[发明专利]一种硅橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及硅橡胶复合材料技术领域，具体涉及一种硅橡胶复合材料及其制备方法。本发明提供的一种硅橡胶复合材料，包括如下重量份的原料：硅橡胶100份、交联剂1‑5份、催化剂1‑3份、表面镀覆有金属层的非线性电导填料5‑30份、抑制剂1‑3份。本发明提供的硅橡胶复合材料五种组分相互配合，在电场作用下可显著提高复合材料的非线性电导特性，有效解决了由于电场不均匀分布或绝缘材料中电荷积聚导致的复合材料加速老化的问题，在电场均化方面有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及硅橡胶复合材料技术领域，具体涉及一种硅橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

硅橡胶是一种常见的弹性体材料，具有电气性能优异、耐高低温、耐候性好、耐油性好、成本低廉等特性，是目前应用较为广泛的一种电气绝缘材料，被广泛应用于电力系统中，如避雷器、套管、绝缘子等。随着输变电技术的发展，电压等级不断提升，在高压、超高压乃至特高压交直流输变电系统中，绝缘是其核心问题之一，系统电压等级越高，绝缘问题的重要性和困难度越加显著。然而高压输变电系统中的绝缘设备或部件，其自身所承受的电场分布往往极不均匀，例如输电电缆终端的绝缘部分、各种绝缘子的高压端部分，其所承受的电场强度要远远超出整体电场强度的平均值，甚至达到平均值的数倍，由此会带来一系列设计、制造方面的不利影响。

由于绝缘设备或部件(尤其是易导致出现电晕、局部放电等现象的电介质材料)自身承受电场分布的不均匀性，电场强度较大，导致其老化速度往往很快、老化程度也更为严重，由此对系统的长期安全稳定运行会带来更大的威胁。因此，由于电场不均匀分布或绝缘材料中电荷积聚导致的电树枝老化问题日益受到行业研究人员的重视。

非线性电导复合材料的出现为此提供了一条有效路径，非线性电导材料是指在正常使用状态下，材料表现为绝缘状态，发挥绝缘材料的作用，当空间电荷积累或局部电场强度超过一定程度后，材料的导电性能增强，释放积累电荷，从而达到均化电场的作用。现有技术文献CN107123463A公开了一种可自适应调控电导及介电的氧化锌复合绝缘材料，首先以铋、锰、钴、铌掺杂氧化锌得到非线性介电特性的氧化锌粉体颗粒；再在其表面原位聚合聚酰亚胺，赋予氧化锌粉体颗粒非线性电导特性；最后以此填充硅橡胶，制得一种可自适应调控电导及介电的氧化锌复合绝缘材料。上述方案得到的复合绝缘材料有助于解决高电压等级电力系统绝缘设备或部件电场分布不均匀的难题，同时复合材料具有的非线性电导特性也能消散积累的空间电荷，避免因其导致的局部电场集中。然而通过上述方法得到的复合绝缘材料的非线性特性不明显，难以满足实际生产和应用的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中复合绝缘材料的非线性特性不明显，不能有效解决由于电场不均匀分布或绝缘材料中电荷积聚导致的复合绝缘材料加速老化的问题，进而提供一种新的硅橡胶复合材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种硅橡胶复合材料,包括如下重量份的原料：硅橡胶100份、交联剂1-5份、催化剂1-3份、表面镀覆有金属层的非线性电导填料5-30份、抑制剂1-3份。

优选的，所述表面镀覆有金属层的非线性电导填料中，所述金属层占所述非线性电导填料质量的1-30％。

优选的，所述非线性电导填料选自碳化硅、氧化锌、钛酸钡、二氧化硅中的一种或几种。

优选的，所述金属层中的金属选自银、铜、镍、铝、锡、铅中的一种或几种。

优选的，所述交联剂为羟基硅油，所述催化剂为铂金催化剂，所述抑制剂为炔醇抑制剂。

本发明还提供一种上述所述硅橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将硅橡胶、交联剂、催化剂、表面镀覆有金属层的非线性电导填料、抑制剂混合制备混炼胶；

2)将步骤1)得到的混炼胶在电场下预成型，得到预成型硅橡胶材料；