CN1012232B

CN1012232B - 复合绝缘材料

Info

Publication number: CN1012232B
Application number: CN 88109989
Authority: CN
Inventors: 钱幼沧
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-11-03
Filing date: 1988-11-03
Publication date: 1991-03-27
Also published as: CN1034446A

Abstract

本发明是一种硬质聚氨酯泡沫塑料与矿岩纤维复合而成的复合绝缘材料，矿岩纤维在复合材料中呈有规律的编织态，它增强了复合材料的强度与绝缘电性能。采用浇注压力成型工艺，聚氨酯在压力下完成发泡，熟化而成型。再应用表面强化处理，更提高复合绝缘材料强度及绝缘电性能，本发明复合绝缘材料比重小，仅0.6克/厘米强度高，绝缘电性能好，耐电强度高达12.1KVmm，工艺简单，成本低，极适用于电器设备及工程。

Description

本发明涉及一种电器设备及工程的复合绝缘材料，特别适用于高压电器设备及工程的高压开关柜支承底座，触头支座、绝缘隔板、互感器罩壳等电器工程中的零部件。

双组份聚氨酯问世以来，世界各国都发展很快，应用领域日益扩大，但作为电器设备及工程用的具有高强度及高绝缘性能的适应高压、大电流、大脉动电流的高质绝缘材料，是目前一大技术难题。中国专利CN85102027提供了一种双组份聚氨酯化学硬化材料但由于其强度低及绝缘性差仍不能作为高质绝缘材料而用于高压，大电流电器设备及工程中。

本发明的任务是提出一种用于电器设备及工程的复合绝缘材料-矿岩纤维、硬质聚氨酯泡沫塑料复合绝缘材料，该复合绝缘材料强度高，绝缘电性能好，制造工艺简单，成本低，是良好的复合绝缘材料。特别适用于高压、超高压电器设备及工程的高压开关中的绝缘件，绝缘隔板，罩壳等等。

本发明技术方案是：复合绝缘材料以双组份聚氨酯材料为基料，是含有发泡剂，泡沫稳定剂，可控固化剂的硬质聚氨酯泡沫塑料，在硬质聚氨酯泡沫塑料内含有定向增强的矿岩纤维编织物，作为骨架材料而呈矿岩纤维、硬质聚氨酯泡沫塑料复合绝缘材料提出定向增强是适应零件使用中的强度、刚度要求，矿岩纤维编织物的形状，是根据零部件本身的形状及强度，刚度要求而设计的，可以是平面型，也可以曲面型，也可以多平面的立体框架结构，因此复合绝缘材料可以是多层矿岩纤维、硬质聚氨酯泡沫塑料的复合体。

矿岩纤维可以是硼纤维，也可以是玻璃纤维，将硼纤维或玻璃纤维根据零部件的强度、刚度要求，以定向增强的规律来编织成一定形状的编织物。作为复合绝缘材料的骨架材料，因此复合绝缘材料是玻璃（硼）纤维，硬质聚氨酯泡沫塑料复合材料。玻璃（硼）纤维在复合绝缘材料体内以定向增强的编织物出现的。可以是平面网格状，也可以是曲面网格状，也可以是含有多层平面网格的立体框架。由于玻璃纤维、硼纤维的良好绝缘性，它增强复合绝缘材料的强度，又更提高复合材料的绝缘电性能。

在双组份聚氨酯中剔除导电性原料，以提高材料的绝缘电性能要求，调正各组份及组份内材料的配比，以获得最佳绝缘电性能，选取性能优良发泡剂，泡沫稳定剂及可控固化剂，使发泡工艺在规定时间内完成，泡孔大小均匀稳定，并于规定时间内完成发泡，熟化、硬化工艺，故本发明复合绝缘材料选用硅油为泡沫稳定剂，实验证明它是良好的泡沫稳定剂。

本发明复合绝缘材料-矿岩纤维、硬质聚氨酯泡沫塑料复合绝缘材料的制造方法是：

第一步，先将按定向增强规律编织成一定形状的矿岩纤维编织物，置于铸模型腔内作为骨架材料。

第二步，将配置好的双组份材料-A份与B份材料混合均匀后浇注入铸模型腔内。

第三步，向铸模型腔加压，使矿岩纤维、硬质聚氨酯泡沫塑料在受压条件下按时完成发泡、熟化，成型后脱模取材。（见图4）

为防止本发明复合绝缘材料-矿岩纤维、硬质聚氨酯泡沫塑料复合绝缘材料的泡孔在潮湿的气氛下吸湿而降低绝缘性，在玻璃（硼）纤维、硬质聚氨酯泡沫塑料复合绝缘材料浇注成型脱模后再进行表面强化处理，表面强化处理的方法是：首先在成型的复合绝缘材料表面涂布表面漆层的腻子层，这腻子可以是混合有固体微粒（粉剂）的环氧树脂，待干固后，再涂布高强度绝缘漆层。这高强度绝缘漆可以是树脂漆，可以是聚氨酯漆，可以是聚氨酯弹性组合漆，也可以放环氧树脂漆。混合在环氧树脂中的固体微粒，可以是石英粉，可以是氧化铝粉，可以是刚玉粉，也可以是它们之间的混合物。

图1是本发明板状复合绝缘材料的结构图。

图2是应用本发明复合绝缘材料制成的高压开关绝缘罩构造图。

图3是应用本发明复合绝缘材料制成的开关绝缘支承图。

图4是本发明复合绝缘材料制造方法工艺路线图。

以下结合附图来进一步叙述本发明：

应用本发明复合绝缘材料的制造方法，先将玻璃（硼）纤维编织或结扎成定向增强的平面或曲面框骨架形状的编织物，或按定向增强将玻璃（硼）纤维布入铸模型腔内，同时将配好的A、B组份的聚氨酯材料混合均匀后，浇注入铸模型腔后加压，在压力下，A、B双组份聚氨酯、玻璃（硼）纤维复合材料，按时完成发泡，熟化、成型后脱模取出的即是玻璃（硼）纤维、硬质聚氨酯泡沫塑料复合绝缘材料。为保持并提高本发明复合绝缘材料的绝缘性能，对浇注成型后的复合绝缘材料进行表面强化处理，其方法是：在本发明复合绝缘材料表面四周，先涂布一层漆层的腻子层，这腻子可以是混和有固体微粒的环氧树脂，待腻子干固后，再涂布一层绝缘漆。经表面处理后的本发明复合绝缘材料，在内部构造上呈多层结构（见图1），内部是硬质聚氨酯泡沫塑料与玻璃纤维（2）的夹层，玻璃（硼）纤维层（2）夹于硬质聚氨酯泡沫塑料层（1）内。在表面有漆的腻子层（3），这腻子可发是混和有固体微粒的环氧树脂，表面外层则是高强度绝缘漆层（4），这漆可以是树脂漆，聚氨酯漆，环氧树脂漆或聚氨酯弹性组合漆，混合有固体微粒的环氧树脂层（3）为是漆层的腻子，混合的固体微粒可以是氧化铝粉或刚玉或石英粉，也可以是它们的混合物。

表面处理的目的是强化并稳定复合材料的性能，这性能是指本发明复合绝缘材料的强度、刚度及绝缘性能，表一是本发明复合绝缘材料的实测数据。实测试验方法按国家标准进行。（见表一）

本发明复合绝缘材料的比重仅0.6-0.7克/厘米³对减轻电气设备的重量极为有利。

由于本发明复合绝缘材料对双组份聚氨酯的A、B组份的材料，剔除导电材料，选用良好的发泡剂，泡沫稳定剂及可控固化剂，并选用各材料的最佳配比，与玻璃（硼）纤维组成复合材料，加上相应的浇注加压成型及表面强化处理方法，使本发明复合绝缘材料体轻，强度高，绝缘性好，成为当代最优的绝缘材料而广泛适用于电气设备及工程中，图2是应用本发明材料及工艺所制成的高压开关的绝缘罩壳，图3是应用本发明材料及工艺制成的高压开关绝缘支承座。

表一

试样编号	耐电强度(Kv/mm)	体积电阻率（Ω－cm)	表面电阻率（Ω）
				1	11.1	8.3×10¹⁴	1.08×10¹³
2	12.1	7.04×10¹⁴	1.41×10¹³

Claims

1、一种用于电器设备及工程的复合绝缘材料，以双组份聚氨酯材料为基料，其特征是聚氨酯材料是含有发泡剂，泡沫稳定剂，可控固化剂的硬质聚氨酯泡沫塑料，在硬质聚氨酯泡沫塑料内含有定向增强的矿岩纤维编织物，作为骨架材料而成矿岩纤维，硬质聚氨酯泡沫塑料复合材料。

2、由权利要求1所示的复合绝缘材料，其特征是矿岩纤维可以是硼纤维，也可以是玻璃纤维。

3、由权利要求1所示的复合绝缘材料，其特征是泡沫稳定剂是硅油。

4、由权利要求1所示的复合绝缘材料，其特征是定向增强的矿岩纤维编织物的形状是平面型。

5、一种用于电器设备及工程的复合绝缘材料的制造方法，以聚氨酯为基料，其特征是：第一步是将编织好的定向增强的矿岩纤维编织物置于铸模的型腔内，第二步是将配置好双组份材料混合均匀后浇注入铸模型腔内，第三步是向铸模型腔内加压，矿岩纤维，聚氨酯材料在模内处于压力下发泡，熟化，成型后脱模而取出矿岩纤维，硬质聚氨酯泡沫塑料复合绝缘材料。

6、由权利要求5所示的复合绝缘材料的制造方法，其特征是矿岩纤维、硬质聚氨酯泡沫塑料复合绝缘材料在浇注成型后，再进行表面处理，首先在表面涂布漆层的腻子层，待干固后，再涂布高强度绝缘漆层。

7、由权利要求6所示的复合绝缘材料的制造方法，其特征是复合绝缘材料表面涂布的漆层的腻子层是混合有固体微粒的环氧树酯层。

8、由权利要求7所示的复合绝缘材料的制造方法，其特征是混合在环氧树脂中的固体微粒，可以是石英粉，可以是氧化铝粉，可以是刚玉粉，也可以是它们的混合物。

9、由权利要求6所示的复合绝缘材料的制造方法，其特征是表面处理中涂布的高强度绝缘漆可以是树脂漆，可以是环氧树脂漆，可以是聚氨酯漆，可以是聚氨酯弹性组合漆。

10、由权利要求1所示的复合绝缘材料，其特征是定向增强的矿岩纤维编织物的形状是多层平面的立体框架型。