CN102270530B - 一种复合绝缘子 - Google Patents
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Abstract
一种复合绝缘子，包括一个绝缘管，该绝缘管包括环氧树脂，固化剂，以及多根浸渍在该环氧树脂及固化剂中的玻璃纤维纱。所述绝缘管中还包括热致性液晶聚合物。由经热致性液晶聚合物增韧的环氧树脂，通过缠绕成型制作的绝缘管，可以提高绝缘管的耐热性能，使其可以用于更高的温度环境中，并且由于环氧树脂基体韧性的增强，该绝缘管将具有更好的耐冲击性能，更高的强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力装备设备，特别是涉及一种电力行业高压电器用复合空心绝缘子。
背景技术
通常户外使用的高压空心绝缘子一般为瓷绝缘子，由于瓷绝缘子耐污闪能力差，质量差，易破碎，且需定期清理，给安装和使用带来了很多不便。为解决这些问题，电力装备行业开发出了传统复合空心绝缘子。随着电力行业的发展，特别是特高压输变电的需要，对于复合空心绝缘子的需求越来越多。复合空心绝缘子包括一个绝缘管，一个包覆在该绝缘管外侧的护套，至少一个包覆在该护套外侧的伞裙，以及设置在所述绝缘管两端的法兰。由于环氧树脂具有优异的介电性能，所以一般的绝缘管都选用该环氧树脂来制作。但由于纯环氧树脂具有高的交联结构，因而存在质脆、耐疲劳性差，耐热性差以及抗冲击能力低等缺点，难以满足工程技术的要求，所以需要对环氧树脂进行增韧改性。
目前主要使用醚类聚合物来进行增韧，这种增韧材料是以牺牲粘度、耐热性、和损失机械强度来达到的。而耐热性以及机械强度的降低，会影响该复合空心绝缘子的使用范围。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种由不以牺牲耐热性和损失机械强度的增韧剂制造的复合绝缘子。
一种复合绝缘子，包括一个绝缘管，该绝缘管包括环氧树脂，固化剂，以及多根浸渍在该环氧树脂及固化剂中的玻璃纤维纱。所述绝缘管中还包括热致性液晶聚合物。
由经热致性液晶聚合物增韧的环氧树脂，通过缠绕成型制作的绝缘管，可以提高绝缘管的耐热性能，使其可以用于更高的温度环境中，并且由于环氧树脂基体韧性的增强，该绝缘管将具有更好的耐冲击性能，更高的强度。
具体实施方式
为了对本发明作更进一步的说明，举一较佳实施例详细说明如下：
本发明所提供的复合绝缘子包括一个绝缘管。制造该绝缘管的材料包括多根玻璃纤维、环氧树脂，热致性液晶聚合物以及固化剂。所述多根玻璃纤维浸渍在环氧树脂、热致性液晶聚合物与固化剂之中。
所述玻璃纤维纱可以为无碱不间断玻璃纱，且该玻璃纤维占制备绝缘管所有材料总重量的60％～80％，在本实施例中，玻璃纤维占制备绝缘管所有材料的总重量的75％。
所述环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，它对非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，因此，选用该环氧树脂作为制备绝缘管的基体材料。在本实施例中，环氧树脂占制备绝缘管所有材料重量的12％～35％，优选的是，环氧树脂占制备绝缘管所有材料重量的25％。
所述热致性液晶聚合物是一种由刚性分子链构成的，在一定物理条件下能出现既有液体的流动性又有晶体的物理性能各向异性状态(此状态称为液晶态)的高分子物质。该热致性液晶聚合物作为一种增韧剂，其增韧环氧树脂的机理主要是裂纹钉锚作用机制，即热致性液晶聚合物颗粒对环氧树脂材料的裂纹扩展具有约束作用，它横架在断裂面上，从而可以阻止裂纹进一步扩展，像一座桥将裂纹的两边联接起来，同时，桥联力还使两者连接处的裂纹起钉锚作用，同时不降低环氧树脂材料的耐热性和刚度。另外，它在加工过程中，受到剪切力作用具有形成纤维状结构的特性，因而能产生高度自增强作用。因此，当用热致性液晶聚合物和环氧树脂进行共混改性时，在提高韧性的同时，弯曲模量保持不变。
所述固化剂可以为4-特丁基环己基酯或者过氧化苯甲酸叔丁酯等可以与环氧树脂发生离子型聚合反应的材料。所述固化剂与环氧树脂混合后，引发环氧树脂中的环氧基的开环聚合反应，从而交联成体型结构的高聚物，达到在较短时间固化的目的。根据环氧树脂占制备绝缘管所有材料的含量，所添加的固化剂占绝缘管所有材料重量的0.2％～0.5％。在本实施例中，所述固化剂占制备绝缘管所有材料重量的0.3％。
为了控制环氧树脂与固化剂的反应温度，可以加入一定比例的促进剂。因为如果没有促进剂，需要对所述环氧树脂与固化剂加热到160度以上的温度才可以固化。因此，为了降低制造成本，添加促进剂以将所述环氧树脂与固化剂的固化温度降低到160度以下。所述促进剂可以为三笨酚、苄基二甲胺和2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或者为三笨酚、苄基二甲胺、2-乙基4-甲基咪唑的任意组合物，且该促进剂占制备支撑件所有材料重量的0.1％～0.2％。在本实施例中，所述促进剂占制备支撑件所有材料重量的0.15％。所述三苯酚的分子式为C15H27N3O，外观为淡黄色透明液体，具有胺臭味，易溶于有机溶剂，溶于冷水，微溶于热水。所述苄基二甲胺的分子式为C9H13N，其为无色至微黄色透明液体，溶于乙醇、乙醚，不溶于水。所述2-乙基-4-甲基咪唑(2-Ethyl-4-methylimidazole)的分子式为C6H10N2，外观为浅黄色透明粘稠液体或浅黄色结晶。可以根据需要，如制程的需要，可以选择不同的上述的促进剂，或者是其混合物。
由经热致性液晶聚合物增韧的环氧树脂，通过缠绕成型制作的绝缘管，可以提高绝缘管的耐热性能，使其可以用于更高的温度环境中，并且由于环氧树脂基体韧性的增强，该绝缘管将具有更好的耐冲击性能，更高的强度。
另外，本领域技术人员还可以本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
Claims (10)
1.一种复合绝缘子，包括一个绝缘管，该绝缘管包括环氧树脂，固化剂，以及多根浸渍在该环氧树脂及固化剂中的玻璃纤维纱，其特征在于：所述绝缘管中还包括热致性液晶聚合物，所述绝缘管通过缠绕成型制作。
2.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于：所述玻璃纤维纱为不间断无碱玻璃纤维纱。
3.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于：在制备所述绝缘管的材料中，所述玻璃纤维纱占总材料重量的60％～80％，所述环氧树脂占总材料重量的12％～35％。
4.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于：所述热致性液晶聚合物占总材料重量的5％～10％。
5.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于：制备所述绝缘管的材料中还包括促进剂。
6.如权利要求5所述的复合绝缘子，其特征在于：该促进剂为三笨酚、苄基二甲胺、2-乙基-4-甲基咪唑，或者其混和物。
7.如权利要求5所述的复合绝缘子，其特征在于：该促进剂为三苯酚、苄基二甲胺以及2-乙基-4-甲基咪唑中任意两种的混合物。
8.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于：所述固化剂为4-特丁基环己基酯和过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或者为4-特丁基环己基酯和过氧化苯甲酸叔丁酯的混合物。
9.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于：所述复合绝缘子的绝缘管的外侧设置有护套，所述护套的外侧设置有伞裙。
10.如权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于：所述复合绝缘子的至少一端还设置有一个法兰。
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