[发明专利]具有改进的疏水稳定性的硅橡胶

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产具有改进的疏水稳定性的电绝缘材料的方法和装置。该材料尤其适于在高压(>1kV)复合绝缘子中使用。

背景技术

硅橡胶是现在被接受和普遍使用的用于高压复合绝缘子的材料。与传统的瓷质绝缘子和玻璃绝缘子相比，其好处在于重量轻、并且由于其极好的疏水特性而在受污染的环境中具有更好的性能。如果是户外绝缘子，则疏水性很重要，因为它能够阻止在绝缘子表面上形成连续水膜。

如果硅橡胶的疏水性是因为天气状况或者放电而暂时受到破坏，则其后来会逐渐恢复。这种在放电和污染快速形成之后能够恢复疏水性的能力是硅橡胶的独特性能。疏水性恢复的主要机理在于自由硅油从橡胶向表面的移动。这些油作为聚合工艺的副产品固有地存在于橡胶中，但也在降解工艺过程中产生或者在材料的复合过程中特别添加。

已经注意到在本领域中，在一些场合下用作高压户外绝缘子的标准硅橡胶在放电之后疏水性降低。用作绝缘子的标准硅橡胶的这种疏水性的降低大多发生在极端条件下，例如在高湿度和迅速形成污染的条件下。

本文中的高压是指超过1000V的电压。在有些电技术领域，中压被限定为在1kV和50kV之间，这样，本文中的高压就指这些领域中的中压和高压。

题为“Silicone rubber composition for application as electricalinsulation”的美国专利No.6090879描述了作为电绝缘应用的硅橡胶复合物。该复合物是通过将氢氧化铝粉末混合到已知的硅橡胶复合物中制成的。

现有技术中已经公开了很多种化学复合添加剂作为有效的稳压剂，即对电故障、水树和/或电树(由电晕放电造成的微观树枝晶)的抑制剂。

美国专利No.4305849教导使用分子量为大约1000到20000的聚乙二醇作为稳压剂。

美国专利No.4144202和No.4263158教导使用含有甲亚胺族的有机硅烷复合物作为稳压剂。

美国专利No.4376180公开了使用3-(N-苯基氨基丙基-三(十二烷氧基)硅烷)作为稳压剂。

美国专利No.4440671公开了使用烃代二苯胺和大分子量的聚乙二醇作为稳压剂。

美国专利No.4514535公开了使用三(四氢糠氧基)亚磷酸酯作为稳压剂。

美国专利No.4374224公开了使用具有至少一个芳环和至少三个羧酸酯组的有机羧酸酯作为稳压剂。

美国专利No.3553348描述了使用例如利用烷基和乙烯基烷氧基硅烷预处理的硅酸镁等填料矿物作为稳压剂。

题为“Stabilized olefin polymer insulating compositions”的美国专利No.4689362描述了硅橡胶复合物。

发明内容

本发明基于如下发现：即向硅橡胶基添加少量(1％-5％)的氟化硅油可以形成具有良好电特性并且特别是具有良好的高压电绝缘特性的高抗水硅橡胶。本发明的硅橡胶复合物在电晕放电后显示出比没有添加氟化硅油的硅橡胶具有改进的疏水稳定性。

根据本发明的一种实施方式，硅橡胶基包括氟化硅油。

根据本发明的一种实施方式，添加到硅橡胶基的氟化硅油的量在0.1％和10％之间。

根据本发明的一种实施方式，添加到硅橡胶基的氟化硅油的量在0.5％和5％之间。

根据本发明的一种实施方式，添加到硅橡胶基的氟化硅油的量在0.7％和3％之间。

根据本发明的一种实施方式，添加氟化硅油来增加电晕放电过程中硅橡胶表面的疏水稳定性。

根据本发明的一种实施方式，添加所述氟化硅油，从而通过保护橡胶表面免受氧化和氧化交联来增加电晕放电过程中硅橡胶表面的疏水稳定性。

根据本发明的一种实施方式，添加到硅橡胶基的氟化硅油可以是任何种类的部分氟化的硅油。

根据本发明的一种实施方式，添加到硅橡胶基的氟化硅油可以是任何种类的聚烷基硅氧烷或者聚芳基硅氧烷油。

根据本发明的一种实施方式，添加到硅橡胶基的氟化硅油可以是任何种类的烷基甲基硅氧烷、环己烯硅氧烷、环戊烯硅氧烷、二硅氧烷、三硅氧烷。

根据本发明的一种实施方式，添加到硅橡胶基的氟化硅油是3，3，3-三氟丙基甲基硅氧烷。

根据本发明的一种实施方式，添加到硅橡胶基的氟化硅油是3，3，3-三氟丙基甲基硅氧烷和二甲基硅氧烷的共聚物。