CN108189423B - 复合绝缘管内衬及其制备方法和应用 - Google Patents

复合绝缘管内衬及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种复合绝缘管内衬及其制备方法和应用。该复合绝缘管内衬的制备方法包括：制备改性环氧树脂胶液，改性环氧树脂胶液具有分段固化的性质；将聚酯毡浸渍在改性环氧树脂胶液中；加热浸渍过改性环氧树脂胶液的聚酯毡，进行第一段固化，形成半固化的聚酯毡预浸料；在芯模上缠绕半固化的聚酯毡预浸料，形成聚酯毡内衬。本发明还公开了一种复合绝缘管的制备方法，该制备方法在本发明公开的复合绝缘管内衬的制备方法完成后，还包括：在聚酯毡内衬外缠绕浸渍环氧树脂胶液的纤维体，形成缠绕管；加热缠绕管，进行第二段固化，形成复合绝缘管。本发明公开的复合绝缘管内衬及其制备方法和应用，能够提高复合绝缘管内壁的质量，环保节能。

Description

复合绝缘管内衬及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种输电绝缘设备领域，具体是一种复合绝缘管内衬及其制备方法和应用。
背景技术
空心复合绝缘子除提供机械强度之外，还需具备优异的绝缘性能。因此，空心绝缘子内需填充SF6等绝缘气体。此类气体在遇水气、放电过程中易产生HF酸，产生的HF酸会腐蚀含有硅酸盐成分的玻璃纤维。因而空心绝缘子芯内壁需设置内衬层。该内衬层一般由环氧树脂浸渍聚酯毡形成致密的富树脂层，且要保证内壁平整光滑。若空心绝缘子内壁出现划伤、针孔、花斑等，易对空心绝缘子耐HF酸腐蚀性能和绝缘性能造成影响。
为保证空心绝缘子内壁表面光滑、无针孔、花斑等异常，传统方法是采用高温制衬。传统的高温制衬虽然可以保证产品内壁具有较高的合格率。但由于需要将芯模加热至高温，该高温接近环氧树脂固化剂沸点，环氧树脂胶液会产生大量的挥发物，由于缠绕车间大不方便集中收集处理，从而造成环境污染。同时，将芯模加热至高温位状态，也需耗费大量的能耗。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种复合绝缘管内衬的制备方法，该制备方法能够提高复合绝缘管内衬的质量，且环保节能。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：一种复合绝缘管内衬的制备方法，该制备方法包括：制备改性环氧树脂胶液，该改性环氧树脂胶液具有分段固化的性质；将聚酯毡浸渍在改性环氧树脂胶液中；加热浸渍过改性环氧树脂胶液的聚酯毡，进行第一段固化，形成半固化的聚酯毡预浸料；在芯模上缠绕半固化的聚酯毡预浸料，形成聚酯毡内衬。
上述制备方法，聚酯毡浸渍在改性环氧树脂胶液中这一步骤中，聚酯毡中的气泡已经排除，避免了形成的绝缘管内衬出现针孔、白斑和花斑。同时缠绕芯模为常温，大幅度减少了胶液挥发物。并且芯模无需加热，减少能耗，从而实现了低排放、低能耗。
其中，上述制备改性环氧树脂胶液的步骤包括：在环氧树脂基体中加入酸酐固化剂和胺类固化剂，制备改性环氧树脂胶液。
酸酐固化剂可实现高温固化，胺类固化剂可实现中低温固化剂，将酸酐固化剂和胺类固化剂进行复配，即可实现分段固化。
其中，上述胺类固化剂的质量占上述酸酐固化剂质量的15％至30％。
其中，第一段固化的温度为50℃至80℃。
上述第一段固化温度可以保证改性环氧树脂胶液呈现至半固化状态，即冷却至室温后胶液程无流动性的固体状，同时又可以进行收卷完全。
其中，上述加热浸渍过上述改性环氧树脂胶液的上述聚酯毡的步骤包括：在上述第一段固化处设置挥发气体收集装置。
挥发气体收集装置有助于统一收集第一阶段固化的气体，避免挥发性气体散发入空气中，操作方便，保护环境。
其中，将聚酯毡浸渍在所述改性环氧树脂中的步骤包括：浸渍时采用多个尼龙辊对聚酯毡进行辊压。
上述将聚酯毡浸渍在所述改性环氧树脂中的步骤中采用多个尼龙辊对聚酯毡进行辊压，从而保证聚酯毡中气泡可及时排除。
其中，将聚酯毡浸渍在改性环氧树脂中的步骤包括：加热改性环氧树脂胶液。
上述将聚酯毡浸渍在改性环氧树脂中的步骤中加热改性环氧树脂胶液，使得聚酯毡在浸渍过程中更好的排出气体，使得改性环氧树脂胶液浸渍的更透彻均匀。
进一步地，上述加热的温度为30℃至40℃。
加热温度低于第一段固化的温度，既有助于聚酯毡中气体的排出，又保证改性环氧树脂胶液不会固化，保持流动状态。
其中，芯模的温度为20℃至30℃。
上述芯模的温度保持在常温，制衬时无需加热芯模，减少能耗的同时减少胶液挥发物的排放，节能环保。
本发明的目的之二是提供一种复合绝缘管的制备方法，该制备方法能够提高复合绝缘管内壁的质量，避免内壁出现针孔、白斑和花斑，且环保节能。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：一种复合绝缘管的制备方法，当上述的复合绝缘管内衬的制备方法完成后，还包括：在聚酯毡内衬外缠绕浸渍环氧树脂胶液的纤维体，形成缠绕管；加热缠绕管，进行第二段固化，形成复合绝缘管。
上述复合绝缘管制备方法，在聚酯毡内衬上缠绕纤维体后进行第二段固化。利用上述改性环氧树脂胶液的分段固化特性，在高温固化阶段，改性树脂胶液先融化，与上述环氧树脂胶液充分接触融合，然后再完全固化。使得聚酯毡与缠绕的纤维体充分连接，避免界面问题，增强复合绝缘管的性能。
其中，第二段固化的温度为120℃至160℃。
上述第二段固化的温度与缠绕后的固化温度一致，充分利用改性环氧树脂胶液的分段固化的特性，同时保证缠绕完毕的纤维体能够完全固化。
本发明的目的之三是提供一种复合绝缘管内衬，该绝缘管内衬具有良好的质量，能够保证绝缘管内壁平整光滑，避免内壁出现针孔、白斑和花斑。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：一种复合绝缘管内衬，该复合绝缘管由上述的复合绝缘管内衬的制备方法制得。
本发明的目的之四是提供一种复合绝缘管，该复合绝缘管具有光滑平整的内壁，避免内壁出现针孔、白斑和花斑。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：一种复合绝缘管，该复合绝缘管内设有上述复合绝缘管内衬。
附图说明
图1是本发明复合绝缘管内衬10的制备方法实施例一的流程示意图；
图2是本发明复合绝缘管内衬10的制备方法实施例一中步骤S12的示意图；
图3是本发明复合绝缘管内衬10的制备方法实施例一中步骤S13的示意图；
图4是本发明复合绝缘管内衬10的制备方法实施例一中步骤S14的示意图。
图5是本发明复合绝缘管的制备方法实施例一的流程示意图。
具体实施方式
根据要求，这里将披露本发明的具体实施方式。然而，应当理解的是，这里所披露的实施方式仅仅是本发明的典型例子而已，其可体现为各种形式。因此，这里披露的具体细节不被认为是限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际中任何恰当的方式不同地应用本发明的代表性的基础，包括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能没有明确披露的特征。
复合绝缘管内衬的制备方法实施例一：
如图1至图3所示，本实施例是一种复合绝缘管内衬10的制备方法，该方法包括以下步骤：
S11：制备改性环氧树脂胶液11，改性环氧树脂胶液11具有分段固化的性质；
S12：将聚酯毡12浸渍在改性环氧树脂胶液11中；
S13：加热浸渍过改性环氧树脂胶液11的聚酯毡12，进行第一段固化，形成半固化的聚酯毡预浸料13；
S14：在芯模14上缠绕半固化的聚酯毡预浸料13，形成聚酯毡内衬10。
上述复合绝缘管内衬10的制备方法中，在聚酯毡12浸渍在改性环氧树脂胶液11中的这一步骤中，聚酯毡12中的气泡已经排除，避免形成的绝缘管内衬10出现针孔、白斑和花斑。同时缠绕芯模14为常温，大幅度减少了胶液挥发物的产生。芯模14无需加热，也能够减少能耗，实现了低排放、低能耗。
其中，在步骤S11中，在环氧树脂基体中加入酸酐固化剂和胺类固化剂，制备改性环氧树脂胶液11。
具体地，本实施例中，酸酐固化剂采用甲基四氢苯酐，胺类固化剂采用苄基二甲胺。
需要说明的是，在其他实施例中，酸酐固化剂和胺类固化剂也可以取其他材质，只要能够复配得到具有分段固化特性的改性环氧树脂胶液即可。
其中，在步骤S11中，胺类固化剂的质量占所述酸酐固化剂质量的15％至30％。
具体地，本实施例中，苄基二甲胺的质量占甲基四氢苯酐质量的15％。
需要说明的是，在其他实施例中，当胺类固化剂与酸酐固化剂所取的材料不同时，胺类固化剂的质量占所述酸酐固化剂质量的比值也可以为15％至30％的其他数值。
其中，在步骤S12中，浸渍时采用多个尼龙辊15对聚酯毡12进行辊压。
具体地，如图2所示，本实施例中，改性环氧树脂胶液11放置在胶槽16中。胶槽16中共设置4个尼龙辊15。2个尼龙辊15浸渍在改性环氧树脂胶液11内，且该2个尼龙辊在在横向上位于同一水平线上。
另外2个尼龙辊15设置在改性环氧树脂胶液11的液面上方，且该2个尼龙辊15在横向上位于同一水平线上。2个浸渍在改性环氧树脂胶液11内的尼龙辊15之间的间距，等同于位于改性环氧树脂胶液11液面上方的2个尼龙辊15之间的间距。4个尼龙辊15沿横向间隔设置。
聚酯毡12浸渍改性环氧树脂胶液11时，紧贴于4个尼龙辊15的表面，均匀缓慢移动。尼龙辊15能够对聚酯毡12进行辊压，帮助干燥的聚酯毡12在接触改性环氧树脂胶液11时，及时排除气泡。
需要说明的是，在其他实施例中，尼龙辊不限于4个，且排布位置也不限于本实施例中的形式，可以根据实际需要进行设置。
其中，在步骤S12中，加热改性环氧树脂胶液11。加热的温度为30℃至40℃。
具体地，如图2所示，本实施例中，胶槽16可调节温度。当聚酯毡12浸渍在改性树脂胶液11中时，将胶槽16的温度调节为30℃，以加热改性环氧树脂胶液11。
加热胶槽16内的改性环氧树脂胶液11至30℃，有助于聚酯毡12通过胶槽16时气体的排出。同时该加热温度低于改性环氧树脂胶液11第一段固化所需的温度，保证改性环氧树脂胶液11在该温度下不会固化，处于流动状态。
需要说明的是，在其他实施例中，加热的温度可以为30℃至40℃中其他的温度值。
其中，在步骤S13中，第一段固化的温度为50℃至80℃。
具体地，如图3所示，本实施例中，将步骤S12中浸渍过改性环氧树脂胶液11的聚酯毡12依次通过可控温度的烘箱17，进行第一段固化。第一段固化的温度为80℃。
经过第一段固化之后，聚酯毡12成为半固化状态的聚酯毡预浸料13。当聚酯毡预浸料13冷却至室温之后，浸渍在聚酯毡12内的改性环氧树脂胶液11呈无流动性的固体状。将冷却后的聚酯毡预浸料13收卷起来，用于下一步制备聚酯毡内衬10所用。
需要说明的是，在其他实施例中，第一段固化的温度也可以是50℃至80℃中其他的数值。
其中，在步骤S13中，第一段固化处设置挥发气体收集装置18。
具体地，如图3所示，本实施例中，在第一段固化的烘箱17外部罩设挥发气体收集装置18。挥发气体收集装置18呈矩形，完全将烘箱17罩设在其中。
该装置能够统一收集改性环氧树脂胶液11在第一段固化内产生的挥发性气体。提高气体收集效率，同时避免挥发性气体污染环境。
需要说明的是，在其他实施例中，挥发气体收集装置18也可以是其他结构，如半圆弧形收集装置等，可以根据实际情况作适应性选择。
其中，在步骤S14中，芯模14的温度为20℃至30℃。
具体地，如图4所示，在本实施例中，将半固化的聚酯毡预浸料13缠绕在芯模14上，芯模14的温度为20℃。由于聚酯毡预浸料13已经为半固化状态，因而可以直接在常温的芯模14表面缠绕，制备成聚酯毡内衬10。
传统的缠绕制衬方法中，使用干燥的聚酯毡直接在芯模上制衬。因而需要将芯模加热，从而在制衬时，使得淋浇在干燥聚酯毡上的胶液与聚酯毡很好的融合，尽量排出气体。而本实施例中，预先将聚酯毡12与改性环氧树脂胶液11形成了半固化的聚酯毡预浸料13。因此在芯模14上缠绕制衬时无需加热芯模14即可完成制衬。既减少了排入空气中的挥发性气体，又能减少加热耗能，环保节能。
复合绝缘管内衬的制备方法实施例二：
本实施例中的复合绝缘管内衬的制备方法，与复合绝缘管内衬的制备方法实施例一中的方法步骤基本相同，其中不同之处在于，本实施例中的改性环氧树脂胶液、第一段固化的温度、将聚酯毡浸渍在改性环氧树脂中加热的温度以及芯模的温度与复合绝缘管内衬的制备方法实施例一不同，本实施例中的方法包括以下步骤：
S21：制备改性环氧树脂胶液，改性环氧树脂胶液具有分段固化的性质；
S22：将聚酯毡浸渍在改性环氧树脂胶液中；
S23：加热浸渍过改性环氧树脂胶液的聚酯毡，进行第一段固化，形成半固化的聚酯毡预浸料；
S24：在芯模上缠绕半固化的聚酯毡预浸料，形成聚酯毡内衬。
其中，在步骤S21中，在环氧树脂基体中加入酸酐固化剂和胺类固化剂，制备改性环氧树脂胶液。
具体地，本实施例中，酸酐固化剂采用甲基六氢苯酐，胺类固化剂采用2-乙基-4-甲基咪唑。
需要说明的是，在其他实施例中，酸酐固化剂和胺类固化剂也可以采用其他材质，只要能够复配得到具有分段固化特性的改性环氧树脂胶液即可。
其中，在步骤S21中，胺类固化剂的质量占所述酸酐固化剂质量的15％至30％。
具体地，本实施例中，2-乙基-4-甲基咪唑的质量占甲基六氢苯酐质量的30％。
需要说明的是，在其他实施例中，当胺类固化剂与酸酐固化剂所取的材料不同时，胺类固化剂的质量占所述酸酐固化剂质量的比值也可以为15％至30％的其他数值。
其中，在步骤S22中，加热改性环氧树脂胶液。加热的温度为30℃至40℃。
具体地，本实施例中，胶槽为可调节温度的胶槽。当聚酯毡浸渍在改性树脂胶液中，将胶槽的温度调节为40℃，以加热改性树脂胶液。
需要说明的是，在其他实施例中，加热的温度可以为30℃至40℃中其他的温度值。
其中，在步骤S23中，第一段固化的温度为50℃至80℃。
具体地，本实施例中，将步骤S22中浸渍过改性环氧树脂胶液的聚酯毡依次通过可控温度的烘箱，进行第一段固化。第一段固化的温度为50℃。
需要说明的是，在其他实施例中，第一段固化的温度也可以是50℃至80℃中其他的数值。
其中，在步骤S24中，芯模的温度为20℃至30℃。
具体地，在本实施例中，将半固化的聚酯毡预浸料缠绕在芯模上，芯模的温度为30℃。
复合绝缘管的制备方法实施例一：
本实施例是一种复合绝缘管的制备方法，以复合绝缘管内衬的制备方法实施例一为例，本实施例的制备方法，在上述复合绝缘管内衬的制备方法实施例一中的复合绝缘管内衬制备完成后，包括以下步骤：
S31：在聚酯毡内衬10外缠绕浸渍环氧树脂胶液的纤维体，形成缠绕管；
S32：加热缠绕管，进行第二段固化，形成复合绝缘管。
在聚酯毡内衬10上缠绕纤维体后进行第二段固化。利用改性环氧树脂胶液11的分段固化特性，在进行第二段固化时，改性环氧树脂胶液11先融化，与环氧树脂胶液充分接触融合，然后再完全固化。第二固化阶段使得聚酯毡内衬10与缠绕的纤维体充分连接，避免界面问题，增强复合绝缘管的性能。
其中，在步骤S22中，第二段固化的温度为120℃至160℃。
具体地，本实施例中，第二段固化的温度为120℃。该温度下，改性环氧树脂胶液11能够先融化，与环氧树脂胶液充分接触融合后，再进行固化。从而聚酯毡内衬10能够与缠绕的纤维体充分连接，避免界面问题，增强复合绝缘管的性能。同时，制备得到复合绝缘管也避免了绝缘管内壁可能出现的不平整、划伤、针孔、花斑等问题，改善了复合绝缘管内壁的质量。
需要说明的是，在其他实施例中第二段固化的温度也可以为120℃至160℃中的其他数值。
复合绝缘管的制备方法实施例二：
本实施例中的复合绝缘管的制备方法，与复合绝缘管的制备方法实施例一中的方法步骤基本相同，其中不同之处在于，本实施例中的第二段固化温度与复合绝缘管的制备方法实施例一不同，本实施例中的方法包括以下步骤：
S41：在聚酯毡内衬外缠绕浸渍环氧树脂胶液的纤维体，形成缠绕管；
S42：加热缠绕管，进行第二段固化，形成复合绝缘管。
其中，在步骤S42中，第二段固化的温度为120℃至160℃。
具体地，本实施例中，第二段固化的温度为160℃。
需要说明的是，在其他实施例中第二段固化的温度也可以为120℃至160℃中的其他数值。
复合绝缘管内衬的产品实施例一：
本实施例中的复合绝缘管内衬由复合绝缘管内衬的制备方法实施例一中描述的复合绝缘管内衬的制备方法制得，在此不再赘述。
复合绝缘管内衬的产品实施例二：
本实施例中的复合绝缘管内衬由复合绝缘管内衬的制备方法实施例二中描述的复合绝缘管内衬的制备方法制得，在此不再赘述。
复合绝缘管的产品实施例一：
本实施例中的复合绝缘管内设有复合绝缘管内衬，该复合绝缘管内衬为复合绝缘管内衬的产品实施例一中描述的复合绝缘管内衬，在此不再赘述。
复合绝缘管的产品实施例二：
本实施例中的复合绝缘管内设有复合绝缘管内衬，该复合绝缘管内衬为复合绝缘管内衬的产品实施例二中描述的复合绝缘管内衬，在此不再赘述。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构和材料作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本发明所涉及的技术领域内，并落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种复合绝缘管内衬的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
在环氧树脂基体中加入酸酐固化剂和胺类固化剂，制备改性环氧树脂胶液，所述改性环氧树脂胶液具有分段固化的性质；
将聚酯毡浸渍在所述改性环氧树脂胶液中；
加热浸渍过所述改性环氧树脂胶液的所述聚酯毡，进行第一段固化，形成半固化的聚酯毡预浸料；
在芯模上缠绕所述半固化的聚酯毡预浸料，形成聚酯毡内衬。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胺类固化剂的质量占所述酸酐固化剂质量的15％至30％。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一段固化的温度为50℃至80℃。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加热浸渍过所述改性环氧树脂胶液的所述聚酯毡的步骤包括：在所述第一段固化处设置挥发气体收集装置。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将聚酯毡浸渍在所述改性环氧树脂中的步骤包括：浸渍时采用多个尼龙辊对所述聚酯毡进行辊压。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将聚酯毡浸渍在所述改性环氧树脂中的步骤包括：加热所述改性环氧树脂胶液。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为30℃至40℃。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芯模的温度为20℃至30℃。
9.一种复合绝缘管的制备方法，其特征在于，当权利要求1-8中任一项所述的复合绝缘管内衬的制备方法完成后，还包括：
在所述聚酯毡内衬外缠绕浸渍环氧树脂胶液的纤维体，形成缠绕管；
加热所述缠绕管，进行第二段固化，形成复合绝缘管。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第二段固化的温度为120℃至160℃。
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