CN105711033B - 一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法 - Google Patents

一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，包括以下步骤：一、将纤维纱线经过第一集纱板排列并分成三部分，沿纤维纱线的牵引方向设置；二、分别向第一注胶罐、第二注胶罐和第三注胶罐中加入胶液；三、将第一注射模具、第二注射模具和第三注射模具加热后保温；四、牵引纤维纱线，注射胶液，出模后得到直径为220mm～240mm的大直径单芯注射拉挤棒。本发明采用多模具组合多次注射连续拉挤成型，从中心沿半径方向按照半径递增模式分次注射，分别控温最终实现产品的连续生产，在不同的注射区域内分阶段控温，控制树脂在不同的注射阶段处于不同的交联状态，最终实现连续成型。

Description

一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法
技术领域
本发明属于大直径复合绝缘子用芯棒制备技术领域，具体涉及一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法。
背景技术
随着输变电800kV、1100kV以上特高压等级的发展，为了确保输变电的可靠性，支柱复合绝缘子在设计上从过去的几米高已经逐步发展到十几米甚至更高，复合绝缘子芯棒的直径尺寸要求也在不断增大。
目前，支柱复合绝缘子中大直径复合绝缘子用芯棒多采用多个芯棒按一定规律进行组合排布注射成型，例如申请号为201510340781.3的中国专利公开的多芯组合芯棒由多根单芯芯棒集束组合后，再采用胶液注射成型而成。或者中心采用一支直径大于Φ90mm芯棒通过多次缠绕成型固化而成。然而这两种生产工艺只适用于定长尺寸的产品生产且生产周期均较长。
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，提供一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法。该方法采用多模具组合多次注射连续拉挤成型，从中心沿半径方向按照半径递增模式分次注射，分别控温最终实现产品的连续生产，在不同的注射区域内分阶段控温，控制树脂在不同的注射阶段处于不同的交联状态，最终实现连续成型，克服了传统的拉挤过程中在树脂反应前期热量无法有效导入产品中心，反应过程中反应热量又无法有效导出到模具表面而造成的产品从中心到截面外圆无法实现同步固化而造成的性能缺陷，尤其是直径大于150mm的芯棒。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将纤维纱线经过第一集纱板排列并分成三部分，沿纤维纱线的牵引方向，第一部分纤维纱线依次通过第一注射模具、第二集纱板、第二注射模具、第三集纱板和第三注射模具，第二部分纤维纱线依次通过第二集纱板、第二注射模具、第三集纱板和第三注射模具，第三部分纤维纱线依次通过第三集纱板和第三注射模具；所述第一注射模具的内径为100mm～120mm，第二注射模具的内径为170mm～190mm，第三注射模具的内径为220mm～240mm；
步骤二、分别向第一注胶罐、第二注胶罐和第三注胶罐中加入胶液，所述第一注胶罐与第一注射模具相连通，第二注胶罐与第二注射模具相连通，第三注胶罐与第三注射模具相连通；所述第三注射模具沿纤维纱线的牵引方向依次分为前区、中区和后区三个温区；
步骤三、将第一注射模具加热至90℃～110℃后保温，将第二注射模具加热至120℃～130℃后保温，对第三注射模具进行加热后保温使第三注射模具的前区温度为120℃～130℃，中区温度为140℃～150℃，后区温度为160℃～170℃；
步骤四、以3cm/min～5cm/min的速度牵引纤维纱线，同时通过第一注胶罐向第一注射模具中注射胶液，通过第二注胶罐向第二注射模具中注射胶液，通过第三注胶罐向第三注射模具中注射胶液，出模后得到直径为220mm～240mm的大直径单芯注射拉挤棒。
上述的一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，步骤一中所述第二注射模具的内径比第一注射模具的内径大60mm～80mm。
上述的一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，步骤一中所述第一注射模具的长度为40cm～60cm，第二注射模具的长度为90cm～110cm，第三注射模具的长度为130cm～150cm。
上述的一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，步骤一中所述第一注射模具与第二注射模具之间的间距和第二注射模具与第三注射模具之间的间距均不大于100cm～150cm。
上述的一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，步骤一中所述纤维纱线为E玻璃纤维粗纱、S高强度玻璃纤维粗纱或耐酸玻璃纤维粗纱。
上述的一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，步骤二中所述胶液由以下重量份的原料混合均匀制成：双酚A环氧树脂100份，液态酸酐75～90份，促进剂1～2份，脱模剂0.8～1.5份。
上述的一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，所述液态酸酐为甲基四氢苯酐、甲基那迪克酸酐或甲基六氢苯酐。
上述的一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，所述促进剂为DMP-30促进剂或二甲基苄胺，脱模剂为硬脂酸锌或聚硅酮。
所述重量份可以为克、两、斤、公斤、吨等重量计量单位。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用多模具组合多次注射连续拉挤成型，从中心沿半径方向按照半径递增模式分次注射，分别控温最终实现产品的连续生产，在不同的注射区域内分阶段控温，控制树脂在不同的注射阶段处于不同的交联状态，最终实现连续成型，克服了传统的拉挤过程中在树脂反应前期热量无法有效导入产品中心，反应过程中反应热量又无法有效导出到模具表面而造成的产品从中心到截面外圆无法实现同步固化而造成的性能缺陷，尤其是直径大于150mm的芯棒，并且对芯棒的尺寸没有限定。
2、本发明通过合理的模具温度控制实现分段加热缓慢放热，使得芯棒在截面尺寸递增过程中达到不同胶凝固化状态，将树脂胶液的状态变化过程与注射拉挤过程有效结合，实现了多次注射一次成型的生产模式。
3、采用本发明的方法制作的大直径单芯注射拉挤棒性能优良，符合绝缘子芯棒的要求。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明制作大直径单芯注射拉挤棒采用的设备的结构示意图。附图标记说明：
1—纱架区； 2—第一集纱板； 3—第一注射模具；
4—第二集纱板； 5—第二注射模具； 6—第三集纱板；
7—第三注射模具； 8—纤维纱线； 9—牵引机；
10—第一注胶罐； 11—第二注胶罐； 12—第三注胶罐。
具体实施方式
实施例1
本实施例的大直径单芯注射拉挤棒的制作方法包括以下步骤：
步骤一、将纱架区1的纤维纱线8经过第一集纱板2排列并分成三部分，沿纤维纱线8的牵引方向，第一部分纤维纱线依次通过第一注射模具3、第二集纱板4、第二注射模具5、第三集纱板6和第三注射模具7后与牵引机9连接，第二部分纤维纱线依次通过第二集纱板4、第二注射模具5、第三集纱板6和第三注射模具7后与牵引机9连接，第三部分纤维纱线依次通过第三集纱板6和第三注射模具7后与牵引机9连接；所述第一注射模具3的内径为100mm，长度为40cm，第二注射模具5的内径为170mm，长度为90cm，第三注射模具7的内径为220mm，长度为130cm；所述第一注射模具3与第二注射模具5之间的间距和第二注射模具5与第三注射模具7之间的间距均100cm；所述纤维纱线为E玻璃纤维粗纱；
步骤二、分别向第一注胶罐10、第二注胶罐11和第三注胶罐12中加入胶液，所述第一注胶罐10与第一注射模具3相连通，第二注胶罐11与第二注射模具5相连通，第三注胶罐12与第三注射模具7相连通；所述第三注射模具7沿纤维纱线的牵引方向依次分为前区、中区和后区三个温区；所述胶液由以下重量份的原料混合均匀制成：双酚A环氧树脂100份，液态酸酐75份，促进剂2份，脱模剂0.8份，所述重量份可以为克、两、斤、公斤、吨等重量计量单位；所述液态酸酐为甲基四氢苯酐；所述促进剂为DMP-30促进剂，脱模剂为硬脂酸锌；
步骤三、将第一注射模具3加热至90℃后保温，将第二注射模具5加热至120℃后保温，对第三注射模具7进行加热后保温使第三注射模具7的前区温度为120℃，中区温度为140℃，后区温度为160℃；
步骤四、开启牵引机9，以3cm/min的速度牵引纤维纱线8，同时通过第一注胶罐10向第一注射模具3中注射胶液，通过第二注胶罐11向第二注射模具5中注射胶液，通过第三注胶罐12向第三注射模具7中注射胶液，第一部分纤维纱线通过第一注射模具3进行注射拉挤形成直径为100mm的一次注射拉挤棒，一次注射拉挤棒与第二部分纤维纱线通过第二注射模具5进行注射拉挤形成直径为170mm的二次注射拉挤棒，二次注射拉挤棒与第三部分纤维纱线通过第三注射模具7进行注射拉挤，出模后得到直径为220mm的大直径单芯注射拉挤棒，出模时产品的巴氏硬度为65巴左右。
实施例2
本实施例的大直径单芯注射拉挤棒的制作方法包括以下步骤：
步骤一、将纱架区1的纤维纱线8经过第一集纱板2排列并分成三部分，沿纤维纱线8的牵引方向，第一部分纤维纱线依次通过第一注射模具3、第二集纱板4、第二注射模具5、第三集纱板6和第三注射模具7后与牵引机9连接，第二部分纤维纱线依次通过第二集纱板4、第二注射模具5、第三集纱板6和第三注射模具7后与牵引机9连接，第三部分纤维纱线依次通过第三集纱板6和第三注射模具7后与牵引机9连接；所述第一注射模具3的内径为120mm，长度为50cm，第二注射模具5的内径为180mm，长度为100cm，第三注射模具7的内径为240mm，长度为150cm；所述第一注射模具3与第二注射模具5之间的间距和第二注射模具5与第三注射模具7之间的间距均150cm；所述纤维纱线为S高强度玻璃纤维粗纱；
步骤二、分别向第一注胶罐10、第二注胶罐11和第三注胶罐12中加入胶液，所述第一注胶罐10与第一注射模具3相连通，第二注胶罐11与第二注射模具5相连通，第三注胶罐12与第三注射模具7相连通；所述第三注射模具7沿纤维纱线的牵引方向依次分为前区、中区和后区三个温区；所述胶液由以下重量份的原料混合均匀制成：双酚A环氧树脂100份，液态酸酐90份，促进剂1份，脱模剂1.5份，所述重量份可以为克、两、斤、公斤、吨等重量计量单位；所述液态酸酐为甲基六氢苯酐；所述促进剂为二甲基苄胺，脱模剂为聚硅酮；
步骤三、将第一注射模具3加热至100℃后保温，将第二注射模具5加热至130℃后保温，对第三注射模具7进行加热后保温使第三注射模具7的前区温度为125℃，中区温度为145℃，后区温度为165℃；
步骤四、开启牵引机9，以4cm/min的速度牵引纤维纱线8，同时通过第一注胶罐10向第一注射模具3中注射胶液，通过第二注胶罐11向第二注射模具5中注射胶液，通过第三注胶罐12向第三注射模具7中注射胶液，第一部分纤维纱线通过第一注射模具3进行注射拉挤形成直径为120mm的一次注射拉挤棒，一次注射拉挤棒与第二部分纤维纱线通过第二注射模具5进行注射拉挤形成直径为180mm的二次注射拉挤棒，二次注射拉挤棒与第三部分纤维纱线通过第三注射模具7进行注射拉挤，出模后得到直径为240mm的大直径单芯注射拉挤棒，出模时产品的巴氏硬度为75巴左右。
实施例3
本实施例的大直径单芯注射拉挤棒的制作方法包括以下步骤：
步骤一、将纱架区1的纤维纱线8经过第一集纱板2排列并分成三部分，沿纤维纱线8的牵引方向，第一部分纤维纱线依次通过第一注射模具3、第二集纱板4、第二注射模具5、第三集纱板6和第三注射模具7后与牵引机9连接，第二部分纤维纱线依次通过第二集纱板4、第二注射模具5、第三集纱板6和第三注射模具7后与牵引机9连接，第三部分纤维纱线依次通过第三集纱板6和第三注射模具7后与牵引机9连接；所述第一注射模具3的内径为110mm，长度为60cm，第二注射模具5的内径为190mm，长度为110cm，第三注射模具7的内径为230mm，长度为140cm；所述第一注射模具3与第二注射模具5之间的间距和第二注射模具5与第三注射模具7之间的间距均130cm；所述纤维纱线为耐酸玻璃纤维粗纱；
步骤二、分别向第一注胶罐10、第二注胶罐11和第三注胶罐12中加入胶液，所述第一注胶罐10与第一注射模具3相连通，第二注胶罐11与第二注射模具5相连通，第三注胶罐12与第三注射模具7相连通；所述第三注射模具7沿纤维纱线的牵引方向依次分为前区、中区和后区三个温区；所述胶液由以下重量份的原料混合均匀制成：双酚A环氧树脂100份，液态酸酐80份，促进剂1.5份，脱模剂1.2份，所述重量份可以为克、两、斤、公斤、吨等重量计量单位；所述液态酸酐为甲基那迪克酸酐；所述促进剂为DMP-30促进剂，脱模剂为聚硅酮；
步骤三、将第一注射模具3加热至110℃后保温，将第二注射模具5加热至125℃后保温，对第三注射模具7进行加热后保温使第三注射模具7的前区温度为130℃，中区温度为150℃，后区温度为170℃；
步骤四、开启牵引机9，以5cm/min的速度牵引纤维纱线8，同时通过第一注胶罐10向第一注射模具3中注射胶液，通过第二注胶罐11向第二注射模具5中注射胶液，通过第三注胶罐12向第三注射模具7中注射胶液，第一部分纤维纱线通过第一注射模具3进行注射拉挤形成直径为110mm的一次注射拉挤棒，一次注射拉挤棒与第二部分纤维纱线通过第二注射模具5进行注射拉挤形成直径为190mm的二次注射拉挤棒，二次注射拉挤棒与第三部分纤维纱线通过第三注射模具7进行注射拉挤，出模后得到直径为230mm的大直径单芯注射拉挤棒，出模时产品的巴氏硬度为70巴左右。
对本发明实施例1至实施例3制作的大直径单芯注射拉挤棒的性能进行检测，结果见下表。
表1实施例1至实施例3制作的大直径单芯注射拉挤棒的性能参数
性能 绝缘子芯棒要求 实施例1 实施例2 实施例3
密度 ＞2.0g/cm3 2.15g/cm3 2.10g/cm3 2.10g/cm3
吸红试验 15min不渗透 合格 合格 合格
吸水率 ＜0.5％ 0.3％ 0.35％ 0.33％
交流击穿强度 ＞30KV/cm 32KV/cm 31KV/cm 32KV/cm
体积电阻率Ωm ≥1010 5.7×1012 5.7×1012 5.7×1012
水扩散试验 ＜1mA 275μA 275μA 275μA
弯曲强度 ＞800MPa 1125MPa 1150MPa 1130MPa
拉伸强度 ＞1000MPa 1100MPa 1120MPa 1135MPa
从表中可以看出，本发明制作的大直径单芯注射拉挤棒性能优良，符合绝缘子芯棒的要求。
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)

1.一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将纤维纱线经过第一集纱板排列并分成三部分，沿纤维纱线的牵引方向，第一部分纤维纱线依次通过第一注射模具、第二集纱板、第二注射模具、第三集纱板和第三注射模具，第二部分纤维纱线依次通过第二集纱板、第二注射模具、第三集纱板和第三注射模具，第三部分纤维纱线依次通过第三集纱板和第三注射模具；所述第一注射模具的内径为100mm～120mm，第二注射模具的内径为170mm～190mm，第三注射模具的内径为220mm～240mm；所述纤维纱线为E玻璃纤维粗纱、S高强度玻璃纤维粗纱或耐酸玻璃纤维粗纱；
步骤二、分别向第一注胶罐、第二注胶罐和第三注胶罐中加入胶液，所述第一注胶罐与第一注射模具相连通，第二注胶罐与第二注射模具相连通，第三注胶罐与第三注射模具相连通；所述第三注射模具沿纤维纱线的牵引方向依次分为前区、中区和后区三个温区；所述胶液由以下重量份的原料混合均匀制成：双酚A环氧树脂100份，液态酸酐75～90份，促进剂1～2份，脱模剂0.8～1.5份；
步骤三、将第一注射模具加热至90℃～110℃后保温，将第二注射模具加热至120℃～130℃后保温，对第三注射模具进行加热后保温使第三注射模具的前区温度为120℃～130℃，中区温度为140℃～150℃，后区温度为160℃～170℃；
步骤四、以3cm/min～5cm/min的速度牵引纤维纱线，同时通过第一注胶罐向第一注射模具中注射胶液，通过第二注胶罐向第二注射模具中注射胶液，通过第三注胶罐向第三注射模具中注射胶液，出模后得到直径为220mm～240mm的大直径单芯注射拉挤棒。
2.根据权利要求1所述的一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，步骤一中所述第二注射模具的内径比第一注射模具的内径大60mm～80mm。
3.根据权利要求1所述的一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，步骤一中所述第一注射模具的长度为40cm～60cm，第二注射模具的长度为90cm～110cm，第三注射模具的长度为130cm～150cm。
4.根据权利要求1所述的一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，步骤一中所述第一注射模具与第二注射模具之间的间距和第二注射模具与第三注射模具之间的间距均为100cm～150cm。
5.根据权利要求1所述的一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，步骤二中所述液态酸酐为甲基四氢苯酐、甲基那迪克酸酐或甲基六氢苯酐。
6.根据权利要求1所述的一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法，其特征在于，步骤二中所述促进剂为DMP-30促进剂或二甲基苄胺，脱模剂为硬脂酸锌或聚硅酮。
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