CN112143172A - 一种具有较低吸水率的绝缘子护套材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有较低吸水率的绝缘子护套材料及其制备方法，该具有较低吸水率的绝缘子护套材料，包括如下重量份的组分：环氧树脂100份‑200份；固化剂80份‑100份；促进剂0.1‑1份；填料30份‑100份；其中，所述填料为2000目和/或者8000目的改性氢氧化铝。本发明通过在环氧树脂护套材料的基础上添加有目数较小的氢氧化铝，可大大地降低护套材料的吸水率，延长了环氧树脂绝缘子的使用寿命，保证输电线路的安全运行。
Description
技术领域
本发明涉及高电压外绝缘技术领域，尤其涉及一种具有较低吸水率的绝缘子护套材料及其制备方法。
背景技术
绝缘子是高压外绝缘领域中广泛应用的一种部件，它的作用是机械连接和电气绝缘。目前，大量使用的绝缘子是硅橡胶复合绝缘子。虽然硅橡胶复合绝缘子具有憎水性好，耐漏电起痕性能强，但是经过长时间的实际运行，硅橡胶复合绝缘子仍然存在抗鸟啄性能差、异常发热等无法解决的问题。因此，有研究人员将复合绝缘子的护套伞裙材料由硅橡胶改为脂环族环氧树脂。脂环族环氧树脂同样具有良好的耐漏电性能，而且相比于硅橡胶复合绝缘子，环氧树脂绝缘子具有良好的抗鸟啄性能。因此，环氧树脂绝缘子在输电领域有很大的应用价值。
由于环氧树脂材料中含有较多的极性分子，因此其吸水率较硅橡胶材料大。较大的吸水率会使得材料在交流电场中产生更大的极化损耗，从而出现异常温升现象。其次，在高温的环境下，大量的水分会导致环氧树脂护套材料发生水解，破坏环氧树脂绝缘子的电气性能，从而引发事故。除此之外，环氧树脂绝缘子护套材料吸水率的增大可能使更多的水分透过护套破坏环氧树脂绝缘子的芯棒-护套界面，从而发生界面脱粘等不良现象。因此，降低环氧树脂绝缘子护套材料的吸水率对于保证输电线路的安全至关重要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种具有较低吸水率的绝缘子护套材料，其在环氧树脂护套材料的基础上添加有目数较小的氢氧化铝，可大大地降低护套材料的吸水率，延长了环氧树脂绝缘子的使用寿命，保证输电线路的安全运行。
本发明采用如下技术方案实现：
一种具有较低吸水率的绝缘子护套材料，包括如下重量份的组分：
环氧树脂100份-200份；
固化剂80份-100份；
促进剂0.1-1份；
填料30份-100份；
其中，所述填料为2000目和/或者8000目的改性氢氧化铝。
进一步地，所述改性氢氧化铝是采用表面活性剂对氢氧化铝粉体进行湿法改性所得。
进一步地，所述表面活性剂由质量比为1:1-3的硬脂酸、锆铝双金属偶联剂组成。
进一步地，所述环氧树脂为脂环族缩水甘油型环氧树脂。
进一步地，所述固化剂为酸酐类固化剂。
进一步地，所述酸酐类固化剂为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、四氢苯酐、六氢苯酐中的一种或者几种组合。
进一步地，所述促进剂为胺类促进剂。
进一步地，所述胺类促进剂为DMP-30、EP-184、三乙醇胺中的一种或者几种组合。
本发明还提供一种具有较低吸水率的绝缘子护套材料的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：将固化剂、促进剂和填料依次添加到环氧树脂中，并机械搅拌30min-40min，得到树脂混合物；
S2：将树脂混合物在超声振荡器中分散30min-40min，并在室温下抽真空1h-1.5h后，倒入聚四氟乙烯模具中，在100℃-150℃温度下，进行1h-2h的固化反应，得到具有较低吸水率的绝缘子护套材料。
进一步地，所述环氧树脂、固化剂、促进剂、填料的质量比为100:100:1:30-100。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过在环氧树脂护套材料的基础上添加有目数较小的氢氧化铝，可大大地降低护套材料的吸水率，延长了环氧树脂绝缘子的使用寿命，保证输电线路的安全运行。
本发明通过比较含不同目数及不同份数的2000目Al(OH)3和8000目Al(OH)3的环氧树脂绝缘子护套材料的吸水率，测试结果表明，随着2000目Al(OH)3份数的增加，环氧树脂绝缘子护套材料的吸水率在逐渐下降，含8000目Al(OH)3的环氧树脂绝缘子护套材料吸水率大于含2000目Al(OH)3的环氧树脂绝缘子护套材料。
附图说明
图1为本发明的含不同份数的2000目Al(OH)3的环氧树脂绝缘子护套材料的吸水率与时间的关系图；
图2为本发明的含100份的不同目数Al(OH)3的环氧树脂绝缘子护套材料吸水率与时间的关系图。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本发明提供一种具有较低吸水率的绝缘子护套材料，其包括如下重量份的组分：
环氧树脂100份-200份；
固化剂80份-100份；
促进剂0.1-1份；
填料30份-100份；
其中，所述填料为2000目和/或者8000目的改性氢氧化铝。
本发明通过在环氧树脂护套材料的基础上添加有目数较小的氢氧化铝，可大大地降低护套材料的吸水率，延长了环氧树脂绝缘子的使用寿命，保证输电线路的安全运行。
其中，所述环氧树脂为脂环族缩水甘油型环氧树脂；所述固化剂为酸酐类固化剂；所述促进剂为胺类促进剂。在其中一实施例中，所述酸酐类固化剂为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、四氢苯酐、六氢苯酐中的一种或者几种组合；所述胺类促进剂为DMP-30、EP-184、三乙醇胺中的一种或者几种组合。
优选的，所述改性氢氧化铝是采用表面活性剂对氢氧化铝粉体进行湿法改性所得。在其中一实施例中，所述表面活性剂由质量比为1:1-3的硬脂酸、锆铝双金属偶联剂组成。该改性氢氧化铝具体的制备方法为：S1：取2000目或者8000目的氢氧化铝粉体，置于烧杯中，加水制成浆料，其中，氢氧化铝粉体与水的质量比为1:2-5；S2：将质量比为1:1的硬脂酸、锆铝双金属偶联剂混合，搅拌20min-30min，得到表面活性剂；S3：将浆料加热到80℃-100℃，加入按粉体质量的1％-5％的表面活性剂，充分搅拌40min-50min，抽滤、洗涤，并在100℃温度下，干燥，待烘干后，研磨，即得改性氢氧化铝。
本发明还提供一种具有较低吸水率的绝缘子护套材料的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：将固化剂、促进剂和填料依次添加到环氧树脂中，并机械搅拌30min-40min，得到树脂混合物；
S2：将树脂混合物在超声振荡器中分散30min-40min，并在室温下抽真空1h-1.5h后，倒入聚四氟乙烯模具中，在100℃-150℃温度下，进行1h-2h的固化反应，得到具有较低吸水率的绝缘子护套材料。
进一步地，所述环氧树脂、固化剂、促进剂、填料的质量比为100:100:1:30-100。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外，均可以通过购买方式获得。
实施例1：
一种具有较低吸水率的绝缘子护套材料的制备方法，包括如下制备步骤：
将100份固化剂、1份促进剂和30份填料依次添加到100份环氧树脂中，并机械搅拌30min，得到树脂混合物；
将树脂混合物在超声振荡器中分散30min，并在室温下抽真空1h后，倒入聚四氟乙烯模具中，在100℃温度下，进行1h的固化反应，得到具有较低吸水率的绝缘子护套材料；
其中，环氧树脂为脂环族缩水甘油型环氧树脂；填料为2000目的改性氢氧化铝；固化剂为甲基四氢苯酐；促进剂为DMP-30。
实施例2：
与实施例1不同的是，实施例2的具有较低吸水率的绝缘子护套材料包括如下重量份的组分：
环氧树脂100份；固化剂100份；促进剂1份；填料60份。
实施例3：
与实施例1不同的是，实施例3的具有较低吸水率的绝缘子护套材料包括如下重量份的组分：
环氧树脂100份；固化剂100份；促进剂1份；填料100份。
实施例4：
与实施例1不同的是，实施例3的填料为8000目的改性氢氧化铝。
对比例1：
与实施例1不同的是，对比例1中未添加填料，其他成分相同。
性能测试：
试验样品：对实施例1-4和对比例1的绝缘子护套材料进行吸水率测试；
测试方法：
按照GB/T 1034-2008测定试验样品的吸水率。
试验样品尺寸为φ50*2mm。
首先将试验样品放入50℃干燥箱中烘去水分，然后放入23℃的水中进行吸水。每隔一段时间拿出试验样品，擦去表面水分，用精度为0.1mg的天平称量质量，并计算吸水率。吸水率的计算公式为：
其中η为吸水率，m为吸水后样品的质量，m0为样品的初始质量。
测试结果：
如图1和图2。
图1为本发明的含不同份数的2000目Al(OH)3的环氧树脂绝缘子护套材料的吸水率与时间的关系图，即实施例1至实施例3、对比例1的绝缘子护套材料的吸水率与时间的关系图；
图2为本发明的含100份的不同目数Al(OH)3的环氧树脂绝缘子护套材料吸水率与时间的关系图，即实施例3与实施例4的绝缘子护套材料的吸水率与时间的关系图。
从图1可以看出，随着试验样品在水中浸泡时间的增加，绝缘子护套材料的吸水率不断上升，上升速率逐渐减小。随着2000目Al(OH)3份数的增加，绝缘子护套材料的吸水率在逐渐下降。在吸水384h时，含100份Al(OH)3的绝缘子护套材料吸水率较含30份Al(OH)3的绝缘子护套材料吸水率下降23％。
从图2可以看出，含8000目Al(OH)3的绝缘子护套材料吸水率大于含2000目Al(OH)3的绝缘子护套材料。在吸水384h时，含2000目Al(OH)3的绝缘子护套材料吸水率较含8000目Al(OH)3的绝缘子护套材料吸水率下降20％。
因此，在制作绝缘子护套材料时可以选取2000目Al(OH)3，并适当增加Al(OH)3的份数来降低绝缘子护套材料的吸水率。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种具有较低吸水率的绝缘子护套材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
环氧树脂100份-200份；
固化剂80份-100份；
促进剂0.1-1份；
填料30份-100份；
其中，所述填料为2000目和/或者8000目的改性氢氧化铝。
2.根据权利要求1所述的具有较低吸水率的绝缘子护套材料，其特征在于，所述改性氢氧化铝是采用表面活性剂对氢氧化铝粉体进行湿法改性所得。
3.根据权利要求2所述的具有较低吸水率的绝缘子护套材料，其特征在于，所述表面活性剂由质量比为1:1-3的硬脂酸、锆铝双金属偶联剂组成。
4.根据权利要求1所述的具有较低吸水率的绝缘子护套材料，其特征在于，所述环氧树脂为脂环族缩水甘油型环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的具有较低吸水率的绝缘子护套材料，其特征在于，所述固化剂为酸酐类固化剂。
6.根据权利要求5所述的具有较低吸水率的绝缘子护套材料，其特征在于，所述酸酐类固化剂为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、四氢苯酐、六氢苯酐中的一种或者几种组合。
7.根据权利要求1所述的具有较低吸水率的绝缘子护套材料，其特征在于，所述促进剂为胺类促进剂。
8.根据权利要求7所述的具有较低吸水率的绝缘子护套材料，其特征在于，所述胺类促进剂为DMP-30、EP-184、三乙醇胺中的一种或者几种组合。
9.一种具有较低吸水率的绝缘子护套材料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
S1：将固化剂、促进剂和填料依次添加到环氧树脂中，并机械搅拌30min-40min，得到树脂混合物；
S2：将树脂混合物在超声振荡器中分散30min-40min，并在室温下抽真空1h-1.5h后，倒入聚四氟乙烯模具中，在100℃-150℃温度下，进行1h-2h的固化反应，得到具有较低吸水率的绝缘子护套材料。
10.根据权利要求9所述的具有较低吸水率的绝缘子护套材料的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂、固化剂、促进剂、填料的质量比为100:100:1:30-100。
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| CN202010896365.2A Pending CN112143172A (zh) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | 一种具有较低吸水率的绝缘子护套材料及其制备方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN112143172A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112980148A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-18 | 浙江紫电新材料有限公司 | 复合绝缘子耐低温硬质护套脂环族环氧树脂注射料及制备方法 |
| CN114050008A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-02-15 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种基于材料吸水率的复合绝缘子设计方法 |
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| CN107743501A (zh) * | 2015-03-26 | 2018-02-27 | 亨斯迈先进材料特许（瑞士）有限公司 | 用于制备室外制品的热固性环氧树脂组合物以及由此获得的制品 |
| CN110105716A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-09 | 浙江茵科贝森科技有限公司 | 一种高效阻燃型脂环族环氧树脂户外绝缘子浇注料 |
-
2020
- 2020-08-31 CN CN202010896365.2A patent/CN112143172A/zh active Pending
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