[发明专利]一种负载型硅橡胶耐漏电起痕剂及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种负载型硅橡胶耐漏电起痕剂及其制备方法和应用，该方法首先制备硅烷偶联剂改性白炭黑，再加入铂化合物，最后经洗涤、真空干燥后得负载型硅橡胶耐漏电起痕剂；其中，通过铂与含氮硅烷偶联剂络合并负载于白炭黑上，可有效提升铂与含氮硅烷的协同催化活性，使得其在硅橡胶中均匀稳定分散，铂与含氮硅烷偶联剂络合提高了其协同催化效应，且白炭黑作为硅橡胶常用的补强填料，其表面通过氢键作用吸附硅橡胶分子链，不但改善了硅橡胶的力学性能，还有利于铂与含氮硅烷偶联剂在电弧放电作用下催化硅橡胶分子链的交联反应，形成致密的保护层，避免电弧的侵蚀，本发明可显著提高硅橡胶的耐漏电起痕性能，原料廉价，制备简单，可工业化生产。

技术领域

本发明涉及硅橡胶改性添加剂和硅橡胶电绝缘领域，特别涉及硅橡胶耐漏电起痕剂的改性，具体涉及一种负载型硅橡胶耐漏电起痕剂及其制备方法与应用。

背景技术

电力系统的发展推动着绝缘材料不断更新换代。当前，硅橡胶因其优良的电气绝缘性能、耐候性、阻燃性能、疏水及疏水恢复性等成为高电压绝缘领域最具发展潜力和应用前景的绝缘材料之一。然而，硅橡胶绝缘材料在使用过程中，其表面会被环境中灰尘、潮露、雾气、雨水等污染，在不均匀强电场的作用下，产生泄漏电流、形成间隔的干带，进一步产生干带电弧放电，导致绝缘材料的起痕和蚀损(即漏电起痕)，致使材料绝缘失效。近年来，日益加重的空气污染、频频出现的恶劣天气以及电力系统不断提高的运行电压等级，使得绝缘材料的工作环境更为严苛，其漏电起痕破坏引起的电力系统故障愈加常见。因此，如何有效提高硅橡胶的耐漏电起痕性能是硅橡胶高电压绝缘材料在发展过程中亟需解决的重要问题。

目前，主要通过添加耐漏电起痕助剂来提高硅橡胶的耐漏电起痕性能。常见的耐漏电起痕剂有三水合铝、氢氧化镁、氮化硼等无机填料或三聚氰胺氰脲酸盐、含氮硅烷偶联剂等有机添加剂(CN104130580A、US7851525B2、CN104974530A)。然而，无机填料通常添加量大(40wt％以上)，会大大损害硅橡胶的力学性能及其它性质。有机添加剂与硅橡胶的相容性不好，存在分散不佳的问题且小分子添加剂易迁移，均影响着硅橡胶在长时间服役过程中的性能稳定，存在一定的安全隐患。所以，研究一种高效的硅橡胶耐漏电起痕剂，用于制备兼具优良耐漏电起痕性能、力学性能和长效的稳定性的硅橡胶绝缘材料，具有重要的意义。

发明内容

为克服以上现有技术中的不足或缺陷，本发明针对现有硅橡胶耐漏电起痕剂高填充量的缺点，提供一种高效的负载型硅橡胶耐漏电起痕剂及其制备方法，能够实现对硅橡胶耐漏电起痕性能的高效改性，少量添加即可大大提升硅橡胶的耐漏电起痕性能，可使硅橡胶通过1A4.5级；同时，本发明还提供了所述负载型硅橡胶耐漏电起痕剂在硅橡胶及其并用胶中的应用。

本发明所采取的技术方案是：一种负载型硅橡胶耐漏电起痕剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硅烷偶联剂滴加至白炭黑溶液中，形成固含量2％～85％的混合液，在30～120℃下搅拌反应2～12小时；

(2)向步骤(1)所得反应产物中加入铂化合物，在氮气保护反应0.5～6小时，反应温度为30～100℃；

(3)将步骤(2)所得产物用溶剂洗涤抽滤、旋蒸、真空干燥，即得负载型硅橡胶耐漏电起痕剂。

一种负载型硅橡胶耐漏电起痕剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在硅烷偶联剂的溶液中加入铂化合物，在氮气保护反应0.5～6小时，反应温度为30～100℃；

(2)向步骤(1)所得产物中加入白炭黑溶液，形成固含量2％～85％的混合液，在氮气保护及30～120℃下搅拌反应2～12小时；

(3)将步骤(2)所得产物用溶剂洗涤抽滤、旋蒸、真空干燥，即得负载型硅橡胶耐漏电起痕剂。

作为上述方案的进一步改进，所述白炭黑为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑。