绝缘橡胶板的主要原材料是一系列精心选择的组分,旨在赋予其优异的电气绝缘性能、机械强度、耐候性、耐化学腐蚀性以及必要的物理特性。其主要原材料通常包括以下几大类:
1. 橡胶基材 (Rubber Base):
* 天然橡胶 (NR):具有良好的弹性、伸长率、低温性能和电气绝缘性,是基础材料之一。但其耐热、耐臭氧和耐老化性能相对较差。
* 合成橡胶:为了弥补天然橡胶的不足并满足特定要求,常选用多种合成橡胶:
* 丁苯橡胶 (SBR):成本较低,耐磨性好,加工性能优良,常与NR并用。
* 氯丁橡胶 (CR):具有优异的耐候性、耐臭氧性、阻燃性和中等耐油性,对提高板材的耐久性很有帮助。
* 乙丙橡胶 (EPR / EPDM):具有的耐候性、耐臭氧性、耐热性和优良的电绝缘性能,尤其适用于户外或要求高耐候性的场合。
* 丁基橡胶 (IIR):气密性和耐候性,电绝缘性能优异,对水分的渗透率低。
* 选择依据:实际生产中,往往采用两种或多种橡胶并用的方式,以平衡成本、性能和加工性。例如,NR/SBR并用提供良好的综合性能,EPDM或IIR用于提升耐候性和绝缘稳定性。
2. 填充剂 (Fillers):
* 补强性填充剂:主要作用是提高橡胶的机械强度、耐磨性和定伸应力。
* 炭黑 (Carbon Black):是的补强剂,尤其是用于深色制品。它能显著提高橡胶的强度、耐磨性和导电性(但在绝缘板中需控制用量和种类以避免影响绝缘)。
* 白炭黑 (Silica, SiO2):主要用于浅色或彩色绝缘板。它对橡胶有良好的补强作用,并能改善耐热性和绝缘性(因其本身是绝缘体)。气相法白炭黑效果更好但成本高。
* 非补强性/惰性填充剂:主要用于降低成本、调节硬度和改善加工性能,如碳酸钙、陶土、滑石粉等。在绝缘板中,需注意选择电绝缘性好的品种。
3. 增塑剂/软化剂 (Plasticizers/Softener):
* 用于改善橡胶的加工流动性(降低门尼粘度),增加胶料的可塑性,帮助填料分散,有时也能改善低温性能。
* 常用品种包括石油系操作油(如石蜡油、环烷油)、酯类增塑剂(如邻苯二甲酸酯类、癸二酸酯类)等。选择时需考虑与橡胶的相容性、挥发性、迁移性以及对电绝缘性能的影响。环保型增塑剂的应用日益广泛。
4. 硫化体系 (Vulcanization System):
* 硫化剂 (Curing Agent):使橡胶分子链发生交联反应(硫化),形成三维网络结构,赋予橡胶制品所需的强度、弹性和耐久性。的是硫磺。
* 促进剂 (Accelerators):加快硫化速度,降低硫化温度,改善硫化胶性能。常用种类有唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类等。选择时需考虑焦烧时间、硫化速度、环保要求等。
* 活性剂 (Activators):通常由氧化锌和硬脂酸组成,用于活化硫化体系,提高硫化效率和交联密度。
5. 防老剂 (Antioxidants/Antidegradants):
* 保护橡胶免受氧气、臭氧、热、光和机械应力的降解,延长制品使用寿命。包括剂(如胺类、酚类)和抗臭氧剂(如对苯二胺类)。在户外使用的绝缘板中尤为重要。
6. 其他助剂:
* 阻燃剂 (Flame Retardants):对于有阻燃要求的绝缘板(如煤矿用阻燃绝缘胶垫),需添加阻燃剂,如氢氧化铝、氢氧化镁、含磷/氮/卤素的化合物等。无卤阻燃是趋势。
* 着色剂 (Colorants):用于生产彩色绝缘板。
* 加工助剂 (Processing Aids):如分散剂、均匀剂、脱模剂等,用于改善加工工艺。
总结:绝缘橡胶板并非由单一材料构成,而是由橡胶基材(天然胶与合成胶并用)、补强填充剂(炭黑或白炭黑)、增塑剂、硫化体系(硫磺、促进剂、活性剂)、防老剂以及其他功能性助剂(如阻燃剂)等,通过科学的配方设计和混炼、硫化工艺复合而成。每种原材料的选择和配比都直接影响着终产品的电气性能(如体积电阻率、介电强度)、机械性能(如拉伸强度、扯断伸长率、硬度)、耐老化性能和环保性等关键指标。制造商需要根据产品的具体应用场景(如电压等级、使用环境)和性能要求,不断优化配方。
