一种粘接聚对苯二甲酸丁二醇酯用的硅橡胶复合材料

技术领域

本发明涉及电力系统复合材料技术领域，具体涉及一种粘接聚对苯二甲酸丁二醇酯用的硅橡胶复合材料。

背景技术

随着我国电力系统的迅速发展以及城镇化进程的推进，配电网的供电能力和供电可靠性的要求逐渐提高。10kV线路是配网的主要组成部分，在雷雨多发季节，配电线路和配电设备常常由于雷电灾害事故而受到损坏，加装氧化锌避雷器（MOA）是防止配网线路雷击故障的有效方法之一。然而，在实际运行过程中，避雷器常常出现绝缘损坏或老化，严重时会造成氧化锌避雷器热熔穿、开裂、爆炸。因此，对避雷器进行绝缘、硬化封装具有重要的意义。

目前，PBT和硅橡胶的复合应用是实现避雷器有效封装的主要手段。PBT和硅橡胶的本体极性较弱，难以实现直接的有效粘接。在PBT表面涂覆偶联剂是增强二者之间界面粘接的主要手段。然而，偶联剂通常为小分子组分，其在加工成型及实际应用中会存在迁移、聚集等现象，从而难以保证粘接的持久性和均一性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种粘接聚对苯二甲酸丁二醇酯用的硅橡胶复合材料，可以在保证界面层稳定的前提下，通过静电诱导作用力提高界面层的粘接强度。

一种粘接聚对苯二甲酸丁二醇酯用的硅橡胶复合材料，由硅橡胶树脂、聚偏氟乙烯、钛酸钡和硫化剂组成，所述硅橡胶的重量份数为100份，所述聚偏氟乙烯的重量份数为10-50份，所述钛酸钡的重量份数为10-30份，所述硫化剂的重量份数为0.1份。

所述钛酸钡颗粒的粒径尺寸为30nm-50μm。钛酸钡的压电特性与其粒径有内在的联系，粒径小于30nm，其变形能力较弱，压电特性无法充分发挥，且成本较高，无法实现有效的界面粘接；粒径大于50μm，其比表面积较小，无法充分诱导界面处的聚对苯二甲酸丁二醇酯和硅橡胶的静电粘合，降低界面的粘接强度。

所述聚偏氟乙烯分子量在3000-5000之间。聚偏氟乙烯与钛酸钡是协同配合的关系，PVDF与钛酸钡相同，本身在高压下也会产生压电特性，辅助界面处的硅橡胶和聚对苯二甲酸丁二醇酯的粘合。聚偏氟乙烯的分子量控制在3000-5000之间是为了保证其具有较低的粘度，从而在加工过程中可向界面处迁移，并同时保证较强的界面粘接作用。如果分子量低于3000，其界面迁移能力增强，但界面诱导能力降低，无法实现有效粘接；如果分子量高于5000，其界面迁移能力降低，结果同样会造成粘接界面的强度降低。

所述硅橡胶复合材料的厚度小于等于200μm。10μm性能更好，越薄粘接性越好。限定厚度小于等于200μm的主要原因是为了让上述添加的钛酸钡和PVDF能够更多的分布到表面，太厚的薄膜，表面上富集的钛酸钡和PVDF会很少，这样会影响粘接性能。

一种粘接聚对苯二甲酸丁二醇酯用的硅橡胶复合材料制备方法，包括以下步骤：

将硅橡胶树脂、聚偏氟乙烯、钛酸钡和硫化剂混合料添加到捏合机中进行捏合；通过开炼机进行强迫混合和预成型。

所述开炼机的成型厚度小于等于200μm。

所述开炼机的开炼次数在10次以上或开炼混合时间不少于5分钟。以使物料混合均匀，且迫使压电填充物（PVDF和钛酸钡颗粒）均匀富集于表面。

本发明通过在硅橡胶表面添加钛酸钡和聚偏氟乙烯（PVDF）从而形成具有压电特性的硅橡胶、PVDF聚合物和钛酸钡填料粒子，在硅橡胶受压成型阶段于表面处形成反向有序电荷，以促使硅橡胶和PBT分子链的有序排列并进一步增强界面处的相互作用。同时，钛酸钡粒子和聚偏氟乙烯聚合物相较于小分子偶联剂具有更加稳定的特征，因此，本发明可以在保证界面层稳定的前提下，一方面通过静电诱导作用力提高界面层的粘接强度，另一方面大大的提高了复合材料的电阻率，提高了绝缘性能。

具体实施方式

实施例1：市售补强硅橡胶100份、PVDF（分子量3000）10份、钛酸钡（粒径30微米）10份、硫化剂0.1份，常温捏合20分钟，然后制成长10cm、宽5cm、厚200μm的胚块。将热压机升温到160℃，将胚块置于PBT板材上一同放入压机中，排气2次，热压5分钟成型。

经检测，硅橡胶与PBT的粘接强度可以达到4.5MPa，且复合材料保持优良的绝缘性能，电阻率大于10

实施例2：市售补强硅橡胶100份、PVDF（分子量5000）10份、钛酸钡（粒径30微米）10份、硫化剂0.1份，常温捏合20分钟，然后制成长10cm、宽5cm、厚200μm的胚块。将热压机升温到160℃，将胚块置于PBT板材上一同放入压机中，排气2次，热压5分钟成型。

经检测，硅橡胶与PBT的粘接强度可以达到5.2MPa，且复合材料保持优良的绝缘性能，电阻率大于10

实施例3：市售补强硅橡胶100份、PVDF（分子量5000）10份、钛酸钡（粒径50微米）10份、硫化剂0.1份，常温捏合20分钟，然后制成长10cm、宽5cm、厚200μm的胚块。将热压机升温到160℃，将胚块置于PBT板材上一同放入压机中，排气2次，热压5分钟成型。

经检测，硅橡胶与PBT的粘接强度可以达到4.2MPa，且复合材料保持优良的绝缘性能，电阻率大于10

实施例4：市售补强硅橡胶100份、PVDF（分子量5000）50份、钛酸钡（粒径50微米）10份、硫化剂0.1份，常温捏合20分钟，然后制成长10cm、宽5cm、厚200μm的胚块。将热压机升温到160℃，将胚块置于PBT板材上一同放入压机中，排气2次，热压5分钟成型。

经检测，硅橡胶与PBT的粘接强度可以达到5.9MPa，且复合材料保持优良的绝缘性能，电阻率大于10

实施例5：市售补强硅橡胶100份、PVDF（分子量5000）50份、钛酸钡（粒径30微米）10份、硫化剂0.1份，常温捏合20分钟，然后制成长10cm、宽5cm、厚200μm的胚块。将热压机升温到160℃，将胚块置于PBT板材上一同放入压机中，排气2次，热压5分钟成型。

经检测，硅橡胶与PBT的粘接强度可以达到5.2MPa，且复合材料保持优良的绝缘性能，电阻率大于10

实施例6：市售补强硅橡胶100份、PVDF（分子量3000）50份、钛酸钡（粒径30微米）10份、硫化剂0.1份，常温捏合20分钟，然后制成长10cm、宽5cm、厚200μm的胚块。将热压机升温到160℃，将胚块置于PBT板材上一同放入压机中，排气2次，热压5分钟成型。

经检测，硅橡胶与PBT的粘接强度可以达到5.5MPa，且复合材料保持优良的绝缘性能，电阻率大于10

实施例7：市售补强硅橡胶100份、PVDF（分子量3000）50份、钛酸钡（粒径50微米）30份、硫化剂0.1份，常温捏合20分钟，然后制成长10cm、宽5cm、厚200μm的胚块。将热压机升温到160℃，将胚块置于PBT板材上一同放入压机中，排气2次，热压5分钟成型。

经检测，硅橡胶与PBT的粘接强度可以达到5.2MPa，且复合材料保持优良的绝缘性能，电阻率大于10

实施例8：市售补强硅橡胶100份、PVDF（分子量5000）50份、钛酸钡（粒径30微米）30份、硫化剂0.1份，常温捏合20分钟，然后制成长10cm、宽5cm、厚200μm的胚块。将热压机升温到160℃，将胚块置于PBT板材上一同放入压机中，排气2次，热压5分钟成型。

经检测，硅橡胶与PBT的粘接强度可以达到3.9MPa，且复合材料保持优良的绝缘性能，电阻率大于10

实施例9：市售补强硅橡胶100份、PVDF（分子量5000）50份、钛酸钡（粒径50微米）30份、硫化剂0.1份，常温捏合20分钟，然后制成长10cm、宽5cm、厚200μm的胚块。将热压机升温到160℃，将胚块置于PBT板材上一同放入压机中，排气2次，热压5分钟成型。

经检测，硅橡胶与PBT的粘接强度可以达到3.7MPa，且复合材料保持优良的绝缘性能，电阻率大于10

对比例1：市售补强硅橡胶100份、硫化剂0.1份，常温捏合20分钟，然后制成长10cm、宽5cm、厚200μm的胚块。将热压机升温到160℃，将胚块置于PBT板材上一同放入压机中，排气2次，热压5分钟成型。

经检测，硅橡胶与PBT的粘接强度可以达到2.7MPa，且复合材料保持优良的绝缘性能，电阻率小于于10