CN102592760B - 一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，一、配制环氧树脂复合胶液；二、对环氧绝缘管内壁进行界面处理；三、将环氧树脂复合胶液、短切纱和高硅砂捏合，得到芯体材料；四、将环氧绝缘管置于铸压机中，向环氧绝缘管内部均匀注射芯体材料，在铸压压力为10MPa～15MPa的条件下铸压成型，然后置于烘箱中固化，冷却后得到直径不小于150mm的大直径支柱绝缘子芯体成品。本发明对环氧绝缘管内壁进行界面处理，使环氧绝缘管能有效的与所制备的芯体材料之间结合紧密，克服了现有的环氧绝缘管与芯体之间的空隙率大、废品率高、综合性能差等缺陷，且能大大降低环氧绝缘管的泄漏电流值。
Description
技术领域
本发明属于绝缘子制造技术领域，具体涉及一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法。
背景技术
目前，生产和使用的支柱绝缘子芯体主要为陶瓷，其在使用过程中存在重量大、易破碎、运输难等局限性，而作为替代产品的环氧绝缘管与芯体材料之间又存在着两相复合不紧密，容易出现空隙，从而影响其综合性能，同时成本高，工艺复杂，给生产带来不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法。采用该方法制造的大直径支柱绝缘子芯体的环氧绝缘管与芯体材料两相结合紧密、空隙率大大降低，吸红实验不小于16min；弹性模量不小于20GPa，抗弯损伤极限不小于150MPa；其泄漏电流值为50μA左右，与现有技术中使用的环氧绝缘管大直径支柱绝缘子芯体泄漏电流值为240μA左右相比，具有能显著降低泄漏电流值的特点，大大增强了其综合性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、环氧树脂复合胶液的配制：将液态环氧树脂、固化剂和促进剂按100∶70～90∶1～2的质量比混合后搅拌均匀，得到环氧树脂复合胶液；所述固化剂为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐或邻苯二甲酸酐，所述促进剂为DMP-30促进剂；
步骤二、环氧绝缘管内壁的界面处理：将环氧绝缘管内壁清洗干净，然后对清洗后的环氧绝缘管内壁进行打磨，接着在常温下将偶联剂涂刷于打磨后的环氧绝缘管内壁上，静置20min～30min，使偶联剂完全浸透环氧绝缘管内壁，最后将步骤一中所述环氧树脂复合胶液涂刷于浸透有偶联剂的环氧绝缘管的内壁上形成环氧树脂涂层；所述偶联剂为KH550硅烷偶联剂或KH560硅烷偶联剂，偶联剂的涂刷厚度为0.2mm～0.8mm；
步骤三、芯体材料的制造：将步骤一中所述环氧树脂复合胶液置于捏合机中，然后向捏合机中加入短切纱捏合10min～30min，再向捏合机中加入高硅砂继续捏合10min～30min，得到芯体材料；所述环氧树脂复合胶液、短切纱和高硅砂的质量比为15～20∶25～30∶50～60；
步骤四、大直径支柱绝缘子芯体的制造：
401、将步骤二中经界面处理后的环氧绝缘管置于铸压机中，然后向环氧绝缘管内部均匀注射步骤三中所述芯体材料，在铸压压力为10MPa～15MPa的条件下将内部注射有芯体材料的环氧绝缘管铸压成型，得到带芯体的环氧绝缘管；
402、将401中所述带芯体的环氧绝缘管置于烘箱中固化，冷却至室温后取出，得到直径不小于150mm的大直径支柱绝缘子芯体成品。
上述的一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，步骤一中所述液态环氧树脂为128型液态环氧树脂。
上述的一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，步骤二中所述环氧绝缘管的内径为120mm～350mm。
上述的一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，步骤二中所述打磨的厚度为0.1mm～0.3mm。
上述的一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，步骤二中所述环氧树脂涂层的厚度为0.5mm～1.0mm。
上述的一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，步骤三中所述高硅砂中SiO2的质量含量不小于80％，高硅砂中SiO2的质量含量优选为80％～88％。
上述的一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，步骤三中所述短切纱的长度为2mm～6mm。
上述的一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，402中所述固化的制度为：先在温度为65℃～75℃的条件下固化2.5h～3.5h，然后在温度为125℃～135℃的条件下固化2.5h～3.5h，最后在温度为160℃～170℃的条件下固化2.0h～3.0h。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明对环氧绝缘管内壁进行界面处理，使环氧绝缘管能有效的与所制备的芯体材料之间结合紧密，克服了现有的环氧绝缘管与芯体之间的空隙率大、废品率高、综合性能差等缺陷，且能大大降低环氧绝缘管的泄漏电流值。
2、本发明制作的芯体材料由短切纱、高硅砂和环氧胶液按一定比例混合配制而成，提高了芯体的使用性能，工艺简单、操作简便，降低了制作成本。
3、本发明制造的大直径支柱绝缘子芯体的环氧绝缘管与芯体材料两相结合紧密、空隙率大大降低，吸红实验不小于16min；弹性模量不小于20GPa，抗弯损伤极限不小于150MPa；其泄漏电流值为50μA左右，与现有技术中使用的环氧绝缘管大直径支柱绝缘子芯体泄漏电流值为240μA左右相比，具有能显著降低泄漏电流值的特点，大大增强了其综合性能。
4、本发明的方法适用于不同型号及内径的环氧绝缘管，具有适用广泛性。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
附图说明
图1为本发明大直径支柱绝缘子芯体的结构示意图。
附图标记说明：
1-环氧绝缘管； 2-芯体材料； 3-环氧树脂涂层。
具体实施方式
实施例1
步骤一、将128型液态环氧树脂、固化剂和促进剂按100∶70∶1的质量比混合后搅拌均匀，得到环氧树脂复合胶液；所述固化剂为甲基四氢苯酐，所述促进剂为DMP-30促进剂；
步骤二、环氧绝缘管内壁的界面处理：将内径为120mm的环氧绝缘管1内壁用酒精清洗干净，然后对清洗后的环氧绝缘管1内壁进行打磨，打磨厚度为0.1mm，接着在常温下将KH550硅烷偶联剂涂刷于打磨后的环氧绝缘管1内壁上，涂刷厚度为0.2mm，静置20min，使KH550硅烷偶联剂完全浸透环氧绝缘管1内壁，最后将步骤一中所述环氧树脂复合胶液涂刷于浸透有偶联剂的环氧绝缘管1的内壁上形成厚度为0.5mm的环氧树脂涂层；
步骤三、芯体材料的制造：将步骤一中所述环氧树脂复合胶液置于捏合机中，然后向捏合机中加入2mm的短切纱捏合20min，再向捏合机中加入SiO2质量含量为85％的高硅砂继续捏合20min，得到芯体材料2；所述环氧树脂复合胶液、短切纱和高硅砂的质量比为15∶25∶50；
步骤四、大直径支柱绝缘子芯体的制造：
401、将步骤二中经界面处理后的环氧绝缘管1置于铸压机中，然后向环氧绝缘管1内部均匀注射步骤三中所述芯体材料2，在铸压压力为10MPa的条件下将内部注射有芯体材料2的环氧绝缘管1铸压成型，得到带芯体的环氧绝缘管；
402、将401中所述带芯体的环氧绝缘管置于烘箱中，先在温度为65℃的条件下固化2.5h，然后在温度为125℃的条件下固化2.5h，最后在温度为160℃的条件下固化2.0h，冷却至室温后取出，得到直径为150mm的大直径支柱绝缘子芯体成品(结构如图1所示)。
本实施例制造的大直径支柱绝缘子芯体的环氧绝缘管与芯体材料两相结合紧密、空隙率大大降低，吸红实验为16min；弹性模量为20GPa，抗弯损伤极限为180MPa；其泄漏电流值为50μA，与现有技术中使用的环氧绝缘管大直径支柱绝缘子芯体泄漏电流值为240μA左右相比，具有能显著降低泄漏电流值的特点，大大增强了其综合性能。
实施例2
本实施例与实施例1相同，其中不同之处在于：所述固化剂为甲基六氢苯酐或邻苯二甲酸酐，所述偶联剂为KH560硅烷偶联剂。
本实施例制造的大直径支柱绝缘子芯体的环氧绝缘管与芯体材料两相结合紧密、空隙率大大降低，吸红实验不小于16min；弹性模量不小于20GPa，抗弯损伤极限不小于150MPa；其泄漏电流值为50μA左右，与现有技术中使用的环氧绝缘管大直径支柱绝缘子芯体泄漏电流值为240μA左右相比，具有能显著降低泄漏电流值的特点，大大增强了其综合性能。
实施例3
步骤一、将128型液态环氧树脂、固化剂和促进剂按100∶90∶2的质量比混合后搅拌均匀，得到环氧树脂复合胶液；所述固化剂为甲基六氢苯酐，所述促进剂为DMP-30促进剂；
步骤二、环氧绝缘管内壁的界面处理：将内径为350mm的环氧绝缘管1内壁用酒精清洗干净，然后对清洗后的环氧绝缘管1内壁进行打磨，打磨厚度为0.3mm，接着在常温下将KH560硅烷偶联剂涂刷于打磨后的环氧绝缘管1内壁上，涂刷厚度为0.5mm，静置30min，使KH560硅烷偶联剂完全浸透环氧绝缘管1内壁，最后将步骤一中所述环氧树脂复合胶液涂刷于浸透有偶联剂的环氧绝缘管1的内壁上形成厚度为0.8mm的环氧树脂涂层；
步骤三、芯体材料的制造：将步骤一中所述环氧树脂复合胶液置于捏合机中，然后向捏合机中加入6mm的短切纱捏合30min，再向捏合机中加入SiO2质量含量为80％的高硅砂继续捏合30min，得到芯体材料2；所述环氧树脂复合胶液、短切纱和高硅砂的质量比为20∶30∶60；
步骤四、大直径支柱绝缘子芯体的制造：
401、将步骤二中经界面处理后的环氧绝缘管1置于铸压机中，然后向环氧绝缘管1内部均匀注射步骤三中所述芯体材料2，在铸压压力为15MPa的条件下将内部注射有芯体材料2的环氧绝缘管1铸压成型，得到带芯体的环氧绝缘管；
402、将401中所述带芯体的环氧绝缘管置于烘箱中，先在温度为75℃的条件下固化3.5h，然后在温度为135℃的条件下固化3.5h，最后在温度为170℃的条件下固化3.0h，冷却至室温后取出，得到直径为400mm的大直径支柱绝缘子芯体成品(结构如图1所示)。
本实施例制造的大直径支柱绝缘子芯体的环氧绝缘管与芯体材料两相结合紧密、空隙率大大降低，吸红实验为18min；弹性模量为25GPa，抗弯损伤极限为200MPa；其泄漏电流值为52μA，与现有技术中使用的环氧绝缘管大直径支柱绝缘子芯体泄漏电流值为240μA左右相比，具有能显著降低泄漏电流值的特点，大大增强了其综合性能。
实施例4
本实施例与实施例3相同，其中不同之处在于：所述固化剂为甲基四氢苯酐或邻苯二甲酸酐，所述偶联剂为KH550硅烷偶联剂。
本实施例制造的大直径支柱绝缘子芯体的环氧绝缘管与芯体材料两相结合紧密、空隙率大大降低，吸红实验不小于16min；弹性模量不小于20GPa，抗弯损伤极限不小于150MPa；其泄漏电流值为50μA左右，与现有技术中使用的环氧绝缘管大直径支柱绝缘子芯体泄漏电流值为240μA左右相比，具有能显著降低泄漏电流值的特点，大大增强了其综合性能。
实施例5
步骤一、将128型液态环氧树脂、固化剂和促进剂按100∶80∶1.5的质量比混合后搅拌均匀，得到环氧树脂复合胶液；所述固化剂为邻苯二甲酸酐，所述促进剂为DMP-30促进剂；
步骤二、环氧绝缘管内壁的界面处理：将内径为235mm的环氧绝缘管1内壁用酒精清洗干净，然后对清洗后的环氧绝缘管1内壁进行打磨，打磨厚度为0.2mm，接着在常温下将KH550硅烷偶联剂涂刷于打磨后的环氧绝缘管1内壁上，涂刷厚度为0.8mm，静置25min，使KH550硅烷偶联剂完全浸透环氧绝缘管1内壁，最后将步骤一中所述环氧树脂复合胶液涂刷于浸透有偶联剂的环氧绝缘管1的内壁上形成厚度为1mm的环氧树脂涂层；
步骤三、芯体材料的制造：将步骤一中所述环氧树脂复合胶液置于捏合机中，然后向捏合机中加入4mm的短切纱捏合10min，再向捏合机中加入SiO2质量含量为88％的高硅砂继续捏合10min，得到芯体材料2；所述环氧树脂复合胶液、短切纱和高硅砂的质量比为18∶28∶55；
步骤四、大直径支柱绝缘子芯体的制造：
401、将步骤二中经界面处理后的环氧绝缘管1置于铸压机中，然后向环氧绝缘管1内部均匀注射步骤三中所述芯体材料2，在铸压压力为12MPa的条件下将内部注射有芯体材料2的环氧绝缘管1铸压成型，得到带芯体的环氧绝缘管；
402、将401中所述带芯体的环氧绝缘管置于烘箱中，先在温度为70℃的条件下固化3h，然后在温度为130℃的条件下固化3h，最后在温度为165℃的条件下固化2.5h，冷却至室温后取出，得到直径为250mm的大直径支柱绝缘子芯体成品(结构如图1所示)。
本实施例制造的大直径支柱绝缘子芯体的环氧绝缘管与芯体材料两相结合紧密、空隙率大大降低，吸红实验为17min；弹性模量为22GPa，抗弯损伤极限为150MPa；其泄漏电流值为49μA，与现有技术中使用的环氧绝缘管大直径支柱绝缘子芯体泄漏电流值为240μA左右相比，具有能显著降低泄漏电流值的特点，大大增强了其综合性能。
实施例6
本实施例与实施例5相同，其中不同之处在于：所述固化剂为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐，所述偶联剂为KH560硅烷偶联剂。
本实施例制造的大直径支柱绝缘子芯体的环氧绝缘管与芯体材料两相结合紧密、空隙率大大降低，吸红实验不小于16min；弹性模量不小于20GPa，抗弯损伤极限不小于150MPa；其泄漏电流值为50μA左右，与现有技术中使用的环氧绝缘管大直径支柱绝缘子芯体泄漏电流值为240μA左右相比，具有能显著降低泄漏电流值的特点，大大增强了其综合性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、环氧树脂复合胶液的配制：将液态环氧树脂、固化剂和促进剂按100∶70～90∶1～2的质量比混合后搅拌均匀，得到环氧树脂复合胶液；所述固化剂为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐或邻苯二甲酸酐，所述促进剂为DMP-30促进剂；
步骤二、环氧绝缘管内壁的界面处理：将环氧绝缘管（1）内壁清洗干净，然后对清洗后的环氧绝缘管（1）内壁进行打磨，接着在常温下将偶联剂涂刷于打磨后的环氧绝缘管（1）内壁上，静置20min～30min，使偶联剂完全浸透环氧绝缘管（1）内壁，最后将步骤一中所述环氧树脂复合胶液涂刷于浸透有偶联剂的环氧绝缘管（1）的内壁上形成环氧树脂涂层；所述偶联剂为KH550硅烷偶联剂或KH560硅烷偶联剂，偶联剂的涂刷厚度为0.2mm～0.8mm；
步骤三、芯体材料的制造：将步骤一中所述环氧树脂复合胶液置于捏合机中，然后向捏合机中加入短切纱捏合10min～30min，再向捏合机中加入高硅砂继续捏合10min～30min，得到芯体材料（2）；所述环氧树脂复合胶液、短切纱和高硅砂的质量比为15～20∶25～30∶50～60；所述高硅砂中SiO2的质量含量不小于80%，所述短切纱的长度为2mm～6mm；
步骤四、大直径支柱绝缘子芯体的制造：
401、将步骤二中经界面处理后的环氧绝缘管（1）置于铸压机中，然后向环氧绝缘管（1）内部均匀注射步骤三中所述芯体材料（2），在铸压压力为10MPa～15MPa的条件下将内部注射有芯体材料（2）的环氧绝缘管（1）铸压成型，得到带芯体的环氧绝缘管；
402、将401中所述带芯体的环氧绝缘管置于烘箱中固化，冷却至室温后取出，得到直径不小于150mm的大直径支柱绝缘子芯体成品；所述固化的温度为：先在温度为65℃～75℃的条件下固化2.5h～3.5h，然后在温度为125℃～135℃的条件下固化2.5h～3.5h，最后在温度为160℃～170℃的条件下固化2.0h～3.0h。
2.根据权利要求1所述的一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，其特征在于，步骤一中所述液态环氧树脂为128型液态环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，其特征在于，步骤二中所述环氧绝缘管（1）的内径为120mm～350mm。
4.根据权利要求1所述的一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，其特征在于，步骤二中所述打磨的厚度为0.1mm～0.3mm。
5.根据权利要求1所述的一种大直径支柱绝缘子芯体的制造方法，其特征在于，步骤二中所述环氧树脂涂层的厚度为0.5mm～1.0mm。
6.根据权利要求1所述的环氧玻纤高硅砂芯体填充材料，其特征在于，步骤三中所述高硅砂中SiO2的质量含量为80%～88%。
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