CN105968721A - 一种防闪络多层结构绝缘子及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防闪络多层结构绝缘子及其制备方法，所述防闪络多层结构绝缘子由内部的绝缘子本体、中部的憎水层和外部的防污层组成，其中绝缘子本体材料由以下质量份数组成：玻璃钢50‑70份、丙烯酸树脂15‑25份、葵基三甲氧基硅烷8‑10份、聚氨酯胶粘剂10‑15份、固化剂6‑10份；防污层材料由以下质量份数组成：硅溶胶10‑16份、醋酸乙烯4‑8份、丙烯酸酯4‑8份；憎水层材料由以下质量份数组成：聚硅氧烷粉末8‑10份、珍珠岩6‑9份、正硅酸乙酯12‑15份、二氨基二苯基砜5‑9份，本发明通过熔融、固化、模压、涂料等步骤制成，本发明高压性能好，有效提高闪络电压，热导率低，具有防污层和憎水层，减少了绝缘子表面存留杂质，抗老化性和防腐性具有显著的提升。

Description

一种防闪络多层结构绝缘子及其制备方法
技术领域
本发明涉及架空输电线路绝缘控件领域，具体涉及一种防闪络多层结构绝缘子及其制备方法。
背景技术
绝缘子是一种特殊的绝缘控件，在架空输电线路中起重要作用。早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体，它是为了增加爬电距离的，通常由玻璃或陶瓷制成，就叫绝缘子。绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用，即支持、固定母线与带电导体以及使带电导体间或导体与大地之间有足够的距离和绝缘，绝缘子应具有足够的电气绝缘强度和耐潮湿性能。
传统瓷绝缘子制造工艺复杂，耗能大，产品笨重易碎，抗拉和抗弯强度很差，另外瓷表面具有亲水性，因而抗污闪能力较差。而在潮湿天气情况下，脏污的绝缘子易发生闪络放电，所以必须清扫干净，恢复原有绝缘水平，耗时耗力，因此急需研发电气绝缘度高、耐潮湿性好、抗污闪能力强的绝缘子以满足高压绝缘子的特性要求。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种电气绝缘度高、耐潮湿性好、抗污闪能力强的防闪络多层结构绝缘子。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种防闪络多层结构绝缘子由内部的绝缘子本体、中部的憎水层、外部的防污层三个部分组成，其中绝缘子本体材料由以下质量份数组成：玻璃钢50-70份、丙烯酸树脂15-25份、葵基三甲氧基硅烷8-10份、聚氨酯胶粘剂10-15份、固化剂6-10份；防污层材料由以下质量份数组成：硅溶胶10-16份、醋酸乙烯4-8份、丙烯酸酯4-8 份；憎水层材料由以下质量份数组成：聚硅氧烷粉末8-10份、珍珠岩6-9份、正硅酸乙酯12-15份、二氨基二苯基砜5-9份。
优选的，防闪络多层结构绝缘子由内部的绝缘子本体、中部的憎水层、外部的防污层三个部分组成，其中绝缘子本体材料由以下质量份数组成：玻璃钢60-70份、丙烯酸树脂20-25份、葵基三甲氧基硅烷9-10份、聚氨酯胶粘剂12-15份、固化剂8-10份；防污层材料由以下质量份数组成：硅溶胶13-16份、醋酸乙烯6-8份、丙烯酸酯6-8份；憎水层材料由以下质量份数组成：聚硅氧烷粉末9-10份、珍珠岩8-9份、正硅酸乙酯13-15份、二氨基二苯基砜7-9份。
优选的，内部的绝缘子本体制备步骤如下：
1)按重量份取料，将玻璃钢和丙烯酸树脂粉碎后过140目筛，然后混合均匀为混合料A备用；
2)将混合料A加热至120-140℃，加入葵基三甲氧基硅烷、聚氨酯胶粘剂和固化剂，继续加热至熔融，保持20-30min；
3)将熔融液冷却，固化后粉碎过400目筛，得混合料B；
4)将混合料B注入绝缘子模具中，进行热压，脱模即得绝缘子本体。
优选的，中部的憎水层材料制备步骤如下：
1)按重量份取料，将聚硅氧烷粉末、珍珠岩粉碎后过200目筛，然后混合均匀为混合料C备用；
2)将混合料C加入正硅酸乙酯中搅拌，然后加入二氨基二苯基砜进行搅拌，混合均匀即得憎水层材料。
优选的，外部的防污层材料制备步骤如下：
按重量份取料，将醋酸乙烯和丙烯酸酯均分为5份，交替加入至硅溶胶中，加料间隔为5min，边加边搅拌，即得防污层材料。
优选的，绝缘子制作步骤如下：
1)将憎水层材料均匀涂抹在绝缘子本体上，固化36-48h，放入 真空干燥箱中在120-130℃下干燥1-2h；
2)取出冷却至室温，再将防污层材料均匀涂抹在憎水层上，固化6-8h，放入真空干燥箱中在45-60℃下干燥20-30min即得成品绝缘子。
优选的，内部的绝缘子本体制备步骤3)中熔融液冷却速度为0.5℃/s。
优选的，中部的憎水层材料制备步骤2)中各物料均分为3次添加，以80r/min的速度进行搅拌，每次搅拌均匀后再加料。
采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：丙烯酸树脂与玻璃钢中的环氧树脂发生交联反应，生成的网状结构使得绝缘子本体具有更强的耐腐蚀、抗老化、耐高压性能。绝缘子本体外的憎水层显著提升了绝缘子的防潮湿性能，憎水层上涂抹的防污层以硅溶胶为基体，其耐热温度高，对于瞬间高温具有良好的防护效果，且具有一定的防火性能，同时具有良好的抗污防尘、耐老化的作用。
玻璃钢绝缘子本体制备过程中将熔融液冷却固化后粉碎注模进行热压有利于成分均匀分布，产品结构更加稳定。采用憎水层、防污层双层涂料，污秽落在绝缘子表面时，防污层会先进行一定程度的清理，若出现雷雨，内层的憎水层的排水的同时会协同排污层进行污秽清理，而且涂料后进行热处理使得涂层效果更稳定，当硅溶胶水份蒸发时，胶体粒子牢固地附着在物体表面，粒子间形成硅氧结合，涂料粘附效果更强。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种防闪络多层结构绝缘子由内部的绝缘子本体、中部的憎水层、外部的防污层三个部分组成，其中绝缘子本体材料由以下质量份数组成：玻璃钢65份、丙烯酸树脂15份、葵基三甲氧基硅烷8份、聚氨酯胶粘剂15份、固化剂10份；防污层材料由以下质量份数组成：硅溶胶16份、醋酸乙烯4份、丙烯酸酯6份；憎水层材料由以下质量份数组成：聚硅氧烷粉末10份、珍珠岩7份、正硅酸乙酯13份、二氨基二苯基砜8份。
绝缘子的制备方法，其制备步骤如下：
绝缘子本体制备步骤：
1)按重量份取料，将玻璃钢和丙烯酸树脂粉碎后过140目筛，然后混合均匀为混合料A备用；
2)将混合料A加热至135℃，加入葵基三甲氧基硅烷、聚氨酯胶粘剂和固化剂，继续加热至熔融，保持20min；
3)将熔融液冷却，固化后粉碎过400目筛，得混合料B；
4)将混合料B注入绝缘子模具中，进行热压，脱模即得绝缘子本体。
防污层材料制备步骤：
按重量份取料，将醋酸乙烯和丙烯酸酯均分为5份，交替加入至硅溶胶中，加料间隔为5min，边加边搅拌，即得防污层材料。
憎水层材料制备步骤：
1)按重量份取料，将聚硅氧烷粉末、珍珠岩粉碎后过200目筛，然后混合均匀为混合料C备用；
2)将混合料C加入正硅酸乙酯中搅拌，然后加入二氨基二苯基砜进行搅拌，混合均匀即得憎水层材料。
绝缘子制作步骤：
1)将憎水层材料均匀涂抹在绝缘子本体上，固化40h，放入真 空干燥箱中在125℃下干燥1.5h；
2)取出冷却至室温，再将防污层材料均匀涂抹在憎水层上，固化6.5h，放入真空干燥箱中在50℃下干燥20min即得成品绝缘子。
实施例2：
一种防闪络多层结构绝缘子由内部的绝缘子本体、中部的憎水层、外部的防污层三个部分组成，其中绝缘子本体材料由以下质量份数组成：玻璃钢50份、丙烯酸树脂20份、葵基三甲氧基硅烷9.5份、聚氨酯胶粘剂13份、固化剂8份；防污层材料由以下质量份数组成：硅溶胶15份、醋酸乙烯6份、丙烯酸酯8份；憎水层材料由以下质量份数组成：聚硅氧烷粉末9份、珍珠岩8份、正硅酸乙酯14份、二氨基二苯基砜7份。
绝缘子的制备方法，其制备步骤如下：
绝缘子本体制备步骤：
1)按重量份取料，将玻璃钢和丙烯酸树脂粉碎后过140目筛，然后混合均匀为混合料A备用；
2)将混合料A加热至130℃，加入葵基三甲氧基硅烷、聚氨酯胶粘剂和固化剂，继续加热至熔融，保持30min；
3)将熔融液冷却，固化后粉碎过400目筛，得混合料B；
4)将混合料B注入绝缘子模具中，进行热压，脱模即得绝缘子本体。
防污层材料制备步骤：
按重量份取料，将醋酸乙烯和丙烯酸酯均分为5份，交替加入至硅溶胶中，加料间隔为5min，边加边搅拌，即得防污层材料。
憎水层材料制备步骤：
1)按重量份取料，将聚硅氧烷粉末、珍珠岩粉碎后过200目筛，然后混合均匀为混合料C备用；
2)将混合料C加入正硅酸乙酯中搅拌，然后加入二氨基二苯基 砜进行搅拌，混合均匀即得憎水层材料。
绝缘子制作步骤：
1)将憎水层材料均匀涂抹在绝缘子本体上，固化44h，放入真空干燥箱中在120℃下干燥1.8h；
2)取出冷却至室温，再将防污层材料均匀涂抹在憎水层上，固化6.8h，放入真空干燥箱中在60℃下干燥25min即得成品绝缘子。
实施例3：
一种防闪络多层结构绝缘子由内部的绝缘子本体、中部的憎水层、外部的防污层三个部分组成，其中绝缘子本体材料由以下质量份数组成：玻璃钢58份、丙烯酸树脂18份、葵基三甲氧基硅烷10份、聚氨酯胶粘剂12份、固化剂6份；防污层材料由以下质量份数组成：硅溶胶13份、醋酸乙烯8份、丙烯酸酯5份；憎水层材料由以下质量份数组成：聚硅氧烷粉末8.5份、珍珠岩6份、正硅酸乙酯12份、二氨基二苯基砜9份。
绝缘子的制备方法，其制备步骤如下：
绝缘子本体制备步骤：
1)按重量份取料，将玻璃钢和丙烯酸树脂粉碎后过140目筛，然后混合均匀为混合料A备用；
2)将混合料A加热至140℃，加入葵基三甲氧基硅烷、聚氨酯胶粘剂和固化剂，继续加热至熔融，保持25min；
3)将熔融液冷却，固化后粉碎过400目筛，得混合料B；
4)将混合料B注入绝缘子模具中，进行热压，脱模即得绝缘子本体。
防污层材料制备步骤：
按重量份取料，将醋酸乙烯和丙烯酸酯均分为5份，交替加入至硅溶胶中，加料间隔为5min，边加边搅拌，即得防污层材料。
憎水层材料制备步骤：
1)按重量份取料，将聚硅氧烷粉末、珍珠岩粉碎后过200目筛，然后混合均匀为混合料C备用；
2)将混合料C加入正硅酸乙酯中搅拌，然后加入二氨基二苯基砜进行搅拌，混合均匀即得憎水层材料。
绝缘子制备步骤：
1)将憎水层材料均匀涂抹在绝缘子本体上，固化48h，放入真空干燥箱中在130℃下干燥1.2h；
2)取出冷却至室温，再将防污层材料均匀涂抹在憎水层上，固化6h，放入真空干燥箱中在55℃下干燥28min即得成品绝缘子。
实施例4：
一种防闪络多层结构绝缘子由内部的绝缘子本体、中部的憎水层、外部的防污层三个部分组成，其中绝缘子本体材料由以下质量份数组成：玻璃钢55份、丙烯酸树脂23份、葵基三甲氧基硅烷9份、聚氨酯胶粘剂10份、固化剂6份；防污层材料由以下质量份数组成：硅溶胶10份、醋酸乙烯5份、丙烯酸酯5份；憎水层材料由以下质量份数组成：聚硅氧烷粉末9.5份、珍珠岩9份、正硅酸乙酯15份、二氨基二苯基砜6份。
绝缘子的制备方法，其制备步骤如下：
绝缘子本体制备步骤：
1)按重量份取料，将玻璃钢和丙烯酸树脂粉碎后过140目筛，然后混合均匀为混合料A备用；
2)将混合料A加热至120℃，加入葵基三甲氧基硅烷、聚氨酯胶粘剂和固化剂，继续加热至熔融，保持30min；
3)将熔融液冷却，固化后粉碎过400目筛，得混合料B；
4)将混合料B注入绝缘子模具中，进行热压，脱模即得绝缘子本体。
防污层材料制备步骤：
按重量份取料，将醋酸乙烯和丙烯酸酯均分为5份，交替加入至硅溶胶中，加料间隔为5min，边加边搅拌，即得防污层材料。
憎水层材料制备步骤：
1)按重量份取料，将聚硅氧烷粉末、珍珠岩粉碎后过200目筛，然后混合均匀为混合料C备用；
2)将混合料C加入正硅酸乙酯中搅拌，然后加入二氨基二苯基砜进行搅拌，混合均匀即得憎水层材料。
绝缘子制备步骤：
1)将憎水层材料均匀涂抹在绝缘子本体上，固化36h，放入真空干燥箱中在125℃下干燥1.6h；
2)取出冷却至室温，再将防污层材料均匀涂抹在憎水层上，固化7h，放入真空干燥箱中在45℃下干燥22min即得成品绝缘子。
实施例5：
一种防闪络多层结构绝缘子由内部的绝缘子本体、中部的憎水层、外部的防污层三个部分组成，其中绝缘子本体材料由以下质量份数组成：玻璃钢60份、丙烯酸树脂25份、葵基三甲氧基硅烷8.5份、聚氨酯胶粘剂11份、固化剂7份；防污层材料由以下质量份数组成：硅溶胶12份、醋酸乙烯7份、丙烯酸酯4份；憎水层材料由以下质量份数组成：聚硅氧烷粉末8份、珍珠岩7份、正硅酸乙酯14份、二氨基二苯基砜7份。
绝缘子的制备方法，其制备步骤如下：
绝缘子本体制备步骤：
1)按重量份取料，将玻璃钢和丙烯酸树脂粉碎后过140目筛，然后混合均匀为混合料A备用；
2)将混合料A加热至125℃，加入葵基三甲氧基硅烷、聚氨酯胶粘剂和固化剂，继续加热至熔融，保持28min；
3)将熔融液冷却，固化后粉碎过400目筛，得混合料B；
4)将混合料B注入绝缘子模具中，进行热压，脱模即得绝缘子本体。
防污层材料制备步骤：
按重量份取料，将醋酸乙烯和丙烯酸酯均分为5份，交替加入至硅溶胶中，加料间隔为5min，边加边搅拌，即得防污材涂料。
憎水层材料制备步骤：
1)按重量份取料，将聚硅氧烷粉末、珍珠岩粉碎后过200目筛，然后混合均匀为混合料C备用；
2)将混合料C加入正硅酸乙酯中搅拌，然后加入二氨基二苯基砜进行搅拌，混合均匀即得憎水层材料。
绝缘子制备步骤：
1)将憎水层材料均匀涂抹在绝缘子本体上，固化38h，放入真空干燥箱中在120℃下干燥2h；
2)取出冷却至室温，再将防污层材料均匀涂抹在憎水层上，固化7.5h，放入真空干燥箱中在50℃下干燥30min即得成品绝缘子。
实施例6：
一种防闪络多层结构绝缘子由内部的绝缘子本体、中部的憎水层、外部的防污层三个部分组成，其中绝缘子本体材料由以下质量份数组成：玻璃钢70份、丙烯酸树脂16份、葵基三甲氧基硅烷9份、聚氨酯胶粘剂14份、固化剂9份；防污层材料由以下质量份数组成：硅溶胶13份、醋酸乙烯6份、丙烯酸酯8份；憎水层材料由以下质量份数组成：聚硅氧烷粉末8份、珍珠岩8份、正硅酸乙酯13份、二氨基二苯基砜5份。
绝缘子的制备方法，其制备步骤如下：
绝缘子本体制备步骤：
1)按重量份取料，将玻璃钢和丙烯酸树脂粉碎后过140目筛，然后混合均匀为混合料A备用；
2)将混合料A加热至130℃，加入葵基三甲氧基硅烷、聚氨酯胶粘剂和固化剂，继续加热至熔融，保持22min；
3)将熔融液冷却，固化后粉碎过400目筛，得混合料B；
4)将混合料B注入绝缘子模具中，进行热压，脱模即得绝缘子本体。
防污层材料制备步骤：
按重量份取料，将醋酸乙烯和丙烯酸酯均分为5份，交替加入至硅溶胶中，加料间隔为5min，边加边搅拌，即得防污层材料。
憎水层材料制备步骤：
1)按重量份取料，将聚硅氧烷粉末、珍珠岩粉碎后过200目筛，然后混合均匀为混合料C备用；
2)将混合料C加入正硅酸乙酯中搅拌，然后加入二氨基二苯基砜进行搅拌，混合均匀即得憎水层材料。
绝缘子制备步骤：
1)将憎水层材料均匀涂抹在绝缘子本体上，固化45h，放入真空干燥箱中在130℃下干燥1h；
2)取出冷却至室温，再将防污层材料均匀涂抹在憎水层上，固化8h，放入真空干燥箱中在55℃下干燥26min即得成品绝缘子。
将本发明实施例产品与市场常见的玻璃钢绝缘子进行对比试验，数据如下表：
干闪电压 湿闪电压 击穿电压 绝缘电阻 憎水性
实施例1 410 250 630 620 HC1
实施例2 395 215 580 580 HC2
实施例3 415 225 590 575 HC2
实施例4 435 285 680 600 HC1
实施例5 425 265 650 630 HC1
实施例6 450 310 710 650 HC1
对照组1 250 155 480 430 HC3
对照组2 195 120 415 380 HC3
对照组3 270 180 540 460 HC2
其中电压性能测试设备为750kV工频试验变压器，单位为kV/mm；绝缘电阻性能测试采用5000V兆欧表，单位为MΩ。
从上表可知，本发明实施例制备的绝缘子产品防污闪、防潮湿、电气绝缘等性能较现有绝缘子产品具有了显著的提升，具有推广价值。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种防闪络多层结构绝缘子，其特征在于，所述防闪络多层结构绝缘子由内部的绝缘子本体、中部的憎水层、外部的防污层三个部分组成，所述绝缘子本体材料由以下质量份数组成：玻璃钢50-70份、丙烯酸树脂15-25份、葵基三甲氧基硅烷8-10份、聚氨酯胶粘剂10-15份、固化剂6-10份；所述防污层材料由以下质量份数组成：硅溶胶10-16份、醋酸乙烯4-8份、丙烯酸酯4-8份；所述憎水层材料由以下质量份数组成：聚硅氧烷粉末8-10份、珍珠岩6-9份、正硅酸乙酯12-15份、二氨基二苯基砜5-9份。
2.根据权利要求1所述的防闪络多层结构绝缘子，其特征在于，内部绝缘子本体制备步骤如下：
1)按重量份取料，将玻璃钢和丙烯酸树脂粉碎后过140目筛，然后混合均匀为混合料A备用；
2)将混合料A加热至120-140℃，加入葵基三甲氧基硅烷、聚氨酯胶粘剂和固化剂，继续加热至熔融，保持20-30min；
3)将熔融液冷却，固化后粉碎过400目筛，得混合料B；
4)将混合料B注入绝缘子模具中，进行热压，脱模即得绝缘子本体。
3.根据权利要求1所述的防闪络多层结构绝缘子，其特征在于，中部的憎水层材料制备步骤如下：
1)按重量份取料，将聚硅氧烷粉末、珍珠岩粉碎后过200目筛，然后混合均匀为混合料C备用；
2)将混合料C加入正硅酸乙酯中搅拌，然后加入二氨基二苯基砜进行搅拌，混合均匀即得憎水层材料。
4.根据权利要求1所述的防闪络多层结构绝缘子，其特征在于，外部的防污层材料制备步骤如下：
按重量份取料，将醋酸乙烯和丙烯酸酯均分为5份，交替加入至硅溶胶中，加料间隔为5min，边加边搅拌，即得防污层材料。
5.根据权利要求2、3、4所述的任意一种防闪络多层结构绝缘子，其特征在于，绝缘子制作步骤如下：
1)将憎水层材料均匀涂抹在绝缘子本体上，固化36-48h，放入真空干燥箱中在120-130℃下干燥1-2h；
2)取出冷却至室温，再将防污层材料均匀涂抹在憎水层上，固化6-8h，放入真空干燥箱中在45-60℃下干燥20-30min即得成品绝缘子。
6.根据权利要求2所述的防闪络多层结构绝缘子，其特征在于：所述制备步骤3)中熔融液冷却速度为0.5℃/s。
7.根据权利要求3所述的防闪络多层结构绝缘子，其特征在于：所述制备步骤2)中各物料均分为3次添加，以80r/min的速度进行搅拌，每次搅拌均匀后再加料。
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