CN100452248C - 无脱模剂复合绝缘子芯棒 - Google Patents

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本发明提供了一种无脱模剂的复合绝缘子芯棒，在本发明的化学成份组成中，去除了传统芯棒成份中的脱模剂，制造出没有任何脱模剂的耐高温复合绝缘子芯棒。本发明的无脱模剂复合绝缘子芯棒由以下化学成份组成：玻璃纤维、环氧树脂、固化剂、促进剂，该芯棒的化学成份比例(重量%)为：玻璃纤维：70%-80%，环氧树脂：11.4%-17.1%，固化剂：8.2%-12.3%，促进剂：0.4%-0.6%。采用以上成份所制造的芯棒，不需机械打磨，并且芯棒的物理性能、化学性能和电性能等质量指标都得到了很大提高。在进行高温整体注射、挤包护套、平板模压硫化后，粘接强度等性能完全符合复合绝缘子制造厂家对芯棒的技术要求。

Description

无脱模剂复合绝缘子芯棒
技术领域
本发明涉及一种绝缘材料的化学成份组成，尤其涉及一种无脱模剂的复合绝缘子芯棒的化学成份组成及其制造方法。
背景技术
环氧玻纤拉挤电绝缘芯棒制造始于80年代，芯棒的发展随着复合绝缘子生产工艺和技术条件的要求经历了几个不同的阶段，同时产生了具有不同性能的芯棒：如耐高温的普通芯棒、耐高温的耐酸芯棒、耐酸透明芯棒-耐高温真空反应注射芯棒(RIM)、耐高温增强压力注射成型芯棒(RRIM)。
然而无论是那种型号的芯棒，采用的配方体系中，都离不开以下材料：玻璃纤维、环氧树脂、固化剂、促进剂、脱模剂。用的都是成型金属模具，模腔内经过特殊处理，以减少与芯棒的磨擦阻力，提高芯棒表面外观质量。因为环氧树脂玻璃纤维芯棒在复合绝缘子中起承受机械拉伸和弯曲负荷及内绝缘双重作用，芯棒的质量是复合绝缘子产品质量的关键。
芯棒脱模剂的作用机理在芯棒生产过程中对整个生产能否顺利进行，生产效率的高低起着决定的作用。环氧玻纤拉挤电绝缘棒生产的脱模剂有以下几种：固体粉状E蜡、褐煤蜡、蒙胆蜡、硬脂酸锌等；液体状态有：1890M、AZNF-57、IMRI-25、LMP-320硅油、硅脂、等脱模剂。在生产芯棒前，先将环氧树脂、固化剂、促进剂、脱模剂、按一定比例充分搅拌，脱模剂分散溶入到整个胶料中。生产时，玻璃纤维按照事先确定的工艺通过胶槽拉剂进入模具中，模具有几个加热区段。胶料受热(40℃以上)后，开始产生化学交联反应，同时胶料本身在化学反应过程中会产生热量。反应过程同时遵循温度、压力、时间的克拉伯龙方程定律关系，在这个反应过程中脱模剂受热后，由半胶凝状的玻纤树脂预成体某一个部位向外表方向迁移。温度越高，脱模剂迁移速度越快。在芯棒与模具内腔之间形成一个保护膜。脱模剂不参与交联化学反应，只是一个游离状的物质。在这个化学反应过程中模具温度、拉挤速度等指标都是按芯棒直径大小确定工艺参数，而仅在900mm-1200mm的金属模具内完成。对于直径较大的芯棒而言，某一部位的脱模剂分子还未迁移到芯棒表面，芯棒已经出模，固化反应过程完成。未迁移到芯棒表面的脱模剂从此潜伏下来。二次进行烘烤处理也未必使之完全迁移到芯棒表面，因为二次烘烤处理芯棒没有受模腔压力的作用，脱模剂的迁移按照化学动力学原理要慢的多，有的永远潜伏到芯棒中间。这种以杂质形态出现的游离物，势必对芯棒的物理性能、电性能、化学性能带来负面影响，对复合绝缘子生产企业因芯棒与硅橡胶界面的可靠性带来影响。这也正是芯棒制造企业和复合绝缘子制造生产企业要共同解决的迫切问题。
目前复合绝缘子制造企业遇到以下几个突出问题：
①芯棒与护套粘接不良.由于芯棒制造过程在胶料中加入脱模剂而引起的在绝缘子高温整体注射、挤包护套、平板模压硫化时脱模剂受热后析出而引起护套鼓包(不粘棒)、芯棒出油问题。
②工频击穿.由于芯棒制造过程在胶料中加入脱模剂而引起的化学反应滞后，大直径(Φ24mm以上)芯棒由于固化度不够而引起的芯棒在高温整体注射、挤包护套、平板模压硫化后产生微裂纹，复合绝缘子出厂工频耐压试验芯棒击穿问题。
③吸红试验问题.由于芯棒制造过程在胶料中加入脱模剂阻滞了玻纤与环氧树脂界面百分之百的偶联，有时会引起芯棒吸红试验不合格问题。
④耐高温性能差.由于芯棒制造过程在胶料中加入脱模剂而引起的芯棒固化度不够、耐高温性能较差，芯棒在高温整体注射、挤包护套、平板模压硫化时自然变软，变弯而引起的护套偏心或直接断裂问题。
⑤泄漏电流过大.由于芯棒制造过程在胶料中加入脱模剂，潜伏在芯棒某一部位的脱模剂以游离的杂质形态存在于芯棒中，水煮试验后，泄漏电流往往会超标。
⑥机械强度分散性大.由于芯棒制造过程在胶料中加入脱模剂，阻滞了环氧树脂与固化剂、促进剂分子间的交联。阻滞了玻纤与环氧胶料的偶联，而引起的芯棒机械强度达不到理想的理论机械强度且机械拉力值具有较大的分散性。
为了解决这一技术难题，世界绝缘子制造企业都是采用对芯棒表面进行机械打磨并涂抹偶联剂。机械打磨一是为了除去芯棒表面脱模剂，二是为了增加芯棒与硅橡胶表面粘结强度，芯棒打磨对于绝缘子制造企业来讲费时、费力并严重污染环境和影响人身体健康。而机械打磨只能除去芯棒表面的脱模剂，对于潜伏在芯棒内部的脱模剂则永远无法从根本上解决。
发明内容
本发明的目的是针对以上在芯棒制造过程中所存在的问题，提出一种无脱模剂的复合绝缘子芯棒。在本发明的化学成份组成中，去除了传统芯棒成份中的脱模剂，制造出没有任何脱模剂的耐高温复合绝缘子芯棒。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案来解决：
本发明的无脱模剂复合绝缘子芯棒由以下化学成份组成：玻璃纤维、环氧树脂、固化剂、促进剂，该芯棒的化学成份比例(重量％)为：
玻璃纤维：70％-80％
环氧树脂：11.4％-17.1％
固化剂：8.2％-12.3％
促进剂：0.4％-0.6％
所述的玻璃纤维是指：E或ECR玻璃纤维；所述的环氧树脂是指：普通系列环氧树脂或耐高温环氧树脂；所述的固化剂是指：甲基四氢苯酐或甲基纳迪克酸酐；所述的促进剂是指：DMP30或S440促进剂。
采用以上成份所制造的芯棒，不需机械打磨.在进行高温整体注射、挤包护套、平板模压硫化后，粘接强度等性能完全符合复合绝缘子制造企业的技术要求，并且芯棒的物理性能、化学性能和电性能等质量指标都得到了很大提高。
具体实施方式
本发明通过改变芯棒的化学成份组成，在芯棒胶料的成份组成中不添加任何脱模剂，在加工过程中采用非金属材料作为成型模具，生产出无脱模剂的耐高温环氧玻璃纤维芯棒，即无脱模剂复合绝缘子芯棒。
无脱模剂复合绝缘子芯棒采用(按重量％)11.4％-17.1％的环氧树脂，8.2％-12.3％的固化剂和0.4％-0.6％的促进剂按一定比例混合并充分搅拌而形成胶料，将70％-80％的玻璃纤维按照事先确定的工艺通过胶槽拉挤进入非金属材料模具中，然后将非金属材料模具分段加热到40℃以上，胶料受热后，通过化学交联反应后即成为无脱模剂复合绝缘子芯棒；所采用的玻璃纤维可以是E或ECR玻璃纤维，环氧树脂是普通的系列环氧树脂或耐高温环氧树脂，固化剂可以是甲基四氢苯酣或甲基纳迪克酸酣，促进剂可以是DMP30或S440促进剂。
为了更好的说明本发明，给出了以下五个实施例来实现本发明：
实施例1
采用11.4％的环氧树脂、9％的甲基四氢苯酣固化剂和0.4％的DMP30促进剂进行混合并充分搅拌而形成胶料，按照事先确定的工艺将79.20％的ECR玻璃纤维通过胶槽拉挤进入陶瓷模具中，将陶瓷模具进行分段微波加热到45℃-100℃-155℃，胶料受热后通过化学交联反应即成为无脱模剂复合绝缘子芯棒。环氧树脂采用普通系列环氧树脂。
实施例2
采用13.30％的环氧树脂、8.2％的甲基纳迪克酸酣固化剂和0.5％的S440促进剂进行混合并充分搅拌而形成胶料，按照事先确定的工艺将78％的E玻璃纤维通过胶槽拉挤进入陶瓷模具中，将陶瓷模具进行分段微波加热到45℃-100℃-155℃，胶料受热后通过化学交联反应即成为无脱模剂复合绝缘子芯棒。环氧树脂采用普通系列环氧树脂。
实施例3
采用14.2％的环氧树脂、10％的甲基四氢苯酣固化剂和0.4％的S440促进剂进行混合并充分搅拌而形成胶料，按照事先确定的工艺将75.40％的ECR玻璃纤维通过胶槽拉挤进入陶瓷模具中，将陶瓷模具进行分段微波加热到45℃-100℃-155℃，胶料受热后通过化学交联反应即成为无脱模剂复合绝缘子芯棒。环氧树脂采用耐高温环氧树脂。
实施例4
采用17.1％的环氧树脂、12.3％的甲基纳迪克酸酣固化剂和0.6％的DMP30促进剂进行混合并充分搅拌而形成胶料，按照事先确定的工艺将70％的E玻璃纤维通过胶槽拉挤进入陶瓷模具中，将陶瓷模具进行分段微波加热到45℃-100℃-155℃，胶料受热后通过化学交联反应即成为无脱模剂复合绝缘子芯棒。环氧树脂采用耐高温环氧树脂。
实施例5
采用11.4％的环氧树脂、8.2％的甲基四氢苯酣固化剂和0.4％的DMP30促进剂进行混合并充分搅拌而形成胶料，按照事先确定的工艺将80％的ECR玻璃纤维通过胶槽拉挤进入陶瓷模具中，将陶瓷模具进行分段微波加热到45℃-100℃-155℃，胶料受热后通过化学交联反应即成为无脱模剂复合绝缘子芯棒。环氧树脂采用普通的系列环氧树脂。
下表为未添加脱模剂的芯棒性能指标与加有脱模剂芯棒的性能指标对比.
环氧玻璃纤维拉挤电绝缘棒基本性能比较
Figure C20061004185000071
在环氧胶料中不添加任何脱模剂，用非金属材料作为成型模具，并通过改变传统加热方式，生产出无脱模剂的耐高温环氧玻璃纤维芯棒。经有关复合绝缘子制造企业在不进行机械打磨情况下，高温整体注射、挤包护套、平板模压硫化后，粘接强度完全符合有关要求，整支绝缘子在水煮后，未出现芯棒与硅橡胶脱离问题。从而从根本上解决了复合绝缘子制造过程中的一大难题。

Claims (1)

1、一种无脱模剂复合绝缘子芯棒，其特征在于：该芯棒由以下化学成份组成：玻璃纤维、环氧树脂、固化剂、促进剂；其化学成份比例(重量％)为：
玻璃纤维：70％-80％
环氧树脂：11.4％-17.1％
固化剂：8.2％-12.3％
促进剂：0.4％-0.6％，
其中：所述的玻璃纤维是指：E或ECR玻璃纤维；
所述的环氧树脂是指：普通系列环氧树脂或耐高温环氧树脂；
所述的固化剂是指：甲基四氢苯酐或甲基纳迪克酸酐；
所述的促进剂是指：DMP30或S440促进剂。
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