DE112023000182T5

DE112023000182T5 - Ein herstellungsverfahren und eine anwendung von epdm-isolierkautschuk

Info

Publication number: DE112023000182T5
Application number: DE112023000182.0T
Authority: DE
Inventors: Xinhao Gong; Duokun Zhu; Jintao Zuo; Xin Tang; Yanli Xu; Xiaochen Sun; Yunrui ZHAO
Original assignee: Hengtong Optic Electric Co Ltd; Hengtong Submarine Power Cable Co Ltd
Current assignee: Hengtong Optic Electric Co Ltd; Hengtong Submarine Power Cable Co Ltd
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2023-07-31
Publication date: 2024-05-23
Also published as: CN115181368A; WO2024022526A1; CN115181368B

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Herstellungsverfahren und eine Anwendung von EPDM-Isolierkautschuk, und der EPDM-Isolierkautschuk umfasst die folgenden Komponenten, die nach Massenteilen berechnet sind: EPDM 100 Teile, EPDM-MAH 10-15 Teile, Zinkoxid 4 - 6 Teile, Stearinsäure 0,5 - 1,5 Teile, Antioxidans 2 ∼ 5 Teile, Ton 50-60 Teile, Paraffinöl 3-5 Teile, Kieselsäure 20-25 Teile, Siliziumkarbid 10-15 Teile, Schwefel 1 - 3 Teile, Vernetzer 3-4 Teile, Vulkanisationsmittel 4-5 Teile, Silan-Haftvermittler 2-3 Teile. Das Herstellungsverfahren umfasst mehrfaches Mischen, Plastifizieren, Hochtemperatur-Wärmebehandlung, Verdünnen, Vulkanisieren und andere Prozesse, wobei zuerst EPDM-MAH mit Silan-Haftvermittler gemischt und für einen bestimmten Zeitraum belassen wird, so dass das Silan-Haftvermittler den Migrationsprozess abschließen kann, der vollständig mit der Oberfläche des Füllstoffs interagieren kann, um die Dispersion des Füllstoffs zu verbessern, und dann die Akkumulation und unregelmäßige Verteilung der Raumladung zu hemmen, die durch die interne Agglomeration des Materials verursacht wird. In Kombination mit dem synergistischen Effekt von EPDM-MAH und Siliziumkarbid wird die Raumladung von EPDM-Isolierkautschuk weiter unterdrückt und EPDM-Isolierkautschuk mit hervorragenden mechanischen und elektrischen Eigenschaften erhalten, der die Leistungsanforderungen von Hochspannungs-Klemmkabelgarnituren erfüllt.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den technische Bereich des Isolierkautschuks, insbesondere auf ein Herstellungsverfahren und die Anwendung von EPDM-Isolierkautschuk.
Hintergrundtechnologie
Kabelgarnituren verstärkte Isolationsmaterialien können in der Regel in zwei Kategorien unterteilt werden: Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) und Silikonkautschuk. Silikonkautschuk hat gute Isolationseigenschaften, Hydrophobizität und Kriechstromfestigkeit, und seine Kabelgarnituren haben die Vorteile einer geringen Härte, Bruchdehnung und hoher Elastizität, so dass sie hauptsächlich in AC-Kabelgarnituren verwendet werden. EPDM hat die Vorteile eines geringen Verlusts, einer Teilentladungsbeständigkeit, einer Säure- und Laugenbeständigkeit und einer UV-Beständigkeit und wird häufig in Bergbaukabeln, Kernkraftwerkskabeln und Marinekabeln und anderen Isolierungen verwendet, und seine Lebensdauer ist etwa zehnmal so hoch wie die anderer Gummis, so dass EPDM in Hochspannungs-Klemmkabelgarnituren im In- und Ausland weiter verbreitet ist.
Die Dispergierung und Unterdrückung der Raumladung von EPDM ist eine der Kerntechnologien von EPDM für den dc-einsatz, und die Dispergierung wirkt sich direkt auf die mechanischen Eigenschaften von EPDM aus. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Dispersion, desto geringer die Spannungskonzentration von EPDM und desto besser sind die mechanischen Eigenschaften der hergestellten EPDM-Verbundwerkstoffe. Da EPDM-Verbundwerkstoffe im Bereich der Hochspannungs-Klemmkabelgarnituren weit verbreitet sind, um die Umkehrung des elektrischen Feldes zu vermeiden, die durch eine große Akkumulation von Raumladung während des Betriebs von Hochspannungs-Klemmkabelgarnituren verursacht wird, wodurch die Sicherheit und Zuverlässigkeit des gesamten Kabelsystems verringert wird, hat auch die Unterdrückungsleistung von EPDM bei Raumladung viel Aufmerksamkeit erregt. Bei der Herstellung von EPDM ist die Dispersion nicht hoch, und die Monomere und andere Zusatzstoffe werden oft zusammen agglomeriert und verbleiben im Produkt, was zum Vorhandensein einer großen Anzahl von Verunreinigungen in EPDM führt, was zu einer großen Ansammlung von Raumladung führt. Die Dispersion im EPDM wird in der Regel durch Zugabe einer großen Anzahl von Silan-Haftvermittlern verbessert, aber die Einführung einer großen Anzahl von Silan-Haftvermittlern erhöht die Restmenge an Verunreinigungen im Produkt, was wiederum die Akkumulation von Innenraumladung verursacht. Daher ist die Herstellung von EPDMs mit hoher Dispersion, geringen Rückständen kleiner Moleküle und hoher Beständigkeit gegen Raumladung ein dringendes Problem, das in der Industrie gelöst werden muss.
Inhalt der Erfindung
Die technische Aufgabe, die durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll, besteht darin, ein Herstellungsverfahren und eine Anwendung von EPDM-Isolierkautschuk bereitzustellen, wobei durch die Kombination von Prozessverbesserung und Materialauswahl eine Art EPDM-Isolierkautschuk mit hoher Dispersion, geringem Rückstand kleiner Moleküle und hoher Beständigkeit gegen Raumladung hergestellt wird, der gute mechanische und elektrische Eigenschaften aufweist und die Leistungsanforderungen von Hochspannungs-Klemmkabelgarnituren erfüllt.
Um die oben erwähnte technische Aufgabe zu lösen, stellt die Erfindung folgendes technisches Schema bereit:

Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Herstellungsverfahren von EPDM-Isolierkautschuk bereit, und der EPDM-Kautschuk umfasst die folgenden Komponenten nach Gewichtsteilen: EPDM-Kautschuk 100 Teile, Maleinsäureanhydrid-modifizierten EPDM-Kautschuk 10-15 Teile , Silan-Haftvermittler 2-3 Teile, Zinkoxid 4 - 6 Teile, Stearinsäure 0,5 ∼ 1,5 Teile .Antioxidans 2 ∼ 5 Teile, Ton 50-60Teile, Paraffinöl3-5 Teile, Kieselsäure 20-25 Teile, Siliziumkarbid 10-15 Teile, Schwefel 1 ∼ 3 Teile, Vernetzer 3-4 Teile ,Vulkanisationsmittel 4-5 Teile;

Das Herstellungsverfahren umfasst folgende Schritte:

(1) Die Formelmenge des Maleinsäureanhydrid-modifizierten EPDM-Kautschuks wurde mit Silan-Haftvermittler gemischt, und nachdem die erforderliche Plastizität erreicht war, wurde sie länger als 2h stehen gelassen und dann mit der Formelmenge EPDM-Kautschuk geformt, um ein Masterbatch herzustellen.
(2) Die Formelmenge an Zinkoxid, Stearinsäure und Antioxidans wird mit dem in Schritt (1) hergestellten Masterbatch zum ersten Mal gemischt, dann wird 1/2 der Formelmenge an Ton, Kieselsäure, Paraffinöl und dem gesamten Siliziumkarbid für das zweite Mischen zugegeben, und dann wird 1/2 der Formelmenge an Ton, Kieselsäure und Paraffinöl zum dritten Mal zugegeben, um eine Gummimaterial zu erhalten;
(3) Das nach der Behandlung in Schritt (2) erhaltene Gummimaterial wird zur Wärmebehandlung, Kühlung und zum Abstellen in die offene Mühle gegeben;
(4) Das nach Schritt (3) erhaltene Gummimaterial wird für die erste Stufe der Verdünnungsbehandlung in die offene Mühle gegeben, und dann wird eine Formelmenge an Schwefel, ein Vernetzer und ein Vulkanisationsmittel zugegeben, um die Verdünnungsbehandlung der zweiten Stufe durchzuführen, und der EPDM-Isolierkautschuk wird nach der Vulkanisationsbehandlung erhalten.

Ferner beträgt das Massenverhältnis von Maleinsäureanhydrid-modifizierten EPDM-Kautschuk wurde 3 - 5:100.
Ferner beträgt das Massenverhältnis von Maleinsäureanhydrid-modifizierten EPDM-Kautschuk wurde 4:100.
Ferner ist das Silan-Haftvermittler vorzugsweise SI69.
Ferner umfasst das Antioxidans ein Antioxidans RD und ein Antioxidans MB; Das Massenverhältnis des Antioxidans RD und des Antioxidans MB beträgt 1:5-7.
Ferner beträgt die durchschnittliche Partikelgröße des Siliziumkarbids 30 - 60 nm.
Wenn die Feldstärke einen bestimmten Wert erreicht, zeigt die Leitfähigkeit eine starke Feldstärkeabhängigkeit, die die elektrische Feldverteilung in der Isolierung von Hochspannungsgeräten verbessern, die Durchschlagsfestigkeit des Materials effektiv erhöhen und die Sicherheit des Kabelsystems verbessern kann. Aufgrund der hohen Oberflächenaktivität von Nano-Siliziumkarbid ist der Dispersionseffekt der leichten Agglomeration in Kautschuk nicht gut, der Effekt der Raumladungshemmung ist nicht gut und die mechanischen Eigenschaften von Gummimaterialien werden beeinträchtigt.
Ferner ist der Vernetzer vorzugsweise Triallylisocyanurat (TAIC).
Ferner ist das Vulkanisationsmittel vorzugsweise BIBP.
Ferner umfasst der EPDM-Isolierkautschuk die folgenden Komponenten nach Gewichtsteilen: EPDM-Kautschuk 100 Teile, Maleinsäureanhydrid-modifizierten EPDM-Kautschuk 10 Teile ,Silan-Haftvermittler 2 Teile , Zinkoxid 5 Teile , Stearinsäure 1 Teil, Antioxidan RD 0,5 Teile , Antioxidan MB 3 Teile , Ton 60 Teile , Paraffinöl 5 Teile, Kieselsäure 25 Teile, Siliziumkarbid 10 Teile, Schwefel 2 Teile, TAIC 3-4 Teile, BIBP 4-5 Teile.
Ferner beträgt in Schritt (1) die Walzentemperatur 35 ~ 55 °C und der Walzenabstand 0,5 - 1 mm.
Ferner beträgt die Mischzeit vorzugsweise 10-15 min.
Ferner wird in Schritt (1) die Kunststoffraffination in einem unter Druck stehenden Innenmischer durchgeführt, und die Kunststoffraffination dauert 8-10 min.
Ferner beträgt in Schritt (1) die Standzeit nach dem Mischen vorzugsweise 2-4 h.
Nachdem Maleinsäureanhydrid-modifizierter EPDM-Kautschuk mit Silan-Haftvermittler vermischt wurde, muss er für einen bestimmten Zeitraum belassen werden, um den Migrationsprozess des Silan-Haftvermittlers abzuschließen. Wenn die Bestückungszeit zu kurz ist, schließt der Silan-Haftvermittler die Migration nicht ab, was sich auf die Dispersionswirkung des nachfolgenden Füllstoffs auswirkt. Wenn es zu lange gelagert wird, beeinflusst es die Reaktion zwischen der anorganischen Substanz im Füllstoff und der Silansauerstoffgruppe im Silan-Haftvermittler, verringert die Adhäsionswirkung zwischen dem Füllstoff und dem Gummi und beeinflusst somit die Dispersion im Inneren des EPDM-Isolierkautschuk. Daher ist es notwendig, die Standzeit des Mischens zu kontrollieren, vorzugsweise 2 ∼ 4 h.
Ferner werden in Schritt (2) die drei Mischungen in einem Druckmischer durchgeführt. Die Zeit des ersten Mischens beträgt 3 - 5 min, die Zeit des zweiten Mischens 3 - 5 min und die Zeit des dritten Mischens 3 - 5 min.
Ferner beträgt in Schritt (3) die Temperatur der Wärmebehandlung 175 ∼ 185 °C und die Zeit der Wärmebehandlung 5-15 min.
Ferner wird in Schritt (4) die Verdünnungsbehandlung der ersten Stufe 2-3 mal verdünnt; Die zweite Stufe der Verdünnungsbehandlung wird 9 - 12 Mal verdünnt, z. B. 10 Male.
Ferner beträgt in Schritt (4) die Temperatur der Vulkanisationsbehandlung 160 ~ 170 °C, die Zeit der Vulkanisationsbehandlung 30 ∼ 40 min und der Druck der Vulkanisationsbehandlung 12 - 15 MPa.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt einen EPDM-Isolierkautschuk bereit, der nach dem im ersten Aspekt beschriebenen Herstellungsverfahren hergestellt wird.
Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Anwendung von EPDM-Isolierkautschuk in Hochspannungs-Klemmkabelgarnituren bereit, die im zweiten Aspekt beschrieben sind.
Verglichen mit dem Stand der Technik sind die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung folgende:

1. Die vorliegende Erfindung verwendet das vorgemischte integrale Mischverfahren, zuerst werden der Maleinsäureanhydrid-modifizierte EPDM-Kautschuk und das Silan-Haftvermittler vorgemischt und für einen bestimmten Zeitraum platziert, so dass das Silan-Haftvermittler den Migrationsprozess abschließt, und dann wird das Mischen durchgeführt, um die Haftung zwischen dem Füllstoff und dem Kautschuk sicherzustellen und gleichzeitig die Dispergierung von EPDM zu verbessern, wodurch das Agglomerationsphänomen innerhalb des Materials reduziert wird, die Akkumulation und unregelmäßige Verteilung der Raumladung gehemmt wird, das elektrische Feld gleichmäßig verteilt wird, um die Situation der Feldstärkeumkehr zu vermeiden, und die mechanischen Eigenschaften und elektrischen Eigenschaften des Kabels als Ganzes erheblich verbessert werden.
2. Die vorliegende Erfindung führt Maleinsäureanhydrid mit polaren Gruppen in Kautschuk ein, und das Einbringen polarer Gruppen kann die Dichte und die Fallentiefe der Fallenanordnung im Inneren des Materials erhöhen, wodurch die Anhäufung von Raumladung verringert wird, und synergistisch die elektrische Feldverteilung in der Isolierung von elektrischen Hochspannungsgeräten mit gleichmäßig verteiltem Nano-Siliziumkarbid verbessern und die Durchschlagsfestigkeit des Materials effektiv verbessern; In Kombination mit der Auswahl der Materialien und der Verbesserung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird ein EPDM-Isolierkautschuk mit hoher Dispersion, geringen Rückständen kleiner Moleküle und hoher Beständigkeit gegen Raumladung hergestellt, der gute mechanische und elektrische Eigenschaften aufweist und dessen Raumladungsdichte so niedrig wie 1,7 (20 kV/mm) (C/m3) ist, der in Hochspannungs-Klemmkabelgarnituren verwendet werden kann, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Kabelsystems zu verbessern.

Spezifische Ausführungsform
Sofern nicht anders definiert, haben alle technischen und wissenschaftlichen Begriffe, die hierin verwendet werden, die gleiche Bedeutung, wie sie allgemein von Fachleuten auf dem Gebiet verstanden werden, das zu der vorliegenden Erfindung gehört. Die Begriffe, die in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sollen nur spezifische Ausführungsformen beschreiben und sind nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen eines oder mehrerer verwandter aufgelisteter Elemente.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden in Verbindung mit spezifischen Ausführungsformen weiter beschrieben, so dass der Fachmann die Erfindung besser verstehen und umsetzen kann, aber die zitierten Ausführungsformen werden nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung verwendet.
Ausführungsform 1
Die Ausführungsform betrifft die Herstellung eines EPDM-Isolierkautschuks mit folgenden Komponenten nach Gewichtsteilen: EPDM-Kautschuk: 100 Teile, Maleinsäureanhydrid-modifizierten EPDM-Kautschuk (EPDM-MAH): 10 Teile, Zinkoxid: 5 Teile, Stearinsäure: 1 Teil, Antioxidans RD: 0.5 Teil, Antioxidans MB: 3 Teile, Ton: 60 Teile, Paraffinöl: 5 Teile, Kieselsäure: 25 Teile, Nano SIC (durchschnittliche Partikelgröße 40 nm): 10 Teile, S: 2 Teile, TAIC: 4 Teile, BIBP: 4.5 Teil, S169: 2 Teile. Der spezifische Vorbereitungsprozess besteht aus den folgenden Schritten:

(1) Die Formelmenge von EPDM-MAH und SI69 wurde zum Vormischen in die offene Mühle gegeben, die Walzentemperatur betrug 40 °C, der Walzenabstand betrug 0,5-1 mm, und das Mischen erreichte die erforderliche Plastizität und stand dann 2 h. Dann wurde es in den unter Druck stehenden Innenmischer mit dem EPDM der Formelmenge für 8 min gegeben, um das Masterbatch herzustellen.
(2) Die formulierten Mengen an Zinkoxid, Stearinsäure und den Antioxidans RD und MB wurden für 3 min in den unter Druck stehenden internen Mischer gegeben. Fügen Sie 112 der Formelmenge Ton, Kieselsäure, Paraffinöl und alle SIC hinzu und mischen Sie 3 min lang; Dann die restliche 1/2 Ton, 1/2 Kieselsäure und 1/2 Paraffinöl hinzufügen und 4 min lang mischen.
(3) Der aus dem Innenmischer austretende Kautschuk wurde in die offene Mühle gegeben, 10 min lang bei 180 °C wärmebehandelt, auf 25 °C abgekühlt und 24 h stehen gelassen.
(4) Das Material, das herausgenommen und in die offene Mühle gegeben wird, wird 2 Mal in die offene Mühle gegeben, und dann wird die Formelmenge von S, TAIC und BIBP zur offenen Mühle gegeben, und der dünne Durchgang ist das 10-fache, und dann wird die Vulkanisation durchgeführt (die Vulkanisationstemperatur beträgt 165 °C, die Vulkanisationszeit beträgt 35 min und der Vulkanisationsdruck beträgt 14 MPa), das heißt, der EPDM-Isolierkautschuk wird vorbereitet.

Ausführungsform 2
Die vorliegende Ausführungsform bezieht sich auf die Herstellung eines EPDM-Isolierkautschuks, das Herstellungsverfahren ist das gleiche wie in der Ausführungsform 1, nur die Formel des EPDM-Isolierkautschuks ist anders, und der EPDM-Isolierkautschuk in der vorliegenden Ausführungsform umfasst die folgenden Komponenten nach Gewichtsteilen: EPDM-Kautschuk: 100 Teile, EPDM-MAH: 15 Teile, Zinkoxid: 5 Teile, Stearinsäure: 1 Teil, Antioxidans RD: 0.5 Teil, Antioxidans MB: 3 Teile, Ton: 60 Teile, Paraffinöl: 5 Teile, Kieselsäure: 25 Teile, NanoSIC (durchschnittliche Partikelgröße 40 nm): 15 Teile, S: 2 Teile, TAIC: 4 Teile, BIBP: 4.5 Teil, SI69: 3 Teile.
Ausführungsform 3
Die vorliegende Ausführungsform bezieht sich auf die Herstellung eines EPDM-Isolierkautschuks, und die gleiche Formel wird verwendet, um den EPDM-Isolierkautschuk mit der Ausführungsform 1 herzustellen, aber es gibt nur Unterschiede in dem Herstellungsverfahren: Die Formelmenge von EPDM-MAH und SI69 wurde auf dem offenen Walzwerk bei einer Walzentemperatur von 50 °C vorgemischt, und der Rest des Arbeitsgangs war derselbe.
Ausführungsform 4
Die vorliegende Ausführungsform bezieht sich auf die Herstellung eines EPDM-Isolierkautschuks, und die gleiche Formel wird verwendet, um den EPDM-Isolierkautschuk mit der Ausführungsform 1 herzustellen, aber es gibt nur Unterschiede in dem Herstellungsverfahren: Die Formelmenge von EPDM-MAH und SI69 wurde auf dem offenen Walzwerk bei einer Walzentemperatur von 40 °C vorgemischt, der Walzenabstand betrug 0,5-1 mm, und das Mischen erreichte die erforderliche Plastizität und stand dann für 3 h, und der Rest der Vorgänge war gleich.
Paar-Skala 1
Das Verhältnis dieses Paares bezieht sich auf die Herstellung eines EPDM-Isolierkautschuks, und die gleiche Formel wird verwendet, um den EPDM-Isolierkautschuk in Ausführungsform 1 herzustellen, aber es gibt Unterschiede nur in dem Herstellungsverfahren: Die Formelmenge von EPDM-MAH und SI69 wurde auf dem offenen Walzwerk bei einer Walzentemperatur von 30 °C vorgemischt, und der Rest des Arbeitsgangs war derselbe.
Paar-Skala 2
Das Verhältnis dieses Paares bezieht sich auf die Herstellung eines EPDM-Isolierkautschuks, und die gleiche Formel wird verwendet, um den EPDM-Isolierkautschuk in Ausführungsform 1 herzustellen, aber es gibt Unterschiede nur in dem Herstellungsverfahren: Die Formelmenge von EPDM-MAH und SI69 wurde auf dem offenen Walzwerk bei einer Walzentemperatur von 40 °C vorgemischt, der Walzenabstand betrug 0,5-1 mm, und das Mischen erreichte die erforderliche Plastizität und stand dann für 1 h, und der Rest der Vorgänge war gleich.
Paar-Skala 3
Das Verhältnis dieses Paares bezieht sich auf die Herstellung eines EPDM-Isolierkautschuks, der die gleiche Formel wie Ausführungsform 1 annimmt, und das Herstellungsverfahren ist unterschiedlich, um den EPDM-Isolierkautschuk herzustellen, und das spezifische Herstellungsverfahren umfasst die folgenden Schritte:

(1) Die formulierte Menge an EPDM-MAH, SI69 und EPDM wurde 8 min lang in den unter Druck stehenden Innenmischer gegeben, um Masterbatch herzustellen.
(2) Die formulierten Mengen an Zinkoxid, Stearinsäure und den Antioxidans RD und MB wurden für 3 min in den unter Druck stehenden internen Mischer gegeben. Fügen Sie 112 der Formelmenge Ton, Kieselsäure, Paraffinöl und alle SIC hinzu und mischen Sie 3 min lang; Dann die restliche 1/2 Ton, 1/2 Kieselsäure und 1/2 Paraffinöl hinzufügen und 4 min lang mischen.
(3) Der aus dem Innenmischer austretende Kautschuk wurde in die offene Mühle gegeben, 10 min lang bei 180 °C wärmebehandelt, auf 25 °C abgekühlt und 24 h stehen gelassen.
(4) Das Material, das herausgenommen und in die offene Mühle gegeben wird, wird 2 Mal in die offene Mühle gegeben, und dann wird die Formelmenge von S, TAIC und BIBP zur offenen Mühle gegeben, und der dünne Durchgang ist das 10-fache, und dann wird die Vulkanisation durchgeführt (die Vulkanisationstemperatur beträgt 165 °C, die Vulkanisationszeit beträgt 35 min und der Vulkanisationsdruck beträgt 14 MPa), das heißt, der EPDM-Isolierkautschuk wird vorbereitet.

Paar-Skala 4
Das Paarverhältnis bezieht sich auf die Herstellung eines EPDM-Isolierkautschuks, und die Formel enthält im Vergleich zur Ausführungsform 1 kein EPDM-MAH, und das spezifische Herstellungsverfahren umfasst die folgenden Schritte:

Leistungsstudien
Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der obigen Ausführungsform und die proportionale Herstellung von EPDM-Isolierkautschuk werden gemessen, einschließlich Härte, Reißfestigkeit, Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Durchgangswiderstand, DC-Durchschlagsfestigkeit und Raumladungsdichte. Die spezifischen Prüfnormen und -verfahren lauten wie folgt:

Bestimmung der Härte: Der Prüfstandard ist GB/T 531 und der Leistungsindex beträgt 65±5 Shore A;
Bestimmung der Reißfestigkeit: Die Prüfnorm ist GB/T 529 und der Leistungsindex ≥ 25 N/mm;
Bestimmung der Zugfestigkeit: Die Prüfnorm ist GB/T 528 und der Leistungsindex ≥ 8 MPa;
Bestimmung der Bruchdehnung: Die Prüfnorm ist GB/T 528 und der Leistungsindex ≥ 500;
Bestimmung des spezifischen Durchgangswiderstands: Die Prüfnorm ist 1.0e15 Ω * cm und der Leistungsindex ≥ GB/T 1410;
Bestimmung der DC-Durchschlagsfestigkeit: Die Prüfnorm ist GB/T 1408.1 und der Leistungsindex ≥ 80 kV/mm;
Bestimmung der Raumladungsdichte: Die Messeinrichtung besteht aus einer DC-Hochspannungsquelle, einer Hochspannungsimpulsquelle, einem Raumladungsprüfgerät, einem Oszilloskop und einem Steuerrechner. Wenn ein gepulstes elektrisches Hochspannungsfeld an beide Enden des Mediums angelegt wird, an dem sich Raumladung ansammelt, kann die Polarität und Dichte der Raumladung im Medium durch Verstärken und Analysieren des elektrischen Signals beurteilt werden, und die Probe mit einer Länge von 0,2 mm wird zum Testen bei Raumtemperatur entnommen, die Kalibrierfeldstärke beträgt 10 kV/mm, die Testfeldstärke beträgt 20 kV/mm, die Polarisation wird für die Ladungsverteilung von 1 min, 5 min, 10 min, 20 min, 30 min aufgezeichnet und die Depolarisation wird für 1 min, 5 min, 10 min, 20 min, 30 min aufgezeichnet. Ladungsverteilung. Der Test wurde mit drei Proben wiederholt und der Mittelwert der Raumladungsdichte berechnet.

Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Jeder Leistungstestwert

Items	Ausführungsform 1	Ausführungsform 2	Ausführungsform 3	Ausführungsform 4	Paar-Skala 1	Paar-Skala 2	Paar-Skala 3	Paar-Skala 4
Härte (Shore A)	61	63	66	62	65	61	60	63
Reißfestigkeit (N/mm)	32	33	30	30	31	30	29	28
Zugfestigkeit (MPa)	18	19	16	16.5	16	15.5	15	14.5
Bruchdehnung (%)	620	600	590	595	596	560	545	523
Spezifischer Durchgangswiderstand (Ω*cm)	8.5e15	8.0e15	8.4e15	7.9e15	83e15	7.5e15	7.2e15	6.8e15
DC-Durchschlagsfestigkeit Pluspol (kV/mm)	128	124	125	115	125	116	108	95
DC-Durchschlagsfestigkeit Minuspol (kV/mm)	125	120	122	110	120	110	105	92
Raumladungsdichte (20kV/mm)(C/ m3)	2.0	1.7	2.1	2.0	3.8	4.2	4.8	5.6

Aus den Leistungstestdaten in Tabelle 1 ist ersichtlich, dass im Vergleich zu Ausführungsform 1 der spezifische Durchgangswiderstand und die DC-Durchschlagsfestigkeit von Beispiel 2 bis zu einem gewissen Grad reduziert sind und die Raumladungsdichte verringert wird. Dies ist auf die Erhöhung des Nano-Siliziumkarbid-Gehalts zurückzuführen, die zu einer Erhöhung der Leitfähigkeit des EPDM-Isolierkautschuks führt, wodurch der Durchgangswiderstand und die DC-Durchschlagsfestigkeit bis zu einem gewissen Grad reduziert werden, während das erhöhte EPDM-MAH und Nano-Siliziumkarbid die Raumladungsakkumulation weiter reduzieren. Ausführungsform 3 wird im Vergleich zu Ausführungsform 1 nicht verändert, aber die Temperatur der vorgemischten Prozesswalze wird von 40 °C auf 50 °C erhöht, aber die mechanischen Eigenschaften des hergestellten EPDM-Isolierkautschuks werden reduziert, was auf die übermäßige Plastifizierung des vorgemischten Materials zurückzuführen ist, die durch die hohe Walzentemperatur verursacht wird, die das Material hart macht. Verglichen mit Ausführungsform 1 hat sich die Formel der Ausführungsform 4 nicht geändert, aber die Standzeit im Vormischprozess erhöht sich von 2 h auf 3 h, und die mechanischen und elektrischen Eigenschaften werden reduziert, und es wird spekuliert, dass die Reaktion zwischen der anorganischen Substanz in dem Füllstoff und der Silansauerstoffgruppe in dem Silan-Haftvermittler durch die lange Standzeit beeinflusst wird, wodurch die Bindungswirkung des Füllstoffs und des Kautschuks beeinflusst wird. Auf der Grundlage der Ausführungsform 1 werden die Formel- bzw. Verfahrensparameter angepasst, was sich auf die mechanischen Eigenschaften und elektrischen Eigenschaften des Endprodukts auswirkt, aber im Vergleich zu dem im Stand der Technik hergestellten EPDM-Kautschuk seine elektrischen Eigenschaften immer noch auf einem besseren Niveau sind.
Im Vergleich zu Ausführungsform 1 ist die Formel des Verhältnisses 1 unverändert, und nur die Walzentemperatur im Vormischprozess wird von 40 °C auf 30 °C reduziert, und die mechanischen Eigenschaften werden bis zu einem gewissen Grad reduziert, insbesondere die Raumladungsdichte wird signifikant erhöht, was auf die niedrige Walzentemperatur zurückzuführen ist, die zu einer unzureichenden Verschmelzung im Vormischungsmaterial und einer unzureichenden Migration von Silan-Haftvermittler in der späteren Stufe führt. Verglichen mit Ausführungsform 1 des Verhältnisses 2 bleibt die Formel unverändert, und lediglich die Standzeit im Vormischprozess wird von 2 h auf 1 h reduziert, und die mechanischen Eigenschaften werden bis zu einem gewissen Grad reduziert, insbesondere die elektrischen Eigenschaften werden deutlich reduziert, und die Raumladungsdichte wird signifikant erhöht. Dies ist auf die unvollständige Migration des Silan-Haftvermittlers aufgrund der unzureichenden Standzeit zurückzuführen, die wiederum die Wirkung zwischen dem Silan-Haftvermittler und dem Füllstoff beeinflusst und die Dispergierwirkung des Füllstoffs beeinflusst.
Das Verhältnis 3 wird unter Verwendung des traditionellen Herstellungsverfahrens ohne Vormischen hergestellt, und EPDM-MAH, SI69 und EPDM werden dem unter Druck stehenden Innenmischer für 8 min direkt zugegeben, um ein Masterbatch herzustellen, und dann allmählich mit anderen Bestandteilen vermischt, und die Raumladungsdichte des hergestellten Isolierkautschuks beträgt so hoch wie 4,8 (20 kV/mm) (C/m3), was dem 2,4-fachen der Ausführungsform 1 entspricht; Im Vergleich zu Verhältnis 3 sind die elektrischen Eigenschaften von EPDM-Kautschuk, der ohne Maleinsäureanhydrid modifiziert wurde, weiter reduziert, was ebenfalls darauf hindeutet, dass die Zugabe von EPDM-MAH eine hemmende Wirkung auf die Raumladung hat.
Die obigen Ausführungsformen sind nur die besseren Ausführungsformen, die zum Zwecke der vollständigen Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung angegeben sind, und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Eine gleichwertige Substitution oder Umwandlung, die von einem Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird, liegt innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung unterliegt den Patentansprüchen.

Claims

Ein Herstellungsverfahren von EPDM-Isolierkautschuk ist dadurch gekennzeichnet, dass der EPDM-Isolierkautschuk die folgenden Komponenten nach Gewichtsteilen umfasst: EPDM-Kautschuk 100 Teile, Maleinsäureanhydrid-modifizierten EPDM-Kautschuk 10 ~ 15 Teile, Silan-Haftvermittler 2-3 Teile, Zinkoxid 4 ~ 6 Teile, Stearinsäure 0,5 - 1,5 Teile, Antioxidans 2 - 5 Teile, Ton 50-60 Teile, Paraffinöl 3-5 Teile, Kieselsäure 20-25 Teile, Siliziumkarbid 10-15 Teile, Schwefel 1 - 3 Teile, Vernetzer 3-4 Teile, Vulkanisationsmittel 4-5 Teile; wobei das Herstellungsverfahren folgende Schritte umfasst: (1) Die Formelmenge des Maleinsäureanhydrid-modifizierten EPDM-Kautschuks wurde mit Silan-Haftvermittler gemischt, und nachdem die erforderliche Plastizität erreicht war, wurde sie länger als 2h stehen gelassen und dann mit der Formelmenge EPDM-Kautschuk geformt, um ein Masterbatch herzustellen; (2) Die Formelmenge an Zinkoxid, Stearinsäure und Antioxidans wird mit dem in Schritt (1) hergestellten Masterbatch zum ersten Mal gemischt, dann wird 1/2 der Formelmenge an Ton, Kieselsäure, Paraffinöl und dem gesamten Siliziumkarbid für das zweite Mischen zugegeben, und dann wird 1/2 der Formelmenge an Ton, Kieselsäure und Paraffinöl zum dritten Mal zugegeben, um eine Gummimaterial zu erhalten; (3) Das nach der Behandlung in Schritt (2) erhaltene Gummimaterial wird zur Wärmebehandlung, Kühlung und zum Abstellen in die offene Mühle gegeben; (4) Das nach Schritt (3) erhaltene Gummimaterial wird für die erste Stufe der Verdünnungsbehandlung in die offene Mühle gegeben, und dann wird eine Formelmenge an Schwefel, ein Vernetzer und ein Vulkanisationsmittel zugegeben, um die Verdünnungsbehandlung der zweiten Stufe durchzuführen, und der EPDM-Isolierkautschuk wird nach der Vulkanisationsbehandlung erhalten.
Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis von Maleinsäureanhydrid-modifizierten EPDM-Kautschuk 3 ∼ 5:100 beträgt; Das Antioxidans umfasst ein Antioxidans RD und ein Antioxidans MB, und das Massenverhältnis des Antioxidans RD und des Antioxidans MB beträgt 1:5-7.
Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Silan-Haftvermittler SI69 ist; Beschriebener Vernetzer ist Triallylisocyanurat; Das Vulkanisationsmittel ist BIBP.
Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die durchschnittliche Teilchengröße des Siliziumkarbids 30-60 nm beträgt.
Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (1) die Walzentemperatur während des Mischens 35-55 °C beträgt.
Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (1) die Standzeit nach dem Mischen 2 ∼ 4 h beträgt.
Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (3) die Temperatur der Wärmebehandlung 175-185 °C beträgt und die Zeit der Wärmebehandlung 5-15 min beträgt.
Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (4) die Temperatur der Vulkanisationsbehandlung 160 ∼ 170 °C beträgt, die Zeit der Vulkanisationsbehandlung 30-40 min beträgt und der Druck der Vulkanisationsbehandlung 12 ∼ 15 MPa beträgt.
Ein EPDM-Isolierkautschuk, der durch ein Herstellungsverfahren nach einem der Patentansprüche 1-8 hergestellt ist.
Verwendung von EPDM-Isolierkautschuk nach Patentanspruch 9 in Hochspannungs-Klemmkabelgarnituren.