冷縮式電力氟硅套管及其應用
【專利說明】冷縮式電力氣括套管及其應用 【技術領域】
[0001] 本發明設及一種冷縮式電力氣娃套管及其應用，屬于高分子材料技術領域。 【【背景技術】】
[0002] 電力是關系到國計民生的重要行業，電能已經成為人們工作和生活中不可缺少 的一種重要能源，而電能的傳輸也被提上了一個新的議程。不言而喻電力電纜附件是連接 電纜本體、使電纜與架空輸電線及各變電站內設備相連接，實現電能傳輸的必需裝置。近年 來，隨著電力工業的發展及電力電纜的普及，電纜附件的用量大幅上升，新產品不斷涌現， 產品質量和適用性不斷提高，要求耐酸堿方面的冷縮式電力娃橡膠套管沒有未能達到要 求，在現階段，由于技術水平所限，國內還未有合適的該類型產品滿足冷縮式電纜附件行業 的要求，故國內電纜附件企業普遍采用進口原料模壓成型或直接進口冷縮式電力娃橡膠套 管來開發生產電纜附件。模壓工藝復雜，廢品率高，生產效率低，尺寸精度和外觀質量較差， 同時進口產品的價格相對過高，運必將限制電纜附件企業的發展。隨著國內生產技術水平 的提高，冷縮式電力電纜附件的自主開發，相應要求冷縮式電力氣娃橡膠套管從模壓工藝 轉向擠出工藝，且制品的外觀要光滑無缺陷、尺寸精度高和容易擴張，耐酸堿，并對生產規 模和提高生產效率有更大的需求。
[0003] 目前國內對運方面的研究已經取得不少成果，但都是僅限于理論研究或實驗模 擬，還沒有成熟的產品出現在國內市場，并在電網上運行穩定。相關的專利大致有W下幾 種：
[0004] 中國專利（CN1255515A)報道了一種用于制備電纜或型材的聚硅氧烷橡膠組合 物。其方法是用過氧化物交聯或縮合的聚硅氧烷組合物，W及至少具有一個不飽和基的金 屬化合物。 陽0化]中國專利（CN1865353A)設及了高壓電絕性聚硅氧烷橡膠組合物和高壓電絕緣體 的制備方法。其方法是用常用的氨氧化侶粉末經處理后提高耐高壓電絕緣性能。
[0006] 中國專利（CN1282354A)公布了一種具有抗蠕變性和抗電弧性的加成交聯聚娃氧 燒材料，所述是用氨氧化侶、鋒或鐵的金屬氧化物來表面處理后提高抗電弧性能。
[0007] W上所舉的現有專利在所用的反應單體、化學反應機理、耐漏電起痕性能W及物 理機械性能等許多方面都存在缺點和不足之處。如過氧化物型的交聯產生的副產物對環境 造成污染、不耐酸堿，用處理后的氨氧化侶、鋒或鐵的金屬氧化物來提高高壓電絕緣性能、 抗電弧性能會使膽存穩定性差、泄漏電流強度低、物理機械性能下降等等。 【
【發明內容】
】
[0008] 本發明目的是為了彌補現有技術的不足，提供一種具有優異的擴張抗撕裂性、絕 緣性、抗電痕、耐酸堿及抗紫外線性能的冷縮式電力氣娃套管。
[0009] 本發明的另一目的是提供一種上述氣娃套管的應用。
[0010] 本發明為實現上述目的，采用W下技術方案：
[0011] 冷縮式電力氣娃套管，其特征在于使有機聚氣硅氧烷中的-Si-CH=邸2基團與有 機含氨聚氣硅氧烷中的-Si-H基團在貴金屬催化劑的催化作用下發生氨娃加成反應后連 續擠出硫化制得，所述氨娃加成反應式為：
[0012]
[0013] 本發明在有機聚氣硅氧烷與有機含氨聚氣硅氧烷反應時還混合疏水化處理的氣 相二氧化娃，各原料的質量份為：貴金屬催化劑0. 3份，有機聚氣硅氧烷30~70份，有機含 氨聚氣硅氧烷30~50份，疏水化處理的氣相二氧化娃30~60份。
[0014] 本發明的優選原料質量份為：貴金屬催化劑0. 3份，有機聚氣硅氧烷30~66份， 有機含氨聚氣硅氧烷30~46份，疏水化處理的氣相二氧化娃30~45份。
[0015] 本發明的優選原料質量份為：貴金屬催化劑0. 3份，有機聚氣硅氧烷55~66份， 有機含氨聚氣硅氧烷35~45份，疏水化處理的氣相二氧化娃34~45份。
[0016] 本發明反應中所用的貴金屬催化劑為銷類催化劑、鈕類催化劑或錠類催化劑，貴 金屬離子濃度SOOOppm;所述的銷類催化劑為氯銷酸，氯銷酸與徑基醇的反應產物，氯銷酸 與締控的絡合物，二乙酷醋酸銷中的一種。
[0017] 本發明有機聚氣硅氧烷的一個分子中含有至少兩個締控基團，由 ViMezSiO(MeCFsCHzCHzSiC^nSiMezVi表示，平均聚合度為2000~4000,所述的有機聚氣娃氧 燒含0. 1~3wt%的鏈締基，25°C下的粘度為400~SOOmPa?S，Si-Vi基團的位置在分子 鏈的一端或中間，或兩者都有。
[0018] 本發明有機含氨聚氣硅氧烷的平均聚合度為1000~2000,至少含有=個氨鍵，由 HMezSiO(MeCFsCHzCHzSWnSiMezH表示，其中Si-H鍵的位置在分子鏈的一端或中間，或者兩 者都有，Si-H鍵與Si-Vi鍵的摩爾比為1. 8 :1。
[0019] 本發明中的氣相二氧化娃使用有機娃化合物進行疏水化處理，所述疏水化處理的 氣相二氧化娃BET法比表面積為100~350mVg，堆積密度80~200kg/m3,碳原子為2. 0~ 4. 0%，由卡爾-費歇爾水份測定法測定的水份含量為0. 25%，已燒萃取率為2. 5wt%，所述 的有機娃化合物為有機娃氮燒，有機娃氯硅烷，有機硅氧烷中的一種，如六甲基二娃氮燒、 甲基=娃氮燒、四甲基二乙締基二娃氮燒、=甲基氯硅烷、=甲基二氯硅烷、甲基=氯硅烷 和聚二甲基硅氧烷。
[0020] 本發明于氣娃橡膠開煉機中進行含氨聚氣娃加成反應，經混合、開煉、過濾、返煉 等煉膠過程形成混煉膠，主要為含氨聚氣硅氧烷Si-H鍵與基礎膠料（甲基乙締基氣娃橡 膠）中的乙締基基團Si-CH=邸2發生氨娃加成反應，形成S維網絡結構的彈性體，該反應 的開煉工藝條件為：漉筒速比0. 5~3. 0;筒間距為1~10mm，采用水冷卻方式，溫度控制在 20 ~60°C。
[0021] 煉膠后將混煉膠采用橡塑螺桿擠出設備進行連續擠出硫化成型，其工藝條件為： 連續擠出溫度400~600°C，擠出速度5~80巧m，采用擠壓式模具，同屯、度偏差不大于 0. 05~0. 30mm，連續擠出硫化步驟中快速硫化定型通道溫度400~600°C，硫化牽引道溫度 為100-300°C，采用熱空氣硫化。連續擠出硫化成型的套管成型尺寸為：內徑0. 5mm~60mm， 壁厚 0. 2mm~10mm，公差 0. 02mm~2mm。
[0022]本發明冷縮式電力氣娃橡膠套管的產品性能：硬度，邵爾A:65-70;拉伸強度， MPa:8.0-10;撕裂強度，KN/m:32-38;斷裂伸長率，％ :700-750;化斷永久變形，％: 4. 0-4. 5 ;體積電阻率，Q'em:l〇i5-l〇ie;介電常數：3. 0-3. 2 ;耐漏電起痕/級：IA3. 5,電氣 強度，KV/mm:22-24。
[0023] 本發明冷縮式電力氣娃套管的應用，其特征在于應用在電氣電纜線路中各種電纜 的終端連接，與電纜一起構成電力輸送網絡，保證電纜終端的連接。具體應用于IOKV戶外 電纜終端、10KV/35KV電纜接頭、合成絕緣子、T型接頭的絕緣保護。
[0024] 本發明與現有技術比較，具有W下優點：
[0025]本發明材料制備的電力氣娃橡膠套管，具有顯著的優點：
[0026] 1)優異的介電性能，長期經受高低溫情況下電性能幾乎不改變，作為絕緣性材料， 電擊穿強度高，耐漏電起痕強。
[0027]。優異的耐候性（-50°C-250°C)和高憎水性，耐酸堿性W及具有抗紫外線、抗老 化、防腐蝕等性能。
[0028] 3)氣娃橡膠材料柔軟而具有高彈性，不會令電纜絕緣發生永久變形；同時氣娃橡 膠材料與不規則電纜表面的配合遠遠優于較硬的材料。
[0029] 4)機械性能優良，具有良好的抗張強度、撕裂強度、回彈性W及較低的永久變形； 氣娃橡膠材料經高溫燃燒后變成Si02,其本身也是優異的電絕緣體。
[0030] 基于W上優點，用本發明的方法制備的冷縮式電力氣娃橡膠套管特別適合應用在 電纜線路中各種電纜的終端連接，與電纜一起構成電力輸送網絡，保證電纜終端的連接； 本發明冷縮式電力氣娃橡膠套管無需加熱即可安裝，永久變形小，只要電纜附件的內徑小 于電纜絕緣外徑2mm就完全能夠滿足其要求，且該產品硫化時安全無毒，無=廢產生；硫化 后具有優異的擴張抗撕裂性、絕緣性、抗電痕、耐酸堿及抗紫外線性能。 【【具體實施方式】】
[0031] 下面結合具體實施例對本發明做進一步說明：
[0032] 本發明冷縮式電力氣娃套管，是通過W下方法制備得到的：
[0033] 將30~70份有機聚氣硅氧烷，30~50份有機含氨聚氣硅氧烷，30~60份疏水 化處理的氣相二氧化娃置于捏和機加熱升溫至140~150°C之間混煉，冷卻后再加入0. 3份 eOOOppm貴金屬催化劑，在開煉機內W漉筒速比0. 5~3. 0,筒間距為1~10mm，采用水冷卻 方式，溫度20~60°C進行混合、開煉、過濾、返煉等煉膠過程形成混煉膠，再經橡塑螺桿擠 出機進行連續擠出硫化成型即可。
[0034] 擠出硫化成型的工藝條件為：連續擠出溫度400~600°C，擠出速度5~80巧m，采 用擠壓式模具，同屯、度偏差不大于0. 05~0. 30mm，連續擠出快速硫化定型通道溫度400~ 600°C，硫化牽引道溫度為100-300°C，采用熱空氣硫化。連續擠出硫化成型的套管成型尺寸 為：內徑0. 5臟~60臟，壁厚0. 2臟~10臟，公差0. 02臟~2臟。
[0035] 本發明在混煉前優選先將有機聚氣硅氧烷和疏水化處理的氣相二氧化娃混合，添 加助劑混勻后于140~150°C之間，保溫處理氣相法白炭黑化，然后抽真空0.化W除去助 劑，升溫至170°C保溫化，控制溫度高于175°C，再抽真空比，攬拌冷卻后加入通過開煉機時 再加入有機含氨聚氣硅氧烷和貴金屬催化劑，運樣有利于原料相互分散，并提高產品膽存 性能。
[0036] 實施例1 :
[0037] 將60份有機聚氣硅氧烷，40份疏水化處理的氣相二氧化娃，6份助劑在混合器中 進行混合，加熱升溫至140~150°C之間，保溫處理氣相法白炭黑化，然后抽真空0.化W除 去助劑，升溫至170°C保溫化，控制溫度高于175°C，再抽真空比，攬拌冷卻后通過開煉機的 漉筒速比2. 0,筒間距為5mm，采用水冷卻方式，溫度控制在20°C時加入30份有機含氨聚氣 硅氧烷和SOOOPPm貴金屬催化劑0. 3份混煉均勻，然后在擠出溫度450°C，擠出速度30rpm， 硫化牽引道溫度為200°C，采用擠壓式模具，同屯、度偏差不大于0. 06mm下，連續擠出套管成 型尺寸為：內徑6mm，壁厚0. 5mm，公差正負0. 08mm，即得冷縮式電力氣娃套管。
[00測實施例1的綜合性能測試如下所示：硬度，邵爾A:65 ;拉伸強度，MPa:8. 0 ;撕裂強 度，KN/m:32 ;斷裂伸長率，％:750 ;化斷永久變形，％:4. 5 ;體積電阻率，Q^cm:1015-1016; 介電常數：3