CN110931185B - 一种高强度柱式绝缘子的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：步骤一，原料的称取：田晶石40‑60份、改性玻璃纤维30‑50份、硅化钴5‑10份、硅化镍4‑8份、二氧化硅助剂5‑10份、聚乙烯2‑6份。本发明柱式绝缘子采用的原料之间相互搭配，相互协配，可使材料在高压下仍具有很强的强度性能，改性玻璃纤维经过改性后与原料的配比效果更好，二氧化硅助剂经过改性后不仅活性高，在材料中提高原料之间的接触效果，同时经过介电改性液处理后，能够明显绝缘子的介电性能，加入的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯能够进一步的提高材料的介电性能，进而使绝缘子性能更加完善。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘子技术领域，具体涉及一种高强度柱式绝缘子的制备方法。
背景技术
高压线路柱式瓷绝缘子线路柱式绝缘子是由永久地胶装在金属底座上，有时还有一个帽的一个或多个绝缘件组成的一种钢性绝缘子，并可用装在金属底座上的双头螺栓或一个或几个螺栓钢性地安装在支持结构上。用于标称电压高于1000V，频率不大于100Hz，海拔不超过1000m，普通地区和中、重污秽地区的交流电力线路中绝缘和支持导线用，其安装地点的环境温度在-40℃～+40℃之间。线路柱式绝缘子可代替针式绝缘子，针式绝缘子属B型绝缘子，运行中容易产生击穿、损坏现象，钢化玻璃绝缘子此时会自破，而瓷绝缘子不会自破。
现有技术中的柱式绝缘子长期在高电压下，强度性能会显著下降，进而限制了绝缘子的使用效果。
中国专利文献CN108034216A公开了一种增加爬电距离的柱式绝缘子，包括绝缘子本体，绝缘子本体组分按重量份数包括聚碳酸树脂20-40份、增塑剂10-20份、氢氧化铝5-15份、陶土4-12份、高岭土3-9份、微晶蜡2-8份、防老剂RD1-4份、氢氧化镁4-10份、气相二氧化硅5-12份、膨胀石墨2-6份、白云母10-20份、硅微粉3-12份、田晶石4-12份、聚二甲基硅氧烷4-10份、BIPB交联剂8-16份，该原料较为常规，长期在高电压下，强度性能会降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度柱式绝缘子的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，原料的称取：田晶石40-60份、改性玻璃纤维30-50份、硅化钴5-10份、硅化镍4-8份、二氧化硅助剂5-10份、聚乙烯2-6份；
步骤二，原料的共混：将步骤一中的原料先高速搅拌20-30min，高速搅拌的转速为1000-1500r/min，然后在低速搅拌，低速搅拌的转速为200-400r/min，搅拌时间为55-65min，得到共混初料；
步骤三，共混初料的预处理：将步骤三中的共混初料先送入到质子辐照箱中进行辐照20-30min，辐照功率为100W，辐照结束，再送入烘箱中加热处理20-30min，加热处理的温度为55-65℃；
步骤四，煅烧处理：将步骤三中的原料置于煅烧炉中进行煅烧，煅烧温度为15-25min，煅烧温度为1000-1500℃，然后采用热压处理10-20min，热压压力为20MPa，然后再二次煅烧，二次煅烧结束，得到本发明的高强度柱式绝缘子。
优选地，所述步骤一中改性玻璃纤维的改性方法为：将玻璃纤维进行油浴处理，油浴温度为110-150℃，然后水洗，再采用冷冻辐照处理，最后置于海藻酸钠溶液中超分散1-2h，超分散功率为200-500W，然后干燥，得到改性玻璃纤维。
优选地，所述冷冻辐照处理的具体操作为：在-5℃下冷冻10-20min，然后再在等离子体中辐照20-30min，辐照功率为1-5Kw。
优选地，所述等离子体中辐照25min，辐照功率为3Kw。
优选地，所述二氧化硅助剂的制备方法为将二氧化硅先采用紫外照射10-20min，照射功率为100-200W，然后加入到介电改性液中反应10-20min，反应转速为120-150r/min，随后向其中加入氯化铵溶液，搅拌转速为215-225r/min，搅拌时间为15-25min，然后水洗、离心，干燥，得到二氧化硅助剂。
优选地，所述介电改性液的制备方法为：将聚对苯二甲酸乙二醇酯、失水山梨醇倍半油酸酯一同加入到丙酮中，然后以500r/min的转速搅拌20-30min，随后再加入稀土氯化镧溶液，继续搅拌10-20min，得到介电改性液。
优选地，所述聚乙烯为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照重量比(1-3):(4-6)进行混合得到。
优选地，所述聚乙烯为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照重量比2:5进行混合得到。
优选地，所述二次煅烧的煅烧温度为700-800℃，煅烧时间为15-25min。
优选地，所述煅烧温度为750℃，煅烧时间为20min。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明柱式绝缘子采用的原料之间相互搭配，相互协配，可使材料在高压下仍具有很强的强度性能，改性玻璃纤维经过改性后与原料的配比效果更好，二氧化硅助剂经过改性后不仅活性高，在材料中提高原料之间的接触效果，同时经过介电改性液处理后，能够明显绝缘子的介电性能，加入的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯能够进一步的提高材料的介电性能，进而使绝缘子性能更加完善。
(2)从实施例1-3及对比例1-2得出，本发明实施例3中拉伸断裂强度可达到7.6cN/dtex，断裂伸长率可达到321％，而对比例2中拉伸断裂强度为4.3cN/dtex，断裂伸长率为248％，实施例3相对于对比例2的拉伸断裂强度提高了3.0cN/dtex，断裂伸长率提高了73％，可知本发明在高压下仍具有很强的强度性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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：
本实施例的本发明的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，原料的称取：田晶石40份、改性玻璃纤维30份、硅化钴5份、硅化镍4份、二氧化硅助剂5份、聚乙烯2份；
步骤二，原料的共混：将步骤一中的原料先高速搅拌20min，高速搅拌的转速为1000r/min，然后在低速搅拌，低速搅拌的转速为200r/min，搅拌时间为55min，得到共混初料；
步骤三，共混初料的预处理：将步骤三中的共混初料先送入到质子辐照箱中进行辐照20min，辐照功率为100W，辐照结束，再送入烘箱中加热处理20-30min，加热处理的温度为55℃；
步骤四，煅烧处理：将步骤三中的原料置于煅烧炉中进行煅烧，煅烧温度为15-25min，煅烧温度为1000℃，然后采用热压处理10min，热压压力为20MPa，然后再二次煅烧，二次煅烧结束，得到本发明的高强度柱式绝缘子。
本实施例的步骤一中改性玻璃纤维的改性方法为：将玻璃纤维进行油浴处理，油浴温度为110℃，然后水洗，再采用冷冻辐照处理，最后置于海藻酸钠溶液中超分散1h，超分散功率为200W，然后干燥，得到改性玻璃纤维。
本实施例的冷冻辐照处理的具体操作为：在-5℃下冷冻10min，然后再在等离子体中辐照20min，辐照功率为1Kw。
本实施例的二氧化硅助剂的制备方法为将二氧化硅先采用紫外照射10min，照射功率为100-200W，然后加入到介电改性液中反应10min，反应转速为120r/min，随后向其中加入氯化铵溶液，搅拌转速为215r/min，搅拌时间为15min，然后水洗、离心，干燥，得到二氧化硅助剂。
本实施例的介电改性液的制备方法为：将聚对苯二甲酸乙二醇酯、失水山梨醇倍半油酸酯一同加入到丙酮中，然后以500r/min的转速搅拌20min，随后再加入稀土氯化镧溶液，继续搅拌10min，得到介电改性液。
本实施例的聚乙烯为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照重量比1:4进行混合得到。
本实施例的二次煅烧的煅烧温度为700℃，煅烧时间为15min。
实施例2：
本实施例的本发明的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，原料的称取：田晶石60份、改性玻璃纤维50份、硅化钴10份、硅化镍8份、二氧化硅助剂10份、聚乙烯6份；
步骤二，原料的共混：将步骤一中的原料先高速搅拌30min，高速搅拌的转速为1500r/min，然后在低速搅拌，低速搅拌的转速为400r/min，搅拌时间为65min，得到共混初料；
步骤三，共混初料的预处理：将步骤三中的共混初料先送入到质子辐照箱中进行辐照30min，辐照功率为100W，辐照结束，再送入烘箱中加热处理20-30min，加热处理的温度为65℃；
步骤四，煅烧处理：将步骤三中的原料置于煅烧炉中进行煅烧，煅烧温度为25min，煅烧温度为1500℃，然后采用热压处理20min，热压压力为20MPa，然后再二次煅烧，二次煅烧结束，得到本发明的高强度柱式绝缘子。
本实施例的步骤一中改性玻璃纤维的改性方法为：将玻璃纤维进行油浴处理，油浴温度为150℃，然后水洗，再采用冷冻辐照处理，最后置于海藻酸钠溶液中超分散2h，超分散功率为500W，然后干燥，得到改性玻璃纤维。
本实施例的冷冻辐照处理的具体操作为：在-5℃下冷冻10-20min，然后再在等离子体中辐照30min，辐照功率为5Kw。
本实施例的二氧化硅助剂的制备方法为将二氧化硅先采用紫外照射20min，照射功率为200W，然后加入到介电改性液中反应20min，反应转速为150r/min，随后向其中加入氯化铵溶液，搅拌转速为225r/min，搅拌时间为25min，然后水洗、离心，干燥，得到二氧化硅助剂。
本实施例的介电改性液的制备方法为：将聚对苯二甲酸乙二醇酯、失水山梨醇倍半油酸酯一同加入到丙酮中，然后以500r/min的转速搅拌30min，随后再加入稀土氯化镧溶液，继续搅拌20min，得到介电改性液。
本实施例的聚乙烯为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照重量比1:2进行混合得到。
本实施例的二次煅烧的煅烧温度为800℃，煅烧时间为25min。
实施例3：
本实施例的本发明的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，原料的称取：田晶石50份、改性玻璃纤维40份、硅化钴7.5份、硅化镍6份、二氧化硅助剂7.5份、聚乙烯4份；
步骤二，原料的共混：将步骤一中的原料先高速搅拌25min，高速搅拌的转速为1250r/min，然后在低速搅拌，低速搅拌的转速为300r/min，搅拌时间为60min，得到共混初料；
步骤三，共混初料的预处理：将步骤三中的共混初料先送入到质子辐照箱中进行辐照25min，辐照功率为100W，辐照结束，再送入烘箱中加热处理25min，加热处理的温度为60℃；
步骤四，煅烧处理：将步骤三中的原料置于煅烧炉中进行煅烧，煅烧温度为20min，煅烧温度为1250℃，然后采用热压处理15min，热压压力为20MPa，然后再二次煅烧，二次煅烧结束，得到本发明的高强度柱式绝缘子。
本实施例的步骤一中改性玻璃纤维的改性方法为：将玻璃纤维进行油浴处理，油浴温度为130℃，然后水洗，再采用冷冻辐照处理，最后置于海藻酸钠溶液中超分散1-2h，超分散功率为350W，然后干燥，得到改性玻璃纤维。
本实施例的冷冻辐照处理的具体操作为：在-5℃下冷冻15min，然后再在等离子体中辐照25min，辐照功率为3Kw。
本实施例的二氧化硅助剂的制备方法为将二氧化硅先采用紫外照射15min，照射功率为100-200W，然后加入到介电改性液中反应15min，反应转速为135r/min，随后向其中加入氯化铵溶液，搅拌转速为220r/min，搅拌时间为20min，然后水洗、离心，干燥，得到二氧化硅助剂。
本实施例的介电改性液的制备方法为：将聚对苯二甲酸乙二醇酯、失水山梨醇倍半油酸酯一同加入到丙酮中，然后以500r/min的转速搅拌20-30min，随后再加入稀土氯化镧溶液，继续搅拌15min，得到介电改性液。
本实施例的聚乙烯为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照重量比2:5进行混合得到。
本实施例的二次煅烧的煅烧温度为750℃，煅烧时间为20min。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加二氧化硅助剂。
对比例2.
采用市场上常规的原料。
将实施例1-3及对比例1-2材料置于500V电压下放置30min，然后进行性能测试，测试结果如下
| 拉伸断裂强度(cN/dtex) | 断裂伸长率(％) | |
| 实施例1 | 7.2 | 317 |
| 实施例2 | 7.1 | 314 |
| 实施例3 | 7.6 | 321 |
| 对比例1 | 6.1 | 304 |
| 对比例2 | 4.3 | 248 |
从实施例1-3及对比例1-2得出，本发明实施例3中拉伸断裂强度可达到7.6cN/dtex，断裂伸长率可达到321％，而对比例2中拉伸断裂强度为4.3cN/dtex，断裂伸长率为248％，实施例3相对于对比例2的拉伸断裂强度提高了3.0cN/dtex，断裂伸长率提高了73％，可知本发明在高压下仍具有很强的强度性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，原料的称取：田晶石40-60份、改性玻璃纤维30-50份、硅化钴5-10份、硅化镍4-8份、二氧化硅助剂5-10份、聚乙烯2-6份；
步骤二，原料的共混：将步骤一中的原料先高速搅拌20-30min，高速搅拌的转速为1000-1500r/min，然后在低速搅拌，低速搅拌的转速为200-400r/min，搅拌时间为55-65min，得到共混初料；
步骤三，共混初料的预处理：将步骤三中的共混初料先送入到质子辐照箱中进行辐照20-30min，辐照功率为100W，辐照结束，再送入烘箱中加热处理20-30min，加热处理的温度为55-65℃；
步骤四，煅烧处理：将步骤三中的原料置于煅烧炉中进行煅烧，煅烧温度为15-25min，煅烧温度为1000-1500℃，然后采用热压处理10-20min，热压压力为20MPa，然后再二次煅烧，二次煅烧结束，得到高强度柱式绝缘子；
所述二氧化硅助剂的制备方法为将二氧化硅先采用紫外照射10-20min，照射功率为100-200W，然后加入到介电改性液中反应10-20min，反应转速为120-150r/min，随后向其中加入氯化铵溶液，搅拌转速为215-225r/min，搅拌时间为15-25min，然后水洗、离心，干燥，得到二氧化硅助剂。
2.根据权利要求1所述的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，所述步骤一中改性玻璃纤维的改性方法为：将玻璃纤维进行油浴处理，油浴温度为110-150℃，然后水洗，再采用冷冻辐照处理，最后置于海藻酸钠溶液中超分散1-2h，超分散功率为200-500W，然后干燥，得到改性玻璃纤维。
3.根据权利要求2所述的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，所述冷冻辐照处理的具体操作为：在-5℃下冷冻10-20min，然后再在等离子体中辐照20-30min，辐照功率为1-5Kw。
4.根据权利要求3所述的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，所述等离子体中辐照25min，辐照功率为3Kw。
5.根据权利要求1所述的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，所述介电改性液的制备方法为：将聚对苯二甲酸乙二醇酯、失水山梨醇倍半油酸酯一同加入到丙酮中，然后以500r/min的转速搅拌20-30min，随后再加入稀土氯化镧溶液，继续搅拌10-20min，得到介电改性液。
6.根据权利要求1所述的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照重量比(1-3):(4-6)进行混合得到。
7.根据权利要求6所述的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照重量比2:5进行混合得到。
8.根据权利要求1所述的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，所述二次煅烧的煅烧温度为700-800℃，煅烧时间为15-25min。
9.根据权利要求8所述的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为750℃，煅烧时间为20min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: A preparation method of high strength post insulator Effective date of registration: 20220415 Granted publication date: 20210625 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Pingxiang branch Pledgor: PINGXIANG XINYUAN ELECTRIC PORCELAIN MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2022980004312 |