[发明专利]一种冷缩型电力电缆附件用硅橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种冷缩型电力电缆附件用硅橡胶，按重量份数计，包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶生胶，140～160份；白炭黑，40～60份；纳米二氧化钛，0.5～2份；纳米氧化铈，0.5～2份；苯基硅油，1～2份；六甲基二硅氮烷，4～6份；去离子水，2～3份；脱模剂，0.2～1份；醇改性氯铂酸，0.1～0.5份；苯并三氮唑，0.1～0.5份；2,5‑二甲基‑2,5二叔丁基过氧化己烷，0.5～2份。本发明还提供一种冷缩型电力电缆附件用硅橡胶的制备方法。本发明制得的冷缩型电力电缆附件用硅橡胶具有优异的物理机械性能、耐高温性和耐漏电起痕性能等。

【技术领域】

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种冷缩型电力电缆附件用硅橡胶及其制备方法。

【背景技术】

随着经济的发展，人们对电力的依赖程度越来越高，而且对供电的可靠性要求也越来越高。高压电缆由于生产及运输的限制，长度一般仅为几百米/根，而电缆的引出和加长续接都依赖于专门的各种电力电缆附件。电力电缆附件是指电缆线路中各种线缆的中间接头及终端接头，它与电缆一起构成输送电网络。电缆附件主要是依靠电缆结构的特性，既满足及恢复电缆的性能，又保证电缆长度的延长及终端的连接。

目前使用的热缩电缆技术就是高能射线辐射使电缆附件终端材料在受热前扩张后一次成型，由于材料的限制，热缩电缆附件的使用寿命一般为4～5年，而电缆的使用寿命长达20～40年。电缆的寿命和附件的寿命不匹配严重影响了供电系统的稳定运行，增加维护成本，而冷缩型电缆附件充分利用了硅橡胶的绝缘特性和良好的耐候性与弹性，完全可以与电缆的寿命相匹配。

硅橡胶冷缩材料的制造原理是利用了橡胶拉伸后自动复原的特性：先制备硅橡胶管或部件，将其扩张并嵌入支撑物，应用时将支撑物抽除，橡胶管就自动复位收缩在被包覆的物体上。硅橡胶的工作温度范围可以从-100℃至350℃，具有优良的耐热氧老化、耐臭氧老化、耐光老化和耐气候老化性能、良好的电绝缘性能、及耐电晕性和耐电弧性，这些优良性能决定了硅橡胶是一种优质的绝缘材料。

近年来硅橡胶在电力电缆上的应用研究取得了不少成果，但仍有不少问题存在。如中国发明专利申请“中高压冷缩电缆附件干式终端用液体硅橡胶及其制备方法”，申请号为201810048716.7，申请公布号为CN108059835A，申请公布日为2018.05.22，其公开了一种中高压冷缩电缆附件干式终端用液体硅橡胶及其制备方法，液体硅橡胶主要由乙烯基封端六甲基二硅氮烷60～85份、气相白炭黑20～40份、六甲基二硅氮烷5～15份、纳米级氢氧化铝10～20份、炭黑0.1～0.3份、铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷1～2份、低含氢硅油1～2份和硅烷偶联剂5～10份组成。其制备方法主要包括制作基胶、研磨、过滤和制作AB组分等步骤。本发明中的液体硅橡胶产品经过实际检测具有良好的绝缘性能，同时具有足够的机械性能，不易拉伸变形，完全能够满足生产中高压冷缩附件的使用要求。本发明中的液体硅橡胶具有绝缘能力强、较好的流动性和拉伸回弹性好等优点。该专利添加了较大含量的纳米级氢氧化铝，虽然专利中并未披露氢氧化铝在制备硅橡胶的作用以及机理，但查询现有技术可知，添加适量的氢氧化铝能有效提高硅橡胶的耐电痕化和抗蚀损性能。氢氧化铝在放电产生的高温下会分解，也会和游离碳反应。氢氧化铝分解生成氧化铝和水蒸气，反应吸收热量为2.09kj/mol，大大降低了材料表面的温度，同时水在高温下形成强烈的水蒸汽气流可以刷掉试样表面沉积的碳粒，减弱电痕的发展；氢氧化铝与游离碳反应，使之转化为挥发性碳(CO或CO₂)，可减弱电痕的发展，氢氧化铝粒径越小，在材料内部及表面的分布就越均匀，受热分解速度越快，可有效抑制碳化通道的形成，提高耐漏电起痕能力。

尽管添加氢氧化铝能有效提高硅橡胶的耐电痕化和抗蚀损性能，但是氢氧化铝是无机粉体，与硅橡胶之间相容性差，且对硅橡胶机械性能的影响较大，主要指标-硬度、拉伸强度、伸长率以及撕裂强度等均会不同程度变差，氢氧化铝还会增大硅橡胶的密度，使制得同样大小的电缆制品重量更重，不利于电缆制品的户外应用，增加了额外风险。