[发明专利]添加纳米颗粒的耐紫外辐射复合绝缘子材料及制备方法

说明书

一种添加纳米颗粒的耐紫外辐射复合绝缘子材料及制备方法，是以硅橡胶为单位取xg，纳米SiO₂为20x％，六甲基二硅氮烷为5x％，纳米TiO₂为10x％～40x％，双二五硫化剂为1x％。启动双辊机，待其温度达到30℃后，取硅橡胶放置在两辊中间混炼；均匀后，取纳米SiO₂均匀加入硅橡胶中，再双辊混炼，同时，分3次添加六甲基二硅氮烷；待全部添加完毕，再双辊混炼，再均匀加入纳米TiO₂，待添加完毕，再双辊混炼得到混合材料；用取双二五硫化剂，均匀滴在混合材料上，双辊混炼后，铲下试样，将试样卷成牛角包形状，再次放入辊筒之间混炼后，取下试样，放入两片干净PET薄膜之间；采用压片机对试样进行高温硫化。本发明纳米TiO₂的加入不影响复合绝缘子材料的憎水性。

技术领域

本发明涉及一种耐紫外辐射复合绝缘子材料。特别是涉及一种添加纳米颗粒的耐紫外辐射复合绝缘子材料及制备方法。

背景技术

高压输电技术自应用以来，瓷绝缘子凭借其绝缘性能优越成为主要输电线路的绝缘设备。瓷绝缘子由于具有良好的绝缘性能，抗气候变化等优点广泛应用于高压直流输电线路。但由于瓷绝缘子在恶劣天气条件下如潮湿，融雪时会发生闪络现象，给输电线路安全性造成威胁，严重时会造成重大经济损失和安全事故。寻找替代瓷绝缘子成为研究高压绝缘及其相关专业的研究热点。

硅橡胶复合绝缘子具有优异的表面憎水性及防污闪等性能，被认为是代替瓷绝缘子的良好材料。但硅橡胶属于聚合物，分子的键能较弱，分子键容易断裂，在复杂环境下容易出现物理老化现象。造成物理老化的因素有紫外辐照、局部高温以及应力疲劳等，这对硅橡胶的力学性能、憎水性和绝缘强度有一定程度的影响。紫外辐射对于硅橡胶绝缘子老化有着重要影响，会导致硅橡胶表面C-C键或C-H键断裂形成自由基，这些自由基容易和空气中的氧气发生反应，在硅橡胶表面形成亲水的-OH等极性基团，致使硅橡胶表面结构和疏水性遭到破坏，绝缘子性能逐渐发生劣化乃至失效。紫外辐射造成硅橡胶绝缘子材料老化，进一步造成绝缘子电气性能的下降，已经成为硅橡胶绝缘子发展中所亟待解决的问题。

目前，为了减缓硅橡胶复合绝缘子的紫外辐射老化，目前常见的方法是对硅橡胶进行改性处理。主要分为两种：一是添加有机紫外稳定剂，是目前最传统和应用最广的方法，但是有机紫外稳定剂在防护过程中容易被损耗和迁移。二是添加无机紫外屏蔽剂，如TiO₂、ZnO等。其中，纳米TiO₂是白色疏松粉末，粒径小，活性大，既能反射/散射紫外线，又能吸收紫外线，对紫外线有强大的阻隔能力，是公认的良好的耐紫外辐射的材料。但应用掺杂TiO₂的硅橡胶材料作为高压输电线路中的具有抗老化特性的绝缘子还未见相关报道。

因此，如何在不影响硅橡胶绝缘基体性能的情况下在掺杂纳米TiO₂颗粒仍是一个难题，在强紫外辐射条件下提高硅橡胶材料抗老化问题亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种生产工艺操作简便，且纳米TiO₂添加量可控的添加纳米颗粒的耐紫外辐射复合绝缘子材料及制备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种添加纳米颗粒的耐紫外辐射复合绝缘子材料，包括，硅橡胶、纳米SiO₂、六甲基二硅氮烷、纳米TiO₂和双二五硫化剂，添加比例按照质量分数来计算为：以硅橡胶为单位取xg，x取10g～100g，纳米SiO₂为20x％，六甲基二硅氮烷为5x％，纳米TiO₂为10x％～40x％，双二五硫化剂为1x％。

所述的硅橡胶为甲基硅橡胶或甲基乙烯基硅橡胶或甲基乙烯基苯基硅橡胶中的一种。