(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210665058.2 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 温州益坤电气股份有限公司 地址 325401 浙江省温州市平阳县鳌江镇 鹤祥路 申请人 上海大学 (72)发明人 吴友强　王金合　余明宣　孙晟杰　 赵梦娜　方绪豪　 (74)专利代理 机构 温州名创知识产权代理有限 公司 33258 专利代理师 程嘉炜 (51)Int.Cl. C08L 83/07(2006.01) C08L 83/04(2006.01) C08K 3/40(2006.01)C08K 3/38(2006.01) C08K 3/22(2006.01) (54)发明名称 一种高速动车组用抗污耐磨硅橡胶材料及 其制备方法 (57)摘要 本发明提供一种高速动车组用抗污耐磨硅 橡胶材料及其制备方法， 所述硅橡胶材料包括以 下原料： 硅橡胶、 气相白炭黑、 沉淀法白炭黑、 氮 化硼、 二氧化钛、 羟基硅油、 氢氧化铝、 玻璃粉、 乙 烯基硅烷偶联剂。 本发明通过氢氧化铝、 玻璃粉、 氮化硼三种填料间的协同成瓷作用， 在减少氢氧 化铝填充比例的条件下， 保持硅橡胶的耐漏电起 痕性能； 利用氮化硼紫外屏蔽、 氧化钛紫外吸收 两种作用之间的协同， 提高硅橡胶绝缘子伞裙的 耐紫外性能； 通过氮化硼的疏水性以及降低氢氧 化铝用量， 提高硅橡胶的疏水抗污性能； 利用氮 化硼的自润滑性， 提高硅橡胶的耐磨性。 该材料 具有耐电蚀、 耐磨、 耐紫外、 耐污多种性能， 适合 用作高原地区中高速动车组列车的复合绝缘子 伞裙材料。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 114874632 A 2022.08.09 CN 114874632 A 1.一种高速动车组用抗污耐磨硅橡胶材料， 其特征在于， 包括以下原料： 硅橡胶、 气相 白炭黑、 沉淀法白炭黑、 羟基硅油、 氢 氧化铝、 玻璃粉、 氮化硼、 二氧化 钛。 2.根据权利要求1所述的高速动车组用抗污耐磨硅橡胶材料， 其特征在于， 其具体原料 和组分为： 硅橡胶100份、 气相白炭黑30 ‑50份、 沉淀法白炭黑10 ‑30份、 羟基硅油3 ‑5份、 氢氧 化铝60‑100份、 玻璃粉10 ‑30份、 氮化硼10 ‑20份、 二氧化钛5 ‑8份、 乙烯基硅烷偶联剂3 ‑5份、 硫化剂0.5 ‑2份。 3.根据权利要求1所述的高速动车组用抗污耐磨硅橡胶材料， 其特征在于， 所述气相白 炭黑D50粒径为30‑100纳米； 所述 沉淀白炭黑的粒径为5 ‑10微米。 4.根据权利要求1所述的高速动车组用抗污耐磨硅橡胶材料， 其特征在于， 所述氢氧化 铝粒径为2 ‑10微米的一种规格或多种规格的搭配组合。 5.根据权利要求1所述的高速动车组用抗污耐磨硅橡胶材料， 其特征在于， 所述玻璃粉 为低熔点玻璃粉， 粒径为6 ‑10微米， 初始熔融温度为380~680℃。 6.根据权利要求1所述的高速动车组用抗污耐磨硅橡胶材料， 其特征在于， 所述二氧化 钛为金红石型。 7.根据权利要求1所述的高速动车组用抗污耐磨硅橡胶材料， 其特征在于， 所述硅橡胶 为甲基乙烯基硅 橡胶。 8.根据权利要求2所述的高速动车组用抗污耐磨硅橡胶材料， 其特征在于， 所述乙烯基 硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。 9.根据权利要求2所述的高速动车组用抗污耐磨硅橡胶材料， 其特征在于， 所述硫化剂 为2,5‑二甲基‑2,5‑双(叔丁基过氧基)己烷。 10.如权利要求1 ‑9任一项所述的高速动车组用抗污耐磨硅橡胶材料的制备方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： （1） 按配方将硅橡胶、 气相二氧化硅和羟基硅油混合均匀后放入密炼机， 在高温下进行 混炼； （2） 将沉淀法白炭黑加入到步骤 （1） 得到的混合物中混合均匀； （3） 将氢氧化铝、 乙烯基硅烷偶联剂、 玻璃粉、 氮化硼、 二氧化钛提前混合后加入到密炼 机中， 与步骤 （2） 得到的混合物中混合均匀； （4） 将上述混合物进行抽真空混 炼一段时间； （5） 将步骤 （4） 得到的混炼胶在双辊开炼机上压成片状， 放入平板硫化仪热压一段时 间， 得到硅橡胶复合材 料。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114874632 A 2一种高速动车组用抗污耐磨硅橡胶材料及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及电气复合材料技术领域， 尤其涉及一种高速动车组用抗污耐磨硅橡胶 材料及其制备 方法。 背景技术 [0002]硅橡胶复合绝缘子具有优异的耐污性能， 以及重量轻、 运输及安装方便等诸多优 点， 在我国得到了越来越广泛的应用， 经历 了快速的发展。 目前硅橡胶复合绝缘子不论是在 电网还是在机车中， 都位居三大类绝缘子用量之首。 但随着我国经济社会的快速发展， 高速 列车硅胶绝缘子面临更艰巨的考验， 一方面高速列车运输网络逐步深入我国西部地区， 在 强风沙尘等恶劣环境下长期运行的绝缘子表面憎水性 急剧下降， 在电场与污秽 共同作用下 导致表面产生电压差， 进一步使得电气绝缘性能降低甚至发生闪络、 漏电起 痕破坏等现象； 另一方面高速列车进一步提速运行， 意味着硅胶绝缘子需面临更大 的气流冲击力， 强大 的 气流冲击会让伞裙出现颤动与疲劳现象， 导致伞裙 出现裂痕甚至发生撕裂。 因此， 硅橡胶绝 缘子除了需要 具有优异的耐漏电起 痕性能外， 对耐紫外、 抗风沙、 抗污等性能要求提出了更 高的要求。 [0003]目前绝缘子硅橡胶主要还是采用大量添加氢氧化铝的方案提高材料的漏电起痕 性能。 例如， CN  112029290A公开了一种复合绝缘子用高温硫化硅橡胶绝缘材料， 包括甲基 乙烯基硅橡胶、 氢氧化铝、 气相法白炭黑、 着色剂、 羟基硅油、 甲基硅油、 双二五硫化剂。 CN   11808429A公开了一种复合绝缘子用硅橡胶材料及其制备方法， 包括橡胶基料、 白炭黑、 羟 基硅油、 含氢硅油、 活性氢氧化铝、 氧化锌、 色母料、 硫化剂、 邻氨基苯甲酸甲酯。 CN   110335728A公开了一种新型绝缘子及其生产工艺， 包括： 硅橡胶生胶、 白炭黑、 聚醚改性硅 油、 二羟基聚二甲基硅氧烷、 氢氧化铝、 硫化剂。 CN  107523062A公开了一种绝缘子硅橡胶及 其制备方法， 包括生胶、 气相白炭黑、 氢氧化铝、 羟基硅油、 乙烯基羟基硅油、 硬脂酸。 上述研 究虽然分别针对绝缘子用硅橡胶材料的耐漏电起 痕性和机械性能进行了改进， 但是主要通 过氢氧化铝自身提升漏电起 痕性能， 漏电起 痕过程中氢氧化铝分解产生的水会使绝缘材料 表面粗糙度增加， 导致进一步的润湿和干带电弧的发生。 另外， 这些研究中氢氧化铝的添加 量大多在10 0份左右， 大量 填充会使 小分子迁移速率降低而引起硅 橡胶的憎水性恢复减慢。 [0004]专利CN 106009693A公布了一种具有优良耐漏电起痕 能力和高热导率的硅橡胶的 制备方法， 包括甲基乙烯基硅橡胶基体、 无机纳米颗粒、 硫化剂、 交联剂、 羟基硅油和硅烷偶 联剂。 该发明通过在硅橡胶中掺杂氢氧化铝与氮化硼来提高耐漏电起痕性能， 但是需将纳 米颗粒制成水溶液来与硅橡胶混合， 且需进行二段硫化， 制备工艺比较复杂。 CN   107760039A公开了一种陶瓷化阻燃耐火硅橡胶及其制备方法， 包括硅橡胶生胶， 白炭黑， 氢 氧化铝， 低熔点 玻璃粉， 绢云母粉， 羟基硅油， 六甲基二硅氮 烷， 铂化合物， 硫化剂 。 但是该发 明制备的硅橡胶硬度和力学性能还有待提高， 主要应用在线缆防火领域。 因此， 探寻一种减 少氢氧化铝填充量却又能保证优良的耐漏电起 痕性能， 并进一步提高硅橡胶耐紫外、 耐磨、 抗污性能的一体化 解决方案具有重要意 义。说　明　书 1/6 页 3 CN 114874632 A 3