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)備外絕緣表面在運行過程中會逐漸積污,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)電弧長度達到臨界值時,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。作用機理一般認為是當(dāng)電弧燒灼材料表面時，局部材料表面的濕度顯著提高，氫氧化鋁在加熱到220C左右時會迅速分解出結(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，在水分的作用下易團聚。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.解決這一問題的技術(shù)方法主要是對超細填料進行表面改性,以改善其表面的物理化學(xué)特性，增強其與農(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。

本文章通過對氫氧化鋁的分散性,提高材料的綜合性能進行表面改性處理,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。實驗結(jié)果表明：當(dāng)氫氧化鋁粒徑為2.4μm時,硅橡膠的力學(xué)性能及阻燃性能達到佳,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,硅橡膠綜合性能佳,漏電起痕達到1A4.5,阻燃性能滿足FV-0。

三、氫氧化鋁對硅橡膠硫化膠物理機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 ,對硅橡膠硫化膠物理機械性能的影響越小 ;當(dāng)氫氧化鋁的用量達到 90份后 ,隨著用量的增加 ,硅橡膠硫化膠的硬度上升 ,拉伸強度、扯斷伸長.

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)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計,至2001年我國在高壓線路上運行的硅橡膠復(fù)合絕緣子已達190萬支，而且用量每年以25 %以上的速度在增長。復(fù)合.絕緣子的使用大大地促進了電力工業(yè)的發(fā)展,提高了用電安全性，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益目前國內(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。但氫氧化鋁作為無機填料和農(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。

實驗部分

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