抗老化變壓器密封墊及其製備方法與流程
2023-06-22 22:09:51
本發明涉及變壓器密封件，具體地，涉及一種抗老化變壓器密封墊及其製備方法。
背景技術：
密封墊，是油浸式變壓器的一個重要零件，起到密封，防止變壓器漏油的作用。現有的橡膠密封墊由於其力學性能不穩定或者易老化，造成變壓器滲漏油，嚴重影響了變壓器的使用壽命，給電力系統和用戶造成巨大的經濟損失。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種抗老化變壓器密封墊及其製備方法，該抗老化變壓器密封墊具有優異的力學性能和抗老化性能，並且該製備方法具有工序簡單和原料易得優點。
為了實現上述目的，本發明提供了一種抗老化變壓器密封墊的製備方法，包括：
1）將殼聚糖依次經過酸液浸泡，然後依次經過烷基苯磺酸鈉溶液和烷基萘磺酸鈉溶液進行浸泡以得到改性殼聚糖；
2）在145-175℃下，將氯丁橡膠、矽橡膠、炭黑、硫磺與改性殼聚糖進行初次硫化以製得第一混合物；
3）在175-185℃下，將第一混合物、納米稀土氧化物、聚碳酸酯纖維、硫化劑進行二次硫化處理製得變壓器密封墊。
本發明還提供了一種抗老化變壓器密封墊，該抗老化變壓器密封墊通過上述的製備方法製備而得。
在上述技術方案中，本發明首先通過對殼聚糖依次進行酸液、烷基苯磺酸鈉和烷基萘磺酸鈉改性進而得到改性殼聚糖，然後通過氯丁橡膠、矽橡膠、炭黑、硫磺與改性殼聚糖進行初次硫化以製得第一混合物，然後通過第一混合物、納米稀土氧化物、聚碳酸酯纖維、硫化劑進行二次硫化處理製得變壓器密封墊。該變壓器密封墊具有優異的力學性能和抗老化性能，並且該製備方法具有工序簡單和原料易得優點。
本發明的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。
具體實施方式
以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
本發明提供了一種抗老化變壓器密封墊的製備方法，包括：
1）將殼聚糖依次經過酸液浸泡，然後依次經過烷基苯磺酸鈉溶液和烷基萘磺酸鈉溶液進行浸泡以得到改性殼聚糖；
2）在145-175℃下，將氯丁橡膠、矽橡膠、炭黑、硫磺與改性殼聚糖進行初次硫化以製得第一混合物；
3）在175-185℃下，將第一混合物、納米稀土氧化物、聚碳酸酯纖維、硫化劑進行二次硫化處理製得變壓器密封墊。
在本發明的步驟1）中，各物料的用量以及濃度可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的變壓器密封墊具有更優異的力學性能和抗老化性能，優選地，在步驟1）中，相對於100重量份的殼聚糖，酸液、烷基苯磺酸鈉溶液和烷基萘磺酸鈉溶液的用量各自獨立地為200-300重量份；並且，酸液的ph為5-6，烷基苯磺酸鈉溶液和烷基萘磺酸鈉溶液的濃度各自獨立地為20-30重量%。
在本發明的步驟1）中，烷基苯磺酸鈉以及烷基萘磺酸鈉的具體種類可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的變壓器密封墊具有更優異的力學性能和抗老化性能，優選地，烷基苯磺酸鈉溶液中烷基苯磺酸鈉為十六烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或十八烷基苯磺酸鈉；烷基萘磺酸鈉溶液中的烷基萘磺酸鈉為十六烷基萘磺酸鈉、十二烷基萘磺酸鈉或十八烷基萘磺酸鈉。
在本發明的步驟1）中，浸泡的具體條件可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的變壓器密封墊具有更優異的力學性能和抗老化性能，優選地，在步驟1）中，每步的浸泡滿足以下條件：浸泡溫度為25-30℃，浸泡時間為8-10h。
在本發明的步驟2）中，各物料的用量可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的變壓器密封墊具有更優異的力學性能和抗老化性能，優選地，在步驟2）中，氯丁橡膠、矽橡膠、炭黑、硫磺與改性殼聚糖的重量比為100：70-80：10-17：5-8：23-34。
在本發明的步驟2）中，初次硫化的時間可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的變壓器密封墊具有更優異的力學性能和抗老化性能，優選地，在步驟2）中，初次硫化的時間為8-10h。
在本發明的步驟2）中，氯丁橡膠以及矽橡膠的分子量可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的變壓器密封墊具有更優異的力學性能和抗老化性能，優選地，在步驟2）中，氯丁橡膠的重均分子量為3萬-5萬，矽橡膠的重均分子量為4萬-7萬。
在本發明的步驟3）中，各物料的用量可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的變壓器密封墊具有更優異的力學性能和抗老化性能，優選地，在步驟3）中，第一混合物、納米稀土氧化物、聚碳酸酯纖維、硫化劑的用量比為100：3-4：14-22：1.5-4。
在本發明的步驟3）中，二次硫化的時間可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的變壓器密封墊具有更優異的力學性能和抗老化性能，優選地，在步驟3）中，二次硫化的時間為3-5h。
在本發明的步驟3）中，納米稀土氧化物的具體種類可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的變壓器密封墊具有更優異的力學性能和抗老化性能，優選地，在步驟3）中，納米稀土氧化物選自納米氧化鑭、納米氧化鐠、納米氧化釓和納米氧化鏑中的至少一者。
在本發明的步驟3）中，納米稀土氧化物的粒徑可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的變壓器密封墊具有更優異的力學性能和抗老化性能，優選地，納米稀土氧化物的平均粒徑為8-15nm。
在本發明的步驟3）中，硫化劑的具體種類可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的變壓器密封墊具有更優異的力學性能和抗老化性能，優選地，硫化劑選自二硫化四乙基秋蘭姆、二硫化四甲基秋蘭姆和四苄基二硫化秋蘭姆中的至少一者。
本發明還提供了一種抗老化變壓器密封墊，該抗老化變壓器密封墊通過上述的製備方法製備而得。
以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。
實施例1
1）在28℃下，將100重量份的殼聚糖依次經過250重量份的鹽酸（ph為5.5）浸泡9h，然後依次經過250重量份的烷基苯磺酸鈉溶液（濃度為25重量%，十六烷基苯磺酸鈉溶液）和250重量份的烷基萘磺酸鈉溶液（濃度為25重量%，十六烷基萘磺酸鈉溶液）進行浸泡9h以得到改性殼聚糖；
2）在165℃下，將氯丁橡膠（重均分子量為3萬-5萬）、矽橡膠（重均分子量為4萬-7萬）、炭黑、硫磺與改性殼聚糖按照100：75：14：7：28重量比進行初次硫化9h以製得第一混合物；
3）在180℃下，將第一混合物、納米稀土氧化物（納米氧化鑭，平均粒徑為10nm）、聚碳酸酯纖維、硫化劑按照100：3.5：19：2的重量比進行二次硫化4h處理製得變壓器密封墊a1。
實施例2
1）在25℃下，將100重量份的殼聚糖依次經過200重量份的鹽酸（ph為5）浸泡8h，然後依次經過200重量份的烷基苯磺酸鈉溶液（濃度為20重量%，十二烷基苯磺酸鈉溶液）和200重量份的烷基萘磺酸鈉溶液（濃度為20重量%，十二烷基萘磺酸鈉溶液）進行浸泡8h以得到改性殼聚糖；
2）在145℃下，將氯丁橡膠（重均分子量為3萬-5萬）、矽橡膠（重均分子量為4萬-7萬）、炭黑、硫磺與改性殼聚糖按照100：70：10：5：23重量比進行初次硫化8h以製得第一混合物；
3）在175-185℃下，將第一混合物、納米稀土氧化物（納米氧化鐠，平均粒徑為8nm）、聚碳酸酯纖維、硫化劑按照100：3：14：1.5的重量比進行二次硫化3h處理製得變壓器密封墊a2。
實施例3
1）在30℃下，將100重量份的殼聚糖依次經過300重量份的鹽酸（ph為6）浸泡10h，然後依次經過300重量份的烷基苯磺酸鈉溶液（濃度為30重量%，十八烷基苯磺酸鈉溶液）和200-300重量份的烷基萘磺酸鈉溶液（濃度為30重量%，十八烷基萘磺酸鈉溶液）進行浸泡10h以得到改性殼聚糖；
2）在175℃下，將氯丁橡膠（重均分子量為3萬-5萬）、矽橡膠（重均分子量為4萬-7萬）、炭黑、硫磺與改性殼聚糖按照100：80：17：8：34重量比進行初次硫化10h以製得第一混合物；
3）在185℃下，將第一混合物、納米稀土氧化物（納米氧化鏑，平均粒徑為8-15nm）、聚碳酸酯纖維、硫化劑按照100：4：22：4的重量比進行二次硫化5h處理製得變壓器密封墊a3。
對比例1
按照實施例1的方法進行製得變壓器密封墊b1，不同的是，步驟1）中未使用酸液浸泡。
對比例2
按照實施例1的方法進行製得變壓器密封墊b2，不同的是，步驟1）中未使用烷基苯磺酸鈉溶液。
對比例3
按照實施例1的方法進行製得變壓器密封墊b3，不同的是，步驟1）中未使用烷基萘磺酸鈉溶液。
對比例4
按照實施例1的方法進行製得變壓器密封墊b4，不同的是，步驟1）中未使用酸液和烷基苯磺酸鈉溶液。
對比例5
按照實施例1的方法進行製得變壓器密封墊b5，不同的是，步驟1）中未使用酸液和烷基萘酸鈉溶液。
檢測例1
檢測上述變壓器密封墊的拉伸強度以及抗老化性能（浸25#變壓器油壓縮變形/%、耐受25#變壓器油壓縮性能，浸25#變壓器油壓縮變形的檢測條件為壓縮25%，125℃和168h，耐受25#變壓器油壓縮性能的檢測條件為125℃和168h），具體檢測結果見表1。
表1
通過上述實施例、對比例和檢測例可知，本發明提供的變壓器密封墊具有優異的拉伸強度以及抗老化性能。
以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。