【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于防水絕緣材料，具體涉及一種高分子基的防水絕緣材料及其制備方法。
技術介紹
1、絕緣材料是指在允許電壓下不導電的材料，具有高電阻、低導電性和高介電強度等特點。絕緣材料可以分為有機絕緣材料和無機絕緣材料兩類。其中，有機絕緣材料主要包括橡膠、塑料、樹脂等；無機絕緣材料主要包括陶瓷、玻璃等。隨著科技的不斷發展，絕緣材料在電子、電氣工業中的應用越來越廣泛，其市場需求也不斷增長。因此，對絕緣材料的研究也越來越受到人們的關注。
2、申請號為cn201610441611.9的專利提供了一種絕緣材料，主要原料包括乙丙橡膠、氫化丁腈橡膠、增塑劑、氫氧化鋁和潤滑劑，該專利技術將原料進行層層組裝，制備得到的絕緣材料具有低煙、無毒、無鹵、阻燃的特性，同時其拉伸強度較高，在承受機械外力時，具有優異的抗電磁干擾性能，適合用于各種電線電纜的絕緣層，但當電線電纜用于城市地下電網、過江海水下輸電線時，通常會出現電纜受潮或進水的情況，一旦電纜受潮或進水，在電場的作用下，會發生水樹老化現象，會導致電纜擊穿，嚴重的更可能會導致電纜直接報廢；申請號為cn201710885451.1的專利提供了一種絕緣材料的制備方法，先將酚醛樹脂、聚酯樹脂和乙烯基樹脂進行混合熔融共聚，再加入聚四氟乙烯纖維，得混合物a，然后將聚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯混合入硅油中進行超聲處理，得混合物b，最后將混合物b加入混合物a中，再加入鄰苯二甲酸酯和聚乙二醇進行混合，倒入模具中進行冷卻、壓制、熱軋、拉伸，得產物；按上述工藝制備得到的絕緣材料具有防水防潮、電阻率高、絕緣效
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種高分子基的防水絕緣材料及其制備方法，通過對硅烷偶聯劑進行分子修飾，得到改性硅烷偶聯劑，并利用改性硅烷偶聯劑對填料、抗裂增強劑、阻燃劑進行表面改性(將填料、抗裂增強劑、阻燃劑共混物稱為無機填料)，明顯提高了無機填料與高分子聚合物的界面結合力，解決了現有技術中無機填料在高分子聚合物材料的應用中分散性、相容性差等問題，原料各組分協同增效，顯著提高了絕緣材料的綜合性能。
2、本專利技術為實現上述目的所采取的技術方案為：
3、一種高分子基的防水絕緣材料，包括以下重量份數的原料：甲基乙烯基硅橡膠50-60份、苯基乙烯基硅樹脂20-30份、丁腈橡膠20-30份、三元乙丙橡膠25-35份、填料30-50份、改性硅烷偶聯劑5-8份、抗裂增強劑3-7份、硫化促進劑2-4份、阻燃劑6-10份；
4、所述改性硅烷偶聯劑的制備方法如下：
5、s1、在攪拌條件下，將5,6-環氧己基三乙氧基硅烷升溫至55-65℃，滴加磷酸二丁酯，于0.5-1.5h內滴加完畢，然后升溫至85-95℃，繼續反應4-6h，冷卻至室溫，過濾，取濾液，得到中間體；
6、s2、在攪拌條件下，將步驟s1所得中間體分散于2-甲基四氫呋喃中，依次加入對甲苯磺酸、6-喹啉乙酸，升溫至80-90℃，反應4-7h，冷卻至室溫，過濾，取濾液，經減壓蒸餾、萃取、濃縮、干燥，得到改性硅烷偶聯劑；
7、改性硅烷偶聯劑的合成路線如下：
8、
9、
10、本專利技術以5,6-環氧己基三乙氧基硅烷、磷酸二丁酯為起始原料，在高溫催化作用下，發生環氧化合物的開環反應，得到中間體；然后以中間體、6-喹啉乙酸為原料，在對甲苯磺酸催化作用下，發生酯化反應，得到改性硅烷偶聯劑。上述步驟利用兩步法對硅烷偶聯劑進行分子修飾，通過改變化合物的結構,在分子結構中引入新的官能團，從而實現對化合物性質和功能的調控。
11、為了得到改性硅烷偶聯劑，并保證產物一致性，步驟s1中所述5,6-環氧己基三乙氧基硅烷、磷酸二丁酯的摩爾比為1:1.2-1.4；步驟s2中所述中間體、對甲苯磺酸、6-喹啉乙酸的摩爾比為1:0.01-0.02:0.7-0.9，2-甲基四氫呋喃中中間體的加入量為0.1-0.2g/m?l。
12、進一步，所述填料由等質量的云母粉、硅灰石粉、硅藻土混合制備而成；所述抗裂增強劑為玻璃纖維，所述阻燃劑為氫氧化鋁粉體；所述硫化促進劑為硫化促進劑tmtd或硫化促進劑na-22。
13、硅樹脂具有耐高溫性能、耐候性、優異的絕緣性能、耐化學腐蝕性和耐磨性等優點，但其強度較低，容易發生破裂和損壞；硅橡膠有突出的耐高、低溫的性能，耐臭氧耐腐蝕性能，絕緣性能，有較好的疏水性和適當的透氣性，但其機械強度一般；三元乙丙橡膠具有良好的耐臭氧性、耐熱老化性、耐化學腐蝕性；丁腈橡膠是由丁二烯與丙烯腈共聚而成的合成橡膠，具有良好的耐油性、耐紫外光老化性、耐水性，但耐熱老化性一般；將硅橡膠、硅樹脂、丁腈橡膠、三元乙丙橡膠復配得到的高分子共混材料具有耐高溫性能、絕緣性能、耐化學腐蝕性、耐磨性，但其力學性能、阻燃性能、成型加工性能還有待進一步提高。將無機填料加入到高分子材料中不僅能有效改善高分子制品的力學性能、阻燃性能、熱性能、電老化性、加工性等，還可以降低高分子材料的成本。但由于大多數無機填料表面具有親水性，而高分子基體具有憎水性，故無機填料與高分子聚合物相容性很差，如果直接添加無機填料，會造成分散不均勻，粒徑大者還會成為復合材料中的應力集中點，成為材料中的薄弱環節，這些弊端不但限制了填料在高分子材料中的添加量，還影響制品的使用性能。因此，對無機填料進行改性，改善無機填料與高分子聚合物的親和性、相容性、分散性以及加工流動性，增加無機填料與高分子聚合物相界面之間的結合力，提高復合材料的綜合性能已成為一個重要的研究課題。
14、本專利技術還提供了一種高分子基的防水絕緣材料的制備方法，包括以下步驟：
15、(1)按重量份數稱取各原料，備用；
16、(2)將填料、抗裂增強劑、阻燃劑混合均勻后加入到密閉容器中，然后加入改性硅烷偶聯劑，在攪拌條件下升溫至140-160℃，反應10-20min，冷卻至室溫，得到混合料1；
17、(3)將甲基乙烯基硅橡膠、苯基乙烯基硅樹脂、丁腈橡膠、三元乙丙橡膠混合均勻(將得到的混合物稱為高分子共混材料)，在攪拌條件下升溫至150-160℃，反應5-15min，冷卻至室溫，得到混合料2；
18、(4)將步驟(2)所得混合料1、步驟(3)所得混合料2加入到混煉機中，在攪拌條件下升溫至120-150℃，反應15-20min，得到胚料；
19、(5)將步驟(4)所得胚料加入到硫化機中，然后加入硫化促進劑進行硫化，冷卻至室溫后倒入模具中進行固化，即得防水絕緣材料。
20、進一步，步驟(2)中所述攪拌速度為400-600rpm；步驟(3)與步驟(4)中所述攪拌速度均為800-1200rpm；步驟(5)中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高分子基的防水絕緣材料，其特征在于，包括以下重量份數的原料：甲基乙烯基硅橡膠50-60份、苯基乙烯基硅樹脂20-30份、丁腈橡膠20-30份、三元乙丙橡膠25-35份、填料30-50份、改性硅烷偶聯劑5-8份、抗裂增強劑3-7份、硫化促進劑2-4份、阻燃劑6-10份；所述改性硅烷偶聯劑的制備方法如下：
2.根據權利要求1所述的一種高分子基的防水絕緣材料，其特征在于，步驟S1中所述5,6-環氧己基三乙氧基硅烷、磷酸二丁酯的摩爾比為1:1.2-1.4。
3.根據權利要求1所述的一種高分子基的防水絕緣材料，其特征在于，步驟S2中所述中間體、對甲苯磺酸、6-喹啉乙酸的摩爾比為1:0.01-0.02:0.7-0.9，2-甲基四氫呋喃中中間體的加入量為0.1-0.2g/mL。
4.根據權利要求1所述的一種高分子基的防水絕緣材料，其特征在于，所述填料由等質量的云母粉、硅灰石粉、硅藻土混合制備而成。
5.根據權利要求1所述的一種高分子基的防水絕緣材料，其特征在于，所述抗裂增強劑為玻璃纖維，所述阻燃劑為氫氧化鋁粉體。
6.根據權利
7.根據權利要求1-6任一項所述的一種高分子基的防水絕緣材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的一種高分子基的防水絕緣材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述攪拌速度為400-600rpm。
9.根據權利要求7所述的一種高分子基的防水絕緣材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)與步驟(4)中所述攪拌速度均為800-1200rpm。
10.根據權利要求7所述的一種高分子基的防水絕緣材料的制備方法，其特征在于，步驟(5)中所述硫化溫度為70-90℃，硫化時間為10-20min。
...【技術特征摘要】
1.一種高分子基的防水絕緣材料，其特征在于，包括以下重量份數的原料：甲基乙烯基硅橡膠50-60份、苯基乙烯基硅樹脂20-30份、丁腈橡膠20-30份、三元乙丙橡膠25-35份、填料30-50份、改性硅烷偶聯劑5-8份、抗裂增強劑3-7份、硫化促進劑2-4份、阻燃劑6-10份；所述改性硅烷偶聯劑的制備方法如下：
2.根據權利要求1所述的一種高分子基的防水絕緣材料，其特征在于，步驟s1中所述5,6-環氧己基三乙氧基硅烷、磷酸二丁酯的摩爾比為1:1.2-1.4。
3.根據權利要求1所述的一種高分子基的防水絕緣材料，其特征在于，步驟s2中所述中間體、對甲苯磺酸、6-喹啉乙酸的摩爾比為1:0.01-0.02:0.7-0.9，2-甲基四氫呋喃中中間體的加入量為0.1-0.2g/ml。
4.根據權利要求1所述的一種高分子基的防水絕緣材料，其特征在于，所述填料由等質量的云母粉、硅灰石粉、硅藻土混合制備...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇健新，郭麗，任杰，李娜清，
申請(專利權)人：深圳市高科塑化有限公司，
類型：發明
國別省市：
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