冷縮式電力氟硅套管及其應(yīng)用
【專利說明】冷縮式電力氣括套管及其應(yīng)用 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種冷縮式電力氣娃套管及其應(yīng)用，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 電力是關(guān)系到國計(jì)民生的重要行業(yè)，電能已經(jīng)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(nèi)設(shè)備相連接，實(shí)現(xiàn)電能傳輸?shù)谋匦柩b置。近年 來，隨著電力工業(yè)的發(fā)展及電力電纜的普及，電纜附件的用量大幅上升，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)， 產(chǎn)品質(zhì)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(dá)到要 求，在現(xiàn)階段，由于技術(shù)水平所限，國內(nèi)還未有合適的該類型產(chǎn)品滿足冷縮式電纜附件行業(yè) 的要求，故國內(nèi)電纜附件企業(yè)普遍采用進(jìn)口原料模壓成型或直接進(jìn)口冷縮式電力娃橡膠套 管來開發(fā)生產(chǎn)電纜附件。模壓工藝復(fù)雜，廢品率高，生產(chǎn)效率低，尺寸精度和外觀質(zhì)量較差， 同時(shí)進(jìn)口產(chǎn)品的價(jià)格相對過高，運(yùn)必將限制電纜附件企業(yè)的發(fā)展。隨著國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)水平 的提高，冷縮式電力電纜附件的自主開發(fā)，相應(yīng)要求冷縮式電力氣娃橡膠套管從模壓工藝 轉(zhuǎn)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(kuò)張，耐酸堿，并對生產(chǎn)規(guī) 模和提高生產(chǎn)效率有更大的需求。
[0003] 目前國內(nèi)對運(yùn)方面的研究已經(jīng)取得不少成果，但都是僅限于理論研究或?qū)嶒?yàn)?zāi)?擬，還沒有成熟的產(chǎn)品出現(xiàn)在國內(nèi)市場，并在電網(wǎng)上運(yùn)行穩(wěn)定。相關(guān)的專利大致有W下幾 種：
[0004] 中國專利（CN1255515A)報(bào)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(lián)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(shè)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(jīng)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(lián)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(xiàn)有專利在所用的反應(yīng)單體、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、耐漏電起痕性能W及物 理機(jī)械性能等許多方面都存在缺點(diǎn)和不足之處。如過氧化物型的交聯(lián)產(chǎn)生的副產(chǎn)物對環(huán)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(wěn)定性差、泄漏電流強(qiáng)度低、物理機(jī)械性能下降等等。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0008] 本發(fā)明目的是為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有優(yōu)異的擴(kuò)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(fā)明的另一目的是提供一種上述氣娃套管的應(yīng)用。
[0010] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用W下技術(shù)方案：
[0011] 冷縮式電力氣娃套管，其特征在于使有機(jī)聚氣硅氧烷中的-Si-CH=邸2基團(tuán)與有 機(jī)含氨聚氣硅氧烷中的-Si-H基團(tuán)在貴金屬催化劑的催化作用下發(fā)生氨娃加成反應(yīng)后連 續(xù)擠出硫化制得，所述氨娃加成反應(yīng)式為：
[0012]
[0013] 本發(fā)明在有機(jī)聚氣硅氧烷與有機(jī)含氨聚氣硅氧烷反應(yīng)時(shí)還混合疏水化處理的氣 相二氧化娃，各原料的質(zhì)量份為：貴金屬催化劑0. 3份，有機(jī)聚氣硅氧烷30~70份，有機(jī)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(fā)明的優(yōu)選原料質(zhì)量份為：貴金屬催化劑0. 3份，有機(jī)聚氣硅氧烷30~66份， 有機(jī)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(fā)明的優(yōu)選原料質(zhì)量份為：貴金屬催化劑0. 3份，有機(jī)聚氣硅氧烷55~66份， 有機(jī)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(fā)明反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)物，氯銷酸 與締控的絡(luò)合物，二乙酷醋酸銷中的一種。
[0017] 本發(fā)明有機(jī)聚氣硅氧烷的一個分子中含有至少兩個締控基團(tuán)，由 ViMezSiO(MeCFsCHzCHzSiC^nSiMezVi表示，平均聚合度為2000~4000,所述的有機(jī)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(tuán)的位置在分子 鏈的一端或中間，或兩者都有。
[0018] 本發(fā)明有機(jī)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(fā)明中的氣相二氧化娃使用有機(jī)娃化合物進(jìn)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(fèi)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(jī)娃化合物為有機(jī)娃氮燒，有機(jī)娃氯硅烷，有機(jī)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(fā)明于氣娃橡膠開煉機(jī)中進(jìn)行含氨聚氣娃加成反應(yīng)，經(jīng)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(chǔ)膠料（甲基乙締基氣娃橡 膠）中的乙締基基團(tuán)Si-CH=邸2發(fā)生氨娃加成反應(yīng)，形成S維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的彈性體，該反應(yīng) 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(shè)備進(jìn)行連續(xù)擠出硫化成型，其工藝條件為： 連續(xù)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(xù)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(xù)擠出硫化成型的套管成型尺寸為：內(nèi)徑0. 5mm~60mm， 壁厚 0. 2mm~10mm，公差 0. 02mm~2mm。
[0022]本發(fā)明冷縮式電力氣娃橡膠套管的產(chǎn)品性能：硬度，邵爾A:65-70;拉伸強(qiáng)度， MPa:8.0-10;撕裂強(qiáng)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(shù)：3. 0-3. 2 ;耐漏電起痕/級：IA3. 5,電氣 強(qiáng)度，KV/mm:22-24。
[0023] 本發(fā)明冷縮式電力氣娃套管的應(yīng)用，其特征在于應(yīng)用在電氣電纜線路中各種電纜 的終端連接，與電纜一起構(gòu)成電力輸送網(wǎng)絡(luò)，保證電纜終端的連接。具體應(yīng)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(hù)。
[0024] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0025]本發(fā)明材料制備的電力氣娃橡膠套管，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：
[0026] 1)優(yōu)異的介電性能，長期經(jīng)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(qiáng)度高，耐漏電起痕強(qiáng)。
[0027]。優(yōu)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(fā)生永久變形；同時(shí)氣娃橡 膠材料與不規(guī)則電纜表面的配合遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于較硬的材料。
[0029] 4)機(jī)械性能優(yōu)良，具有良好的抗張強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、回彈性W及較低的永久變形； 氣娃橡膠材料經(jīng)高溫燃燒后變成Si02,其本身也是優(yōu)異的電絕緣體。
[0030] 基于W上優(yōu)點(diǎn)，用本發(fā)明的方法制備的冷縮式電力氣娃橡膠套管特別適合應(yīng)用在 電纜線路中各種電纜的終端連接，與電纜一起構(gòu)成電力輸送網(wǎng)絡(luò)，保證電纜終端的連接； 本發(fā)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(nèi)徑小 于電纜絕緣外徑2mm就完全能夠滿足其要求，且該產(chǎn)品硫化時(shí)安全無毒，無=廢產(chǎn)生；硫化 后具有優(yōu)異的擴(kuò)張抗撕裂性、絕緣性、抗電痕、耐酸堿及抗紫外線性能。 【【具體實(shí)施方式】】
[0031] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：
[0032] 本發(fā)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(jī)聚氣硅氧烷，30~50份有機(jī)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(jī)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(jī)內(nèi)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(jìn)行混合、開煉、過濾、返煉等煉膠過程形成混煉膠，再經(jīng)橡塑螺桿擠 出機(jī)進(jìn)行連續(xù)擠出硫化成型即可。
[0034] 擠出硫化成型的工藝條件為：連續(xù)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(xù)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(xù)擠出硫化成型的套管成型尺寸 為：內(nèi)徑0. 5臟~60臟，壁厚0. 2臟~10臟，公差0. 02臟~2臟。
[0035] 本發(fā)明在混煉前優(yōu)選先將有機(jī)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(jī)時(shí) 再加入有機(jī)含氨聚氣硅氧烷和貴金屬催化劑，運(yùn)樣有利于原料相互分散，并提高產(chǎn)品膽存 性能。
[0036] 實(shí)施例1 :
[0037] 將60份有機(jī)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(jìn)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(jī)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(shí)加入30份有機(jī)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(xù)擠出套管成 型尺寸為：內(nèi)徑6mm，壁厚0. 5mm，公差正負(fù)0. 08mm，即得冷縮式電力氣娃套管。
[00測實(shí)施例1的綜合性能測試如下所示：硬度，邵爾A:65 ;拉伸強(qiáng)度，MPa:8. 0 ;撕裂強(qiáng) 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(shù)：3