CN106633846A - 一种耐高温强度高的塑料电力金具复合材料及其制作方法 - Google Patents

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余炜
于水
马世虎
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Abstract

本发明公开了一种耐高温强度高的塑料电力金具复合材料，由下列重量份的原料制成：废弃尼龙66塑料100、双酚A型环氧树脂2.2‑2.5、玻璃纤维21‑22、纳米二氧化硅1.2‑1.5、十二烷基苯磺酸钠1.1‑1.4、甲基三丁酮肟基硅烷5‑7、硅藻土19‑22、吐温802‑4、苯丙弹性乳液3‑5、硝酸钾0.2‑0.5，本发明将尼龙经环氧树脂改性后为基体，以改性玻璃纤维为增强材料，将纳米二氧化硅经苯丙弹性乳液接枝改性后添加到材料中，再配伍其他有效成分制得的复合材料较好地解决了磁滞损耗与涡流损耗，具有结构新颖、耐高温强度高、导流性能好、稳定性强、施工安装方便、劳动强度低等优点。

Description

一种耐高温强度高的塑料电力金具复合材料及其制作方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种耐高温强度高的塑料电力金具复合材料及其制作方法。
背景技术
电力金具是连接和组合电力系统中的各类装置，起到传递机械负荷、电气负荷及某种防护作用的金属附件，是电力输送过程中的重要部件。目前主要以无磁性铝合金为主，虽然与以前使用的铁磁性材料相比，对电网节能减排起到一定作用，但是作为金属导体，涡流损耗依然存在，电能损失仍然无法避免，而且铝合金制品必须经过选矿、开采、电解、熔炼等高能耗、高污染工序获得，属于国家限制发展行业，不能满足输电线路的经济需求。用绝缘材料代替金属材料，就可减少涡流损耗，达到更好的节能效果。因而文献《新型塑料电力金具材料的制备及性能研究》以节能减排为目的，开发的新型易加工、可回收的塑料电力金具材料具有重要的实际意义。
文中通过研究玻璃纤维增强尼龙66复合材料的长期耐水解和光、热老化性能，制备满足电力金具要求的玻璃纤维增强尼龙66复合材料。研究表明，玻纤增强PA66 复合材料具有力学性能优良、比重小、电绝缘性能优越和易加工成型等众多优点，但是鉴于金具用于户外高空，使用环境恶劣，而尼龙在长期水、光照和热的作用下易降解，为此，笔者自制功能母粒，改善玻纤增强PA66 材料的长期抗水解和耐老化性能，从而获得满足使用要求的新型塑料电力金具复合材料。
然而由于尼龙的结晶度较高，以及晶粒尺寸的差距，使尼龙结构中存在较多微观缺陷，造成其蠕变性能、尺寸稳定性和缺口冲击强度较差，这些缺点限制了尼龙的应用，因而需要对尼龙加以改性以破坏其分子结构的规整度，降低结晶，而且由于电力金具长期用于户外，环境恶劣，除了要求材料抗水耐老化外，其耐磨性、抗静电、耐电晕防雷击等性能也需要改善。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种耐高温强度高的塑料电力金具复合材料及其制作方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐高温强度高的塑料电力金具复合材料，由下列重量份的原料制成：废弃尼龙66塑料100、双酚A型环氧树脂2.2-2.5、玻璃纤维21-22、纳米二氧化硅1.2-1.5、十二烷基苯磺酸钠1.1-1.4、甲基三丁酮肟基硅烷5-7、硅藻土19-22、吐温802-4、苯丙弹性乳液3-5、硝酸钾0.2-0.5。
所述的一种耐高温强度高的塑料电力金具复合材料的制作方法，包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化硅于810-910℃煅烧处理30-40分钟，冷却至120-130℃加入苯丙弹性乳液超声研磨10-15分钟，烘干得改性纳米二氧化硅；
（2）将硅藻土放入10-15倍质量的质量浓度为8-10%的硝酸钾超声研磨30-40分钟，升温至100-110℃加入吐温80搅拌混匀，冷却喷雾干燥；
（3）将玻璃纤维放入20-30倍质量的质量浓度为25%的双氧水溶液中搅拌混匀，升温至105℃，回流3-6小时，过滤干燥，加入甲基三丁酮肟基硅烷升温至80℃，研磨8-10小时，干燥得改性玻璃纤维；
（4）废弃尼龙66塑料洗净、晾干加热至熔融状态，加入双酚A型环氧树脂、步骤（1）物料高速搅拌30-40分钟得改性尼龙66；
（5）将上述改性尼龙66、步骤（2）物料及其他剩余成分在混合机中混合均匀，经上游喂料口，送入双螺杆挤出机，同时将步骤（3）中改性玻璃纤维经下游喂料口，送入双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，出料。
本发明的优点是：本发明以废弃尼龙66为基体，将尼龙经环氧树脂改性后，尼龙的—HN—CO—基团的活泼氢易与环氧树脂的环氧基作用，形成支链结构，破坏了分子链结构的规整性，从而可有效破坏尼龙的结晶，减少尼龙的内部缺陷，有效抑制尼龙的水解性，提高材料的防水性；以改性玻璃纤维为增强材料，将玻璃纤维改性后，既能有效地润滑玻璃纤维表面，又能将数百根乃至数千根玻纤单丝集成一束，增强复合材料的抗拉强度、抗弯曲及抗剪切强度，还能改变玻纤的表面状态，促进玻璃纤维与尼龙的结合；将纳米二氧化硅经苯丙弹性乳液接枝改性处理后添加到材料中，分散均匀不易团聚，改善了材料的热稳定性，再配伍其他有效成分制得的复合材料较好地解决了磁滞损耗与涡流损耗，具有结构新颖、耐高温强度高、导流性能好、稳定性强、施工安装方便、劳动强度低等优点。
具体实施方式
一种耐高温强度高的塑料电力金具复合材料，由下列重量份的原料制成：废弃尼龙66塑料100、双酚A型环氧树脂2.2、玻璃纤维21、纳米二氧化硅1.2、十二烷基苯磺酸钠1.1、甲基三丁酮肟基硅烷5、硅藻土19、吐温802、苯丙弹性乳液3、硝酸钾0.2。
所述的一种耐高温强度高的塑料电力金具复合材料的制作方法，包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化硅于810-910℃煅烧处理30-40分钟，冷却至120-130℃加入苯丙弹性乳液超声研磨10-15分钟，烘干得改性纳米二氧化硅；
（2）将硅藻土放入10-15倍质量的质量浓度为8-10%的硝酸钾超声研磨30-40分钟，升温至100-110℃加入吐温80搅拌混匀，冷却喷雾干燥；
（3）将玻璃纤维放入20-30倍质量的质量浓度为25%的双氧水溶液中搅拌混匀，升温至105℃，回流3-6小时，过滤干燥，加入甲基三丁酮肟基硅烷升温至80℃，研磨8-10小时，干燥得改性玻璃纤维；
（4）废弃尼龙66塑料洗净、晾干加热至熔融状态，加入双酚A型环氧树脂、步骤（1）物料高速搅拌30-40分钟得改性尼龙66；
（5）将上述改性尼龙66、步骤（2）物料及其他剩余成分在混合机中混合均匀，经上游喂料口，送入双螺杆挤出机，同时将步骤（3）中改性玻璃纤维经下游喂料口，送入双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，出料。
利用本发明制得的塑料电力金具复合材料具有如下技术指标：
（1）冲击强度／kJ·m-2：367；
（2）缺口冲击强度／kJ·m-2：26.7；
（3）压缩强度／MPa：98.7；
（4）拉伸强度／MPa：148.7。

Claims (2)

1.一种耐高温强度高的塑料电力金具复合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：废弃尼龙66塑料100、双酚A型环氧树脂2.2-2.5、玻璃纤维21-22、纳米二氧化硅1.2-1.5、十二烷基苯磺酸钠1.1-1.4、甲基三丁酮肟基硅烷5-7、硅藻土19-22、吐温802-4、苯丙弹性乳液3-5、硝酸钾0.2-0.5。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温强度高的塑料电力金具复合材料的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化硅于810-910℃煅烧处理30-40分钟，冷却至120-130℃加入苯丙弹性乳液超声研磨10-15分钟，烘干得改性纳米二氧化硅；
（2）将硅藻土放入10-15倍质量的质量浓度为8-10%的硝酸钾超声研磨30-40分钟，升温至100-110℃加入吐温80搅拌混匀，冷却喷雾干燥；
（3）将玻璃纤维放入20-30倍质量的质量浓度为25%的双氧水溶液中搅拌混匀，升温至105℃，回流3-6小时，过滤干燥，加入甲基三丁酮肟基硅烷升温至80℃，研磨8-10小时，干燥得改性玻璃纤维；
（4）废弃尼龙66塑料洗净、晾干加热至熔融状态，加入双酚A型环氧树脂、步骤（1）物料高速搅拌30-40分钟得改性尼龙66；
（5）将上述改性尼龙66、步骤（2）物料及其他剩余成分在混合机中混合均匀，经上游喂料口，送入双螺杆挤出机，同时将步骤（3）中改性玻璃纤维经下游喂料口，送入双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，出料。
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