CN109988416A - 一种特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒及其制备方法 - Google Patents

一种特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒及其制备方法 Download PDF

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吴兆峰
杨红军
田正波
甘银银
马建国
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State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
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XIANGYANG GUOWANG COMPOSITE INSULATORS CO Ltd
State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
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Abstract

一种特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒及其制备方法，本发明通过注射拉挤成型使连续无碱玻璃纤维无捻粗纱以及通过均匀浸渍而形成在该连续玻璃纤维无捻粗纱周围的聚氨酯树脂在经过一定加热温度的拉挤成型模具后形成一个所需尺寸的特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒。与现有技术相比，本发明的有益效果是：制造成本低、具有较高的性价比、生产效率高,具有优异的机械、热及热老化性能、具有良好耐磨性、高韧性和耐老化性能。解决了现有技术中的特高压复合绝缘子由于环氧玻纤芯棒韧性及扭转、抗剪较差不能用于耐张串及其生产效率较低的问题。

Description

一种特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种特高压输电线路的复合绝缘子用复合芯棒。
背景技术
特高压输电线路由于输送容量及导线表面场强控制要求，一般都选用截面较大的导线，截面大意味着导线重量大，即特高压复合绝缘子也将承受更大的机械负荷,而复合绝缘子机械负荷主要由复合芯棒承受。目前复合绝缘子用芯棒主要为玻璃纤维浸润环氧树脂拉挤成型, 从材料上看，环氧树脂基体脆性较大，韧性不足；且由于拉挤芯棒属于单向增强,虽然芯棒沿纤维轴向拉伸强度很高,但径向弯曲、扭转、剪切、冲击强度较差，不能用于耐张串，且生产效率较低，现有的复合绝缘子用芯棒的这一特点大大限制了复合绝缘子的应用领域，无法满足我国特高压电网建设的要求。韧性及扭转、抗剪较差不能用于耐张串及其生产效率较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足提供一种具有良好耐磨性、高韧性和耐老化性能的特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒。
本发明的目的还在于提供上述特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒的制备方法。
本发明的技术方案在于包括以下步骤：
步骤1）用偶联剂将无碱玻璃纤维进行表面处理得到连续玻璃纤维无捻粗纱；
步骤2）将步骤1）处理后的连续玻璃纤维无捻粗纱送入预成型模具，并通过加入聚氨酯树脂，使连续玻璃纤维无捻粗纱与聚氨酯树脂充分浸渍，使该连续玻璃纤维无捻粗纱周围形成聚氨酯树脂结构层；
步骤3）将步骤2）处理后的连续玻璃纤维无捻粗纱经过拉挤工艺，得到特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒。
本发明所述偶联剂为硅烷偶联剂。
本发明所述聚氨酯树脂为聚氨酯丙烯酸酯（PUA）型改性聚氨酯树脂。
本发明所述无碱玻璃纤维为9600Tex无碱无捻玻纤粗纱。
本发明所述聚氨酯树脂与无碱玻璃纤维质量比为20%（±3%）：80%。
本发明通过硅烷偶联剂处理后的玻璃纤维可与聚氨酯树脂形成良好的浸润界面，采取聚氨酯丙烯酸酯是由于其粘度低（保证纤维良好浸渍），胶凝时间长（方便启停），聚合迅速（提高成型速度），表面光洁度良好等，可以把传统的敞式树脂槽取消，代之以树脂注射系统，以适应改性聚氨酯更快的胶凝时间。 同时通过控制树脂与纤维的质量比可以最大限度在保证强度的同时降低生产成本。
本发明通过注射拉挤成型使连续无碱玻璃纤维无捻粗纱以及通过均匀浸渍而形成在该连续玻璃纤维无捻粗纱周围的聚氨酯树脂在经过一定加热温度的拉挤成型模具后形成一个所需尺寸的特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒。与现有技术相比，本发明的有益效果是：制造成本低、具有较高的性价比、生产效率高,具有优异的机械、热及热老化性能，具有良好耐磨性、高韧性和耐老化性能。
具体实施方式
实施例
本发明制备包括如下步骤：
步骤1：用偶联剂对连续玻璃纤维无捻粗纱进行预处理，在处理过程中以超声波装置进行处理，确保浸润均匀、分散，达到良好的表面处理效果；
步骤2：将步骤1处理后的连续玻璃纤维无捻粗纱送入预成型模具，并通过注射泵送入聚氨酯树脂，使玻璃纤维与其充分浸渍，使该连续玻璃纤维无捻粗纱周围形成聚氨酯树脂结构；
步骤3：将该连续玻璃纤维无捻粗纱经过拉挤工艺，最后得到所述复合芯棒。
在处理过程中，对环境限定了严格的要求。而在玻璃纤维表面改性及浸渍过程中，应用了超声波技术，以保证材料混合及浸渍充分均匀、分散、充实，确保纤维复合芯棒达到要求。本发明制造的纤维复合芯棒，与常规环氧玻纤复合芯棒相比，具有较高的性价比。
步骤1获得的连续玻璃纤维无捻粗纱烘干后被送入预成型注射模，聚氨酯树脂通过注射泵压入预成型注射模，使玻璃纤维与聚氨酯树脂充分浸渍，在连续玻璃纤维无捻粗纱的外部形成聚氨酯树脂层。
步骤1得到的连续玻璃纤维无捻粗纱，进入预成型区。在这一区域，采用常温控制。
步骤3中所述的传统拉挤工艺主要包括拉挤、固化、牵引、切割等工序。

Claims (6)

1.一种特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1）用偶联剂将无碱玻璃纤维进行表面处理得到连续玻璃纤维无捻粗纱；
步骤2）将步骤1）处理后的连续玻璃纤维无捻粗纱送入预成型模具，并通过加入聚氨酯树脂，使连续玻璃纤维无捻粗纱与聚氨酯树脂充分浸渍，使该连续玻璃纤维无捻粗纱周围形成聚氨酯树脂结构层；
步骤3）将步骤2）处理后的连续玻璃纤维无捻粗纱经过拉挤工艺，得到特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒。
2.根据权利要求1所述的一种特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒的制备方法，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。
3.根据权利要求1所述的一种特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯树脂为聚氨酯丙烯酸酯（PUA）型改性聚氨酯树脂。
4.根据权利要求1所述的一种特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒的制备方法，其特征在于：所述无碱玻璃纤维为9600Tex无碱无捻玻纤粗纱。
5.根据权利要求1所述的一种特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯树脂与无碱玻璃纤维质量比为20%（±3%）：80%。
6.一种权利要求1所述特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒的制备方法所生产的特高压复合绝缘子用聚氨酯玻纤芯棒。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114834077A (zh) * 2022-04-24 2022-08-02 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 轻质绝缘复合芯体棒及其制备方法

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