CN103612407A - 玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法 - Google Patents

Abstract

玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法。 目前，绝大多数高压断路器绝缘拉杆主体部位绝缘管容易引起隔离开关短路放电故障，影响绝缘拉杆运行可靠性 。 本发明方法包括：将环氧树脂、促进剂、固化剂、增韧剂及辅料混合均匀制成胶液；将经过偶联剂处理过的无稔玄武岩纤维平纹布烘焙，之后切割成纤维布条，之后利用所述的胶液将纤维布条于浸胶；选择 85~90 °之间的缠绕角度，控制缠绕张力为纤维强度的 5%~10% ，控制缠绕速度小于 0.9m/s 进行湿法缠绕，之后经过固化、退火、脱模、后处理、修整加工得到初步缠绕管；涂刷环氧酯漆，并于 120 ℃下烘焙干燥得到绝缘管。 本发明用于 高压断路器绝缘拉杆 。

Description

玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法

技术领域：

本发明涉及一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法。

背景技术：

高压断路器绝缘拉杆主要承担着高低电位隔离和动能传递的角色。高压断路器的绝缘拉杆不但要承担断路器通断过程中的操作力，而且要承受较大的过电压。要求其机械强度满足各种工况的同时也满足整体的电气性能需要；另外绝缘拉杆长期处于SF6 气体及其电弧分解物的污染中，故还应具有良好的耐蚀性。

目前，绝大多数绝缘拉杆主体部位绝缘管是以环氧树脂为基体、无碱玻璃纤维布为增强材料的复合材料，而复合材料的机械性能和电气性能取决于树脂体系、增强材料的性能以及树脂体系和增强材料的界面结合程度。

另外，玻璃璃纤维增强材料弹性模量小脆弱易裂，长期耐温性较弱，防水性较弱湿热环境下易老化，容易导致绝缘拉杆形成缺陷导致局部放电进而引起隔离开关短路放电故障这些都会影响绝缘拉杆运行可靠性。

发明内容：

本发明的目的是提供一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，第一步，将环氧树脂、促进剂、固化剂、增韧剂及辅料混合均匀制成胶液；第二步，将经过偶联剂处理过的无稔玄武岩纤维平纹布烘焙，之后切割成宽度为40mm~100mm的纤维布条，之后利用所述的胶液将纤维布条于浸胶；第三步，选择85~90°之间的缠绕角度，控制缠绕张力为纤维强度的5%~10%，控制缠绕速度小于0.9m/s进行湿法缠绕，之后经过固化、退火、脱模、后处理、修整加工得到初步缠绕管；第四步，涂刷环氧酯漆，并于120℃下烘焙干燥得到绝缘管。

所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的胶液中，环氧树脂的重量份数为100份，促进剂的重量份数为1-1.5，固化剂的重量份数为10-15，增韧剂的重量份数为80-85，辅料的重量份数为1-2；所述的偶联剂的重量份数为1-2。

所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的无稔玄武岩纤维平纹布被切割成宽度为80mm的纤维布条。

所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步湿法缠绕是胶液的黏度为0.35-1Pa·s，所述的胶液凝胶时间大于4小时。

所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第三步固化是选用远红外线加热固化法，固化参数为：80℃下固化1小时，之后于100℃下固化2小时，之后于140℃下固化4小时，之后于160℃下固化4~6小时。

所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步使用的玄武岩纤维平纹布的厚度为0.1-0.2mm，面密度为2.0-3.0g/cm3，单丝直径为4-7μm。

有益效果：

1. 本发明方法制作的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管应用于绝缘拉杆，具有比玻璃钢更加优异的机械强度和介电强度，吸水率低，耐腐蚀性膨胀系数均优于玻璃纤维复合材料。绝缘拉杆要求承担断路器分、合闸过程的操作力，长期高压高温环境影响其机械性能和机械寿命；而玄武岩纤维与环氧树脂之间更好的界面黏结，使得其复合材料拥有更加优异的机械和介电性能从而满足高压开关和高压断路器对绝缘结构件的要求。

玄武岩纤维与环氧树脂有更好的黏结性能，界面结合强度高，其复合材料有更优异的机械性能和介电强度。例如，压缩强度室温可达到117.6MPa，，平行层向介电强度大于25kV/mm,平行层向绝缘电阻≥1.1×10 ¹² Ω，吸水率室温小于0.3%。

 2.本发明提供的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管与传统绝缘管性能对比如下：

试验项目	单位	检验条件	检验结果	同工艺产品9368标准值
					密度 ≥	kg/m3	常温	1.87×103	≥1.6×103
吸水≥	%	常温	0.14	≤0.4
					压缩强度≥	MPa	轴向	174	≥117.6
介质损耗≤	--	50Hz	0.0027	≤0.01
					平行层向绝缘电阻	Ω	常态	1.1×1012	1.0×1010
平行层向耐电压	kV	80kv/5min	不闪络、不发热、不击穿	不闪络、不发热、不击穿

具体实施方式：

实施例1：

一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，第一步，将环氧树脂、促进剂、固化剂、增韧剂及辅料混合均匀制成胶液；第二步，将经过偶联剂处理过的无稔玄武岩纤维平纹布烘焙，之后切割成宽度为40mm~100mm的纤维布条，之后利用所述的胶液将纤维布条于浸胶；第三步，选择85~90°之间的缠绕角度，控制缠绕张力为纤维强度的5%~10%，控制缠绕速度小于0.9m/s进行湿法缠绕，之后经过固化、退火、脱模、后处理、修整加工得到初步缠绕管；第四步，涂刷环氧酯漆，并于120℃下烘焙干燥得到绝缘管。

实施例2：

根据实施例1所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的胶液中，环氧树脂的重量份数为100份，促进剂的重量份数为1-1.5，固化剂的重量份数为10-15，增韧剂的重量份数为80-85，辅料的重量份数为1-2；所述的偶联剂的重量份数为1-2。

实施例3：

根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的无稔玄武岩纤维平纹布被切割成宽度为80mm的纤维布条。

实施例4：

根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步湿法缠绕是胶液的黏度为0.35-1Pa·s，所述的胶液凝胶时间大于4小时。

实施例5：

根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第三步固化是选用远红外线加热固化法，固化参数为：80℃下固化1小时，之后于100℃下固化2小时，之后于140℃下固化4小时，之后于160℃下固化4~6小时。

实施例6：

根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第一步的环氧树脂为E-44环氧树脂，环氧当量是213-244 g·mol-1,环氧值是0.41-0.47mol·（100g）-1,软化点是12-20℃。

实施例7：

根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步使用的玄武岩纤维平纹布的厚度为0.1-0.2mm，面密度为2.0-3.0g/cm3，单丝直径为4-7μm。

实施例8：

根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步使用的偶联剂选为硅烷偶联剂。

实施例9：

根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其适用于高压开关，高压断路器中的绝缘拉杆，主要承担着高低电位隔离和动能传递的角色。高压断路器的绝缘拉杆不但要承担断路器通断过程中的操作力，而且要承受较大的过电压，要求其机械强度满足各种工况的同时也满足整体的电气性能需要。

Claims (6)

1.一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：第一步，将环氧树脂、促进剂、固化剂、增韧剂及辅料混合均匀制成胶液；第二步，将经过偶联剂处理过的无稔玄武岩纤维平纹布烘焙，之后切割成宽度为40mm~100mm的纤维布条，之后利用所述的胶液将纤维布条于浸胶；第三步，选择85~90°之间的缠绕角度，控制缠绕张力为纤维强度的5%~10%，控制缠绕速度小于0.9m/s进行湿法缠绕，之后经过固化、退火、脱模、后处理、修整加工得到初步缠绕管；第四步，涂刷环氧酯漆，并于120℃下烘焙干燥得到绝缘管。

2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的胶液中，环氧树脂的重量份数为100份，促进剂的重量份数为1-1.5，固化剂的重量份数为10-15，增韧剂的重量份数为80-85，辅料的重量份数为1-2；所述的偶联剂的重量份数为1-2。

3.根据权利要求1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的无稔玄武岩纤维平纹布被切割成宽度为80mm的纤维布条。

4.根据权利要求1或2或3所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的第二步湿法缠绕是胶液的黏度为0.35-1Pa·s，所述的胶液凝胶时间大于4小时。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的第三步固化是选用远红外线加热固化法，固化参数为：80℃下固化1小时，之后于100℃下固化2小时，之后于140℃下固化4小时，之后于160℃下固化4~6小时。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的第二步使用的玄武岩纤维平纹布的厚度为0.1-0.2mm，面密度为2.0-3.0g/cm3，单丝直径为4-7μm。