氫氧化鋁阻燃劑在硅橡膠中的應(yīng)用

表面改性的氫氧化鋁及其在硅橡膠中的應(yīng)用

一、電力設(shè)備外絕緣表面在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)逐漸積污,污層受潮后,其中的電介質(zhì)溶解使污層中的表面電導(dǎo)率加大,漏電電流增加，由此產(chǎn)生電弧效應(yīng)，當(dāng)電弧長(zhǎng)度達(dá)到臨界值時(shí),絕緣表面將發(fā)生閃絡(luò)事故。硅橡膠涂料是涂覆在電力設(shè)備外絕緣表面的一種憎水防污閃材料,其主要功能是提高電力輸變電設(shè)備外絕緣結(jié)構(gòu)的抗污閃電壓。

氫氧化鋁可用在硅橡膠涂料中以提高耐電弧性能及耐漏電起痕。作用機(jī)理一般認(rèn)為是當(dāng)電弧燒灼材料表面時(shí)，局部材料表面的濕度顯著提高，氫氧化鋁在加熱到220C左右時(shí)會(huì)迅速分解出結(jié)晶水并吸收大量的熱量,從而降低材料表面的溫度。氫氧化鋁分解出的結(jié)晶水在Al2O,的催化作用下可與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系材料分解時(shí)產(chǎn)生的游離碳發(fā)生反應(yīng),生成易揮發(fā)的Co、 co2.阻止導(dǎo)電的炭化通道的形成。

氫氧化鋁的表面為較性基團(tuán)，在水分的作用下易團(tuán)聚。與氫氧化鋁相比,硅橡膠涂料中的硅氧烷聚合物為非較性物質(zhì).兩者的表面性質(zhì)差異非常大，相容性差.解決這一問(wèn)題的技術(shù)方法主要是對(duì)超細(xì)填料進(jìn)行表面改性,以改善其表面的物理化學(xué)特性，增強(qiáng)其與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系高聚物的相容性和在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系基質(zhì)中的分散性提高材料的綜合性能。

本文章通過(guò)對(duì)氫氧化鋁的分散性,提高材料的綜合性能進(jìn)行表面改性處理,并將其應(yīng)用到硅橡膠涂料中.研制出了適合電力設(shè)備外絕緣結(jié)構(gòu)使用的特種材料。

氫氧化鋁的粒徑及填充量對(duì)復(fù)合絕緣子用熱硫化硅橡膠的力學(xué)性能、電學(xué)性能、阻燃性、憎水性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)氫氧化鋁粒徑為2.4μm時(shí),硅橡膠的力學(xué)性能及阻燃性能達(dá)到佳,憎水性及電學(xué)性能適中;氫氧化鋁填充量為115～125份之間時(shí),硅橡膠綜合性能佳,漏電起痕達(dá)到1A4.5,阻燃性能滿足FV-0。

三、氫氧化鋁對(duì)硅橡膠硫化膠物理機(jī)械性能和電絕緣性能的影響。結(jié)果表明 ,硅橡膠中使用的氫氧化鋁粒度越細(xì) ,對(duì)硅橡膠硫化膠物理機(jī)械性能的影響越小 ;當(dāng)氫氧化鋁的用量達(dá)到 90份后 ,隨著用量的增加 ,硅橡膠硫化膠的硬度上升 ,拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng).

四、硅橡膠具有耐高低溫耐候、耐臭氧耐電暈、電氣絕緣性能好、表面憎水、壓縮變形率低等特性，是橡膠中性能獨(dú)特的品種。由于其具備的這些良好特性，在電氣絕緣系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),至2001年我國(guó)在高壓線路上運(yùn)行的硅橡膠復(fù)合絕緣子已達(dá)190萬(wàn)支，而且用量每年以25 %以上的速度在增長(zhǎng)。復(fù)合.絕緣子的使用大大地促進(jìn)了電力工業(yè)的發(fā)展,提高了用電安全性，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益目前國(guó)內(nèi)外大多數(shù)復(fù)合絕緣子生產(chǎn)廠家,均采用填充有較多氫氧化鋁的甲基乙烯基硅橡膠(即高溫硫化硅橡膠)作為戶外絕緣材料。在高溫硫化硅橡膠配方中，氫氧化鋁對(duì)于制品的力學(xué)性能、電性能、憎水性、阻燃性均有非常大的影響。

研究表明,加入氫氧化鋁填料,可提高硅橡膠的耐漏電起痕、耐電蝕損、耐電弧、防閃絡(luò)等性能。但氫氧化鋁作為無(wú)機(jī)填料和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系高聚物硅橡膠本體在物理形態(tài)和化學(xué)結(jié)構(gòu)上差異很大，兩者親和性差,這限制了氫氧化鋁作為填充劑在硅橡膠中的添加量。本公司系統(tǒng)地研究了氫氧化鋁粒徑及加入量對(duì)硅橡膠力學(xué)性能、電性能、憎水性、阻燃性等各種性能的影響。

實(shí)驗(yàn)部分

氫氧化鋁:平均粒徑(激光粒度儀測(cè)試,50%粒徑)分別為1.2 μm、2. 4 μm.3.2 μm和4.0 um。