安装所需要的较大的拉伸应力，具有重要的意义。
3、就目前电线电缆和电缆附件来说，主要应用的材料都是常规的工程材料，具有丰富的来源，能够满足大规模生产，而且成本相对较低。但对于一些特殊行业如石油化工、钢铁、航空航天、造船、军工、制药、食品、塑料机械、锅炉等与热与高温有关的行业，都需要能够耐一定较高温度的电线电缆和电缆附件，普通的电线电缆和电缆附件显然不能使用，需能耐高温的电线电缆和电缆附件才能保证其电力
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一是解决：提高硅橡胶材料的电树枝耐电强度对缓解由于拉伸形变造成的绝缘性能下降的问题；
2、本专利技术的目的之二是：提高sir耐温性能，使其能满足工程上耐温电线电缆中所需的较大耐高温性能；
3、本专利技术的目的之三是：提高硅橡胶材料本身的抗拉伸强度对缓解由于附件安装所需要的较大的拉伸应力。
4、而提供一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶及其制备方法。
5、一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶为肉桂腈接枝硅橡胶；所述的硅橡胶包含a组分和b组分，a组主要含有乙烯基生胶和铂催化剂；b组分主要含有乙烯基生胶和含氢硅油；
6、所述的肉桂腈的质量与a组分和b组分的总体积比为(0.3g～1.3g):120ml。
7、一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
8、一、将等体积的液体硅橡胶的a组分和b组分分别加入到反应器中；将肉桂腈分成等质量的两份；
9、步骤一中所述的肉桂腈的质量与液体硅橡胶的a组分和b组分的总体积比为(0.3g～1.3g):120ml；
10、二、将一份肉桂腈加入到液体硅橡胶的a组分中，搅拌一段时间，得到肉桂腈掺杂的a组分；
11、三、将另外一份肉桂腈加入到液体硅橡胶的b组分中，搅拌一段时间，得到肉桂腈掺杂的b组分；
12、四、将肉桂腈掺杂的a组分和肉桂腈掺杂的b组分混合，搅拌一段时间，得到加入肉桂腈的混合硅橡胶液体；
13、五、将加入肉桂腈的混合硅橡胶液体放入真空条件下并加上搅拌设备，边搅拌边抽真空，以去除在机械搅拌过程中引入硅橡胶中的气泡，得到无气泡接枝肉桂腈的硅橡胶混合液体；
14、六、将无气泡接枝肉桂腈的硅橡胶混合液体均匀涂敷在模具中，再将模具放入平板硫化机中进行一次硫化，得到一次硫化后的复合介质；
15、七、将一次硫化后的复合介质放置在高温鼓风烘箱中进行二次硫化，得到二次硫化后的复合介质；将二次硫化后的复合介质在室温环境下静置一段时间，得到应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶。
16、本专利技术的原理：
17、本专利技术针对的是：在高温条件下，硅橡胶会发生侧链氧化和主链断裂的问题进行创新，本专利技术将具有特殊极性基团碳氮三键，碳碳双键，苯环的有机小分子肉桂腈(在铂催化剂作用下)接枝到含氢硅油上，接枝后含氢硅油再与乙烯基生胶作用硫化即可得到接枝型液体硅橡胶材料，具体机理为(1)、铂催化剂与si-h发生氧化加成反应，形成六配位的中间体铂配合物；(2)、然后双键插入到pt-h键中，h迁移形成新的配合物，此时肉桂腈小分子中的极性基团碳碳双键和碳氮三键分别向含氢硅油进攻；(3)、最后还原消除，得到含氢硅油与肉桂腈的接枝产物；(4)、改性后的含氢硅油与乙烯基生胶在铂催化剂和加热条件下，发生硫化形成交联网状结构，制得接枝型液体硅橡胶材料；通过接枝加微交联化后的改性硅橡胶中分子基团聚集，有效阻碍了载流子的注入及传输，减小了电导电流，并且交联结构中分子间间距减小，使得分子相互作用力增强，从而提升了硅橡胶的击穿场强，最终提升了复合介质的绝缘性能，且跟据小分子自身的极性基团，良好提高了其耐热性能。结果表明，制备的改性硅橡胶能够在30℃条件下，击穿场强为157.2kv/mm。在50℃条件下，击穿场强为152.7kv/mm。在70℃条件下，击穿场强为147.7kv/mm。常温下，拉伸强度为12.69mpa。
18、本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
19、一、本专利技术将具有特殊极性基团碳氮三键，碳碳双键，苯环的有机小分子肉桂腈接枝到含氢硅油上，再与乙烯基生胶硫化得到接枝型液体硅橡胶材料，现有双组分硅橡胶中铂催化剂与si-h发生氧化加成反应，形成六配位的中间体铂配合物，然后双键插入到pt-h键中，h迁移形成新的配合物，此时肉桂腈小分子中的极性基团碳碳双键和碳氮三键分别向含氢硅油进攻，最后还原消除，得到含氢硅油与肉桂腈的接枝产物，改性后的含氢硅油与乙烯基生胶在铂催化剂和加热条件下，发生硫化形成交联网状结构，制得接枝型液体硅橡胶材料；通过接枝加交联后的改性硅橡胶中分子基团聚集，抑制了低能电子注入与高能电子传输，且有效阻碍了载流子的注入及传输，进而减小了电导电流，且交联反应使得改性硅橡胶中分子间间距减小，分子相互作用力增强，从而提升了硅橡胶的击穿场强，提升了复合介质的绝缘性能，且跟据小分子自身的极性基团，良好提高了其耐热性能。最终实例结果表明，本专利技术制备的改性硅橡胶能够在30℃条件下，拉伸强度为12.69mpa，击穿场强为157.2kv/mm；在50℃条件下，击穿场强为152.7kv/mm；在70℃条件下，击穿场强为147.7kv/mm；
20、二、本专利技术将特殊极性基团碳氮三键，碳碳双键，苯环的有机小分子肉桂腈接枝到含氢硅油上，交联剂发生微交联后再与乙烯基生胶反应硫化从而得到接枝型液体硅橡胶材料；引入的有机小分子肉桂腈的改性硅橡胶具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶，其特征在于所述应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶为肉桂腈接枝硅橡胶；所述的硅橡胶包含A组分和B组分，A组主要含有乙烯基生胶和铂催化剂；B组分主要含有乙烯基生胶和含氢硅油；
2.如权利要求1所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于所述的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
3.根据权利要求2所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于步骤一中所述的液体硅橡胶的A组分的型号：745-LG-7046-A-CN，B组分的型号：745-LG-7046-B-CN；步骤二中所述的搅拌的速度为2.4r/s～3.0r/s，搅拌的时间为1h～2h；步骤三中所述的搅拌的速度为2.4r/s～3.0r/s，搅拌的时间为1h～2h。
4.根据权利要求2所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于步骤四中所述的搅拌的速度为2.4r/s～3.0r/s，搅拌的时间为1h～2h；步骤五中所述
5.根据权利要求2所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于步骤六中所述的模具是尺寸为100mm×100mm×0.175mm的聚酯薄膜模具。
6.根据权利要求2所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于步骤六中所述的一次硫化的温度为160℃～170℃，硫化的时间为10min～20min；步骤六中所述的平板硫化机的压力为15MPa。
7.根据权利要求2所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于步骤七中所述的二次硫化的温度为195℃～205℃，二次硫化的时间为3h～5h。
8.根据权利要求2所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于步骤七中所述的静置的时间为20h～28h。
9.根据权利要求2所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于所述的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶复合介质在30℃条件下，击穿场强为145.2～157.2kV/mm，在50℃条件下，击穿场强为140.2～152.7kV/mm，在70℃条件下，击穿场强为135.1～147.7kV/mm；常温下，拉伸强度可达12.69MPa。
10.根据权利要求2～9任意一项所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于所述的电缆附件为海上风电、城市地下电网、变电站工程、光伏发电、储能系统中使用的电缆附件。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶，其特征在于所述应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶为肉桂腈接枝硅橡胶；所述的硅橡胶包含a组分和b组分，a组主要含有乙烯基生胶和铂催化剂；b组分主要含有乙烯基生胶和含氢硅油；
2.如权利要求1所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于所述的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
3.根据权利要求2所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于步骤一中所述的液体硅橡胶的a组分的型号：745-lg-7046-a-cn，b组分的型号：745-lg-7046-b-cn；步骤二中所述的搅拌的速度为2.4r/s～3.0r/s，搅拌的时间为1h～2h；步骤三中所述的搅拌的速度为2.4r/s～3.0r/s，搅拌的时间为1h～2h。
4.根据权利要求2所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于步骤四中所述的搅拌的速度为2.4r/s～3.0r/s，搅拌的时间为1h～2h；步骤五中所述的搅拌的速度为2.4r/s～3.0r/s，搅拌的时间为2h～3h。
5.根据权利要求2所述的一种应用于电缆附件中的基于温控激活高效化交联改性硅橡胶的制备方法，其特征在于步骤六中所述的模具是尺寸为100mm×100m...
【专利技术属性】
技术研发人员：迟庆国，王雨鑫，孟兆通，张天栋，张昌海，李文鹏，张翀，韩钰，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。