CN103725250B - 一种固化液体密封硅橡胶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气体绝缘高压金属封闭开关所需的自粘性专用密封硅橡胶，本发明的密封胶为双组份室温固化液体硅橡胶，即A和B组份，A和B组份质量比为1:1，其中A组分由α，ω‑二乙烯基聚硅氧烷和氢基聚硅氧烷组成，B组分由α，ω‑二乙烯基聚硅氧烷，催化剂和阻聚剂组成；把α，ω‑二乙烯基聚硅氧烷经干燥冷却至室温后加入氢基聚硅氧烷和色母料，搅拌混合均匀后，排出气泡，得到硅胶A组份；将α，ω‑二乙烯基聚硅氧烷经干燥，冷却后加入催化剂、阻聚剂和色母料，搅拌混合均匀后，排出气泡，得到硅胶B组份。称取A组份和B组份，混合均匀，除尽气泡后注入密封槽内，固化成自粘性低硬度弹性体。该胶满足气体绝缘金属封闭开关防水等需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体绝缘高压金属封闭开关所需的自粘性专用密封硅橡胶，尤其涉及一种与金属法兰密封组件配合使用的密封硅橡胶。
技术背景
气体绝缘金属封闭开关设备是高压配电装置的一种形式。因为气体绝缘金属封闭开关设备具有占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量很小等的优点，使得高压、超高压输变电直接进入市区成为可能，近年来得到广泛使用。六氟化硫气体是目前高压电器中使用的最优良的灭弧和绝缘介质，它无色、无味、无毒，不会燃烧，化学性能稳定，常温下与其它材料不会产生化学反应，其缺点是在电弧放电时，分解形成硫的低氟化合物，不但有毒，遇到水分后会变成腐蚀性电解质，且对某些绝缘材料和金属具有腐蚀作用。因此气体泄漏是气体绝缘金属封闭开关设备最常见而特有的质量问题，轻者，设备需要经常补气；重者，设备被迫停止运行。因为泄漏的同时，外部的水气也向气室内渗透，致使六氟化硫气体的含水量增高，危及设备的正常运行。
目前气体绝缘金属封闭开关设备的一般采用橡胶O型圈法兰密封结构，其原理是高弹性橡胶密封材料能和法兰槽紧密接触从而阻断气体分子的通路密封高压气体。但法兰密封面防水性能不好，在长期进水锈蚀下密封面的六氟化硫气体会泄露，污染环境又不易被清除，同时设备内的六氟化硫气体纯度降低，水、酸和可水解杂质成份增加，导致介质质量变差甚至不合格，从而加重了设备运行维修工作量。因此为了保证密封效果和防水性能，现一般会采用辅助密封措施，即在第二道法兰密封槽内注入硅脂或者在法兰密封表面涂抹硅脂。但硅脂在高温下或长期户外使用过程中容易出现析油现象，降低防水和密封性能，污染开关设备，而且会与设备其它部件的漏油现象混淆，增加设备日常维护和清理工作。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种可以固化的液体密封硅橡胶，以满足气体绝缘金属封闭开关设备的防水、阻隔杂质和降低六氟化硫气体泄漏率的需要。
本发明提供的密封胶为双组份室温(或升温)固化液体硅橡胶，即由A和B组份组成，A和B组份质量比为1:1，其中A组分由α，ω-二乙烯基聚硅氧烷100份和氢基聚硅氧烷0.2～1.2份组成，B组分由α，ω-二乙烯基聚硅氧烷100份，催化剂0.02～0.2份和阻聚剂0.02～0.2份组成；另外，A和B组份可分别添加0～1份色母料。
A组份的制备方法：将α，ω-二乙烯基聚硅氧烷在120～150℃下干燥2～4小时，冷却至室温后加入氢基聚硅氧烷和色母料，在400～800rpm高速分散机下搅拌10～20分钟，混合均匀后，真空搅拌1～2小时排出气泡，得到硅胶A组份。
上述方法中所述的α，ω-二乙烯基聚硅氧烷为粘度为2×103～2×104mPa.s的α，ω-二乙烯基二甲基聚硅氧烷中的一种或几种的聚硅氧烷混合物；氢基聚硅氧烷为含氢量为0.2～1.0wt％的一种或几种的氢基聚硅氧烷混合物。
B组份的制备方法：将α，ω-二乙烯基聚硅氧烷在120～150℃下干燥2～4小时，冷却至室温后加入催化剂、阻聚剂和色母料，在400～800rpm高速分散机下搅拌10～20分钟，混合均匀后，真空搅拌1～2小时排出气泡，得到硅胶B组份。
上述方法中所述的α，ω-二乙烯基聚硅氧烷为粘度为2×103～2×104mPa.s的α，ω-二乙烯基二甲基聚硅氧烷中的一种或几种的聚硅氧烷混合物；所述的氢基聚硅氧烷为含氢量为0.2～1.0wt％的一种或几种的氢基聚硅氧烷混合物；催化剂为铂络合物，阻聚剂为含炔基及多乙烯基的化合物。
本发明的硅胶在使用时按配方比例准确称取A组份和B组份，在干净容器中充分混合均匀，再在真空下除尽气泡后注入法兰密封槽内或者采取静态混合器混合后注入设备法兰内，在常温或升温的条件下固化成自粘性低硬度弹性体。
本发明的有益效果为：作为法兰密封硅胶，要求其具有低的收缩率和良好的粘接性，以便与法兰表面紧密附着，从而提高和改善气体绝缘金属封闭开关设备的防水性能同时阻隔杂质的入侵。因而本发明选用了α，ω-二乙烯基聚硅氧烷为基础聚合物、交联剂为氢基聚硅氧烷的加成型反应体系，固化过程中无小分子生成，有效降低了硅胶的收缩率。为提高密封硅胶的粘接性，本发明通过调节乙烯基官能团和氢基官能团的比例，使乙烯基的量高于氢基，硅胶固化后表现出自粘性，对法兰表面有良好的附着力。此外，通过调节乙烯基官能团和氢基官能团的比例，特别减少氢基聚硅氧烷的加入量，可降低固化过程中的交联度，得到低硬度柔软的硅胶进一步减少应力和收缩率。本发明通过选用加成型反应体系的硅胶，然后通过调节乙烯基官能团和氢基官能团的比例制备了可用于气体绝缘金属封闭开关设备的密封硅胶。该硅胶固化后胶硬度5～10HC，收缩率小于0.3％，具有良好的自粘接性能、耐高低温冲击且不析油(-60～+200℃)、耐气候老化和抗紫外线照射等性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
A组份的制备：按重量计，将100份粘度为5500mPa.s的α，ω-二乙烯基聚硅氧烷在120℃下干燥2小时，冷却至室温后加入0.4份含氢量为0.6wt％的氢基聚硅氧烷和0.3份色母料，在500rpm高速分散机下搅拌15分钟，混合均匀后，真空搅拌1小时排出气泡，得到硅胶A组份。
B组份的制备：按重量计，将100份粘度为5500mPa.s的α，ω-二乙烯基聚硅氧烷在120℃下干燥2小时，冷却至室温后加入0.1份氯铂酸催化剂、0.02份乙烯基四环体阻聚剂和0.3份色母料，在500rpm高速分散机下搅拌15分钟，混合均匀后，真空搅拌1小时排出气泡，得到硅胶B组份。
本实例的硅胶性能检测结果见表1。
实施例2
A组份的制备：按重量计，将100份粘度为8500mPa.s的α，ω-二乙烯基聚硅氧烷在120℃下干燥2小时，冷却至室温后加入0.3份含氢量为0.6wt％的氢基聚硅氧烷和0.3份色母料，在600rpm高速分散机下搅拌15分钟，混合均匀后，真空搅拌1.5小时排出气泡，得到硅胶A组份。
B组份的制备：按重量计，将100份粘度为8500mPa.sα，ω-二乙烯基聚硅氧烷在120℃下干燥2小时，冷却至室温后加入0.08份氯铂酸催化剂、0.01份乙烯基四环体阻聚剂和0.3份色母料，在600rpm高速分散机下搅拌15分钟，混合均匀后，真空搅拌1.5小时排出气泡，得到硅胶B组份。
本实例的硅胶性能检测结果见表1。
实施例3
A组份的制备：按重量计，将70份粘度为2500mPa.s和30份粘度为10000mPa.s的α，ω-二乙烯基聚硅氧烷的混合物在120℃下干燥2小时，冷却至室温后加入0.8份含氢量为0.5wt％的氢基聚硅氧烷和0.5份色母料，在500rpm高速分散机下搅拌15分钟，混合均匀后，真空搅拌1小时排出气泡，得到硅胶A组份。
B组份的制备：按重量计，将70份粘度为2500mPa.s和30份粘度为10000mPa.s的α，ω-二乙烯基聚硅氧烷的混合物在120℃下干燥2小时，冷却至室温后加入0.08份氯铂酸催化剂、0.06份乙烯基四环体阻聚剂和0.5份色母料，在500rpm高速分散机下搅拌15分钟，混合均匀后，真空搅拌1小时排出气泡，得到硅胶B组份。
本实例的硅胶性能检测结果见表1。
实施例4
A组份的制备：按重量计，将30份粘度为2500mPa.s和70份粘度为10000mPa.s的α，ω-二乙烯基聚硅氧烷的混合物在120℃下干燥2小时，冷却至室温后加入0.3份含氢量为0.8wt％的氢基聚硅氧烷和0.5份色母料，在600rpm高速分散机下搅拌15分钟，混合均匀后，真空搅拌1小时排出气泡，得到硅胶A组份。
B组份的制备：按重量计，将30份粘度为2500mPa.s和70份粘度为10000mPa.s的α，ω-二乙烯基聚硅氧烷的混合物在120℃下干燥2小时，冷却至室温后加入0.15份氯铂酸催化剂、0.05份乙烯基四环体阻聚剂和0.5份色母料，在600rpm高速分散机下搅拌15分钟，混合均匀后，真空搅拌1小时排出气泡，得到硅胶B组份。
本实例的硅胶性能检测结果见表1。
实施例5
A组份的制备：按重量计，将40份粘度为6500mPa.s和60份粘度为20000mPa.s的α，ω-二乙烯基聚硅氧烷的混合物在120℃下干燥2小时，冷却至室温后加入0.2份含氢量为1.0wt％的氢基聚硅氧烷和1份色母料，在800rpm高速分散机下搅拌20分钟，混合均匀后，真空搅拌2小时排出气泡，得到硅胶A组份。
B组份的制备：按重量计，将40份粘度为6500mPa.s和60份粘度为20000mPa.s的α，ω-二乙烯基聚硅氧烷的混合物在120℃下干燥2小时，冷却至室温后加入0.2份氯铂酸催化剂、0.2份乙烯基四环体阻聚剂和1份色母料，在800rpm高速分散机下搅拌20分钟，混合均匀后，真空搅拌2小时排出气泡，得到硅胶B组份。
本实例的硅胶性能检测结果见表1。
表1、硅胶性能检测结果
本发明通过选用加成型反应体系的硅胶，然后通过调节乙烯基官能团和氢基官能团的比例制备了可用于气体绝缘金属封闭开关设备的密封硅胶。该硅胶固化后胶硬度5～10HC，收缩率小于0.3％，具有良好的自粘接性能、耐高低温冲击且不析油(-60～+200℃)、耐气候老化和抗紫外线照射等性能。固化后的硅胶各项性能指标见表2。
表2、本发明的硅胶固化后的性能指标
注1：允许操作时间为从A、B组份混合开始计时，当粘度达到刚混合后粘度的2倍时的这段时间即为允许操作时间与检测温度有关。
注2：橡胶硬度的检测国标有GB/T6031-1998和GB/T531-1999，但均不适合本专利产品，故采用现国内的HC硬度计检测，样片要求及制片标准同GB/T6031-1998。
注3：橡胶表面自粘力无相关标准，故采用对铝剪切强度初步判断其大小。
注4：国家无相关标准，故采用固定体积为10×10×10cm的正方体不锈钢盒，将混合好的抽真空除尽气泡的硅胶注满盒子，在常温下固化。固化完全后称重，再在不锈钢盒中注蒸馏水至刚好满注。称重总重量，即可计算出在不锈钢盒中加入的水的体积，将水的体积÷不锈钢盒的容积即可的硅胶固化前后的收缩率。
注5：国家无相关标准，故采用在180℃烘箱内加热4小时后，用目测的方法观察硅胶析油情况。
Claims (1)
1.一种固化液体密封硅橡胶，由A和B组分组成，A组分由α，ω-二乙烯基聚硅氧烷100份和氢基聚硅氧烷0.2～1.2份及0～1份色母料组成，B组分由α，ω-二乙烯基聚硅氧烷100份，催化剂0.02～0.2份和阻聚剂0.02～0.2份及0～1份色母料组成；并由以下步骤制备：
(a)将α，ω-二乙烯基聚硅氧烷在120～150℃下干燥2～4小时，冷却至室温后加入氢基聚硅氧烷和色母料，在400～800rpm高速分散机下搅拌10～20分钟，混合均匀后，真空搅拌1～2小时排出气泡，得到硅胶A组份；
(b)将α，ω-二乙烯基聚硅氧烷在120～150℃下干燥2～4小时，冷却至室温后加入催化剂、阻聚剂和色母料，在400～800rpm高速分散机下搅拌10～20分钟，混合均匀后，真空搅拌1～2小时排出气泡，得到硅胶B组份；
(c)将质量比为1:1的A和B组份在干净容器中充分混合均匀，再在真空下除尽气泡后注入法兰密封槽内或者采取静态混合器混合后注入设备法兰内，在常温或升温的条件下固化成自粘性低硬度弹性体；
其特征在于：所述的α，ω-二乙烯基聚硅氧烷为粘度为2×103～2×104mPa.s的α，ω-二乙烯基二甲基聚硅氧烷中的一种或几种的聚硅氧烷混合物；所述的氢基聚硅氧烷为含氢量为0.2～1.0wt％的一种或几种的氢基聚硅氧烷混合物；催化剂为铂络合物，阻聚剂为含炔基及多乙烯基的化合物。
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