CN114940620B - 一种安山岩耐火母线槽浇注料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于母线槽输电技术领域，具体涉及一种安山岩耐火母线槽浇注料及其制备方法；所述浇注料包含以下重量份的原材料：安山岩750‑850份，刚玉300‑450份，E44环氧树脂300‑400份，固化剂150‑200份，硼酸锌40‑60份；制备步骤如下：按重量份称取安山岩、刚玉和硼酸锌混合搅拌均匀，再加入加热后形成液体状的环氧树脂，搅拌均匀后待其冷却至常温，再加入固化剂搅拌均匀，得到浇注料；最后将浇注料倒入模具中成型，得到母线槽。所制备的母线槽耐火性能具有显著提升；同时采用了安山岩和刚玉，可以有效防止混凝土开裂，并提升了母线槽的强度、延性和伸展性。

Description

一种安山岩耐火母线槽浇注料及其制备方法
技术领域
本发明属于母线槽输电技术领域，具体涉及一种安山岩耐火母线槽浇注料及其制备方法。
背景技术
封闭式母线槽(简称母线槽)是由金属板(钢板或铝板)为保护外壳、导电排、绝缘材料及有关附件组成的母线系统。它可制成每隔一段距离设有插接分线盒的插接型封闭母线，也可制成中间不带分线盒的馈电型封闭式母线。在高层建筑的供电系统中，动力和照明线路往往分开设置，母线槽作为供电主干线在电气竖井内沿墙垂直安装一趟或多趟。按用途一趟母线槽一般由始端母线槽、直通母线槽(分带插孔和不带插孔两种)、L型垂直(水平)弯通母线、Z型垂直(水平)偏置母线、T型垂直(水平)三通母线、X型垂直(水平)四通母线、变容母线槽、膨胀母线槽、终端封头、终端接线箱、插接箱、母线槽有关附件及紧固装置等组成。母线槽按绝缘方式可分为空气式插接母线槽、密集绝缘插接母线槽和高强度插接母线槽三种。按其结构及用途分为密集绝缘、空气绝缘、空气附加绝缘、耐火、树脂绝缘和滑触式母线槽。
目前浇筑型耐火母线槽是使用无机矿物质材料与环氧树脂结合，金属外壳的母线槽不能防酸雨腐蚀，化工厂产生的腐蚀性气体，甚至有腐蚀性的液体会溅落到电气产品上。这就要求母线有抗腐蚀性能。浇注母线槽的环氧树脂浇注料具有优良的防腐性能，能有效抵抗各种化学品的侵蚀。产品使用不受海拔高度限制；可长期在零下40℃的环境中工作，绝缘树脂不开裂；可在户内、外最高污染等级(4级)的环境中长期使用。
目前的研究文献中，鲜有把耐火浇注料运用到母线槽中的研究。中国专利(申请号CN201720631952.2)公开的“柔性耐火母线槽”可以实现通过柔性耐火母线槽柔韧易弯曲的特性，使得柔性耐火母线槽能够缠绕于承载圆辊上，实现柔性耐火母线槽整辊的运输。但是母线槽承载力达不到，而且耐火性能和防水性能欠缺。
发明内容
针对现有技术存在浇筑母线槽的耐火性性能有限，容易产生烟雾污染的问题，本发明提出了一种安山岩耐火母线槽浇注料及其制备方法；与现有母线槽相比，本发明制备的耐火母线槽合理选材并优化配比，采用二氧化硅含量较高的安山岩，更好提升母线槽耐火性能，采用硼酸锌高效阻燃剂，可以达到阻燃的效果，从而减少受火时产生的烟雾，环氧树脂胶可以提升母线槽的防水防腐等性能。
本发明的技术方案如下：
本发明首先提供一种耐火母线槽浇注料，以重量份数计，所述耐火母线槽浇注料包含以下原材料：安山岩750-850份，刚玉300-450份，E44环氧树脂300-400份，固化剂150-200 份，硼酸锌40-60份。
优选的，所述耐火母线槽浇注料包含以下原材料：安山岩800份，刚玉400份，E44环氧树脂350份，固化剂150份，硼酸锌45份。
优选的，所述安山岩为粒径是1-3mm的火山熔岩，二氧化硅含量≥60％。
优选的，所述的刚玉的粒径为300目-400目，氧化铝含量≥99.9％。
优选的，所述的环氧树脂为E44型环氧树脂。
优选的，所述固化剂是专用于环氧树脂固化的聚酰胺类低温固化剂。
本发明还提供一种耐火母线槽浇注料的制备方法，步骤如下：按重量份称取安山岩、刚玉和硼酸锌，将其混合搅拌均匀，形成混合物记为混合物A；再称取环氧树脂加热至一定温度形成液体状，加入混合物A中混合搅拌，使其搅拌均匀，然后待其冷却至常温后加入固化剂再搅拌均匀，得到浇注料；最后将浇注料倒入模具中成型，得到母线槽。
优选的，所述一定温度为120～140℃；所述搅拌的时间均为1-5min；所述静置的时间为 8-10h。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明浇注料采用耐火性能优异的安山岩，安山岩具体为二氧化硅含量60％以上的火山岩；用安山岩作为骨料进一步提升耐火性能，符合GA/T 537-2005《母线干线系统(母线槽) 阻燃、防火、耐火性能的试验方法标准》，在l118℃火焰中能保持正常通电190min以上，并能经受喷淋实验90min。
2、本发明的耐火母线槽使用了硼酸锌，是一种高效阻燃剂，现大多浇筑母线槽采用环氧树脂或者外表会涂防火漆，在经受火灾时会释放一些有害烟雾；本发明加入硼酸锌不仅可以阻燃还可以减少有害烟雾的释放，减少对人体的危害。
3、本发明使用的高性能环氧树脂，与聚酰胺类固化剂融合可在常温下固化，使浇注料施工工艺简单；同时提升了母线槽的防腐和防水性能，可使母线槽浇注料在恶劣的环境中持续工作。
附图说明
图1为本发明实施例1中母线槽试验前的外观图。
图2为本发明实施例1中母线槽试验后的外观图。
图3为本发明实施例1中母线槽实验时的温升曲线图。
具体实施方式
通过以下实施例和验证试验对本发明的方案作进一步说明。
实施例1：
一种安山岩耐火母线槽浇注料，其原料配比如表1所示。
表1浇注料原料的配比表
主要成分 配比/份 质量分数/％ 粒径/mm 备注
安山岩 800 45.8 3 SiO2≥60％
刚玉 400 23 300目 Al2O3≥99.9
环氧树脂 350 20 \ E-44型号
固化剂 150 8.6 \ 聚酰胺类
硼酸锌 45 2.6 240目 高效阻燃剂
本实施例耐火母线槽按以下步骤制备：
(1)将称量好的安山岩颗粒、刚玉和硼酸锌混合搅拌2min得到混合物A；
(2)对环氧树脂进行加热至120℃，形成液体状后倒入混合物A中进行搅拌3min，待混合物2冷却至常温后加入固化剂，充分搅拌至均匀，得到浇注料；最后将浇注料倒入模具中成型，静置10h后脱模得到母线槽；如图1所示。
图2为所制备母线槽浇注料试验后的外观图，通过前后对比可知，本发明的母线槽耐火性能具有显著提升，可以有效防止混凝土开裂，使母线槽火灾后能够保持完整.。
图3为实施例1中所制备母线槽实验时的温升曲线图，由图可知本发明的定型产品的耐火时间和耐火温度明显提升，可以使产品在高温环境下持续工作。
实施例2：
一种安山岩耐火母线槽浇注料，其原料配比如表2所示。
表2浇注料原料的配比表
主要成分 配比/份 质量分数/％ 粒径/mm 备注
安山岩 750 45.8 3 SiO2≥60％
刚玉 350 23 300目 Al2O3≥99.9
环氧树脂 300 20 \ E-44型号
固化剂 150 8.6 \ 聚酰胺类
硼酸锌 40 2.6 240目 高效阻燃剂
制备步骤如下：
(1)将称量好的安山岩粉末、刚玉颗粒和硼酸锌混合搅拌2min得到混合物A；
(2)对环氧树脂进行加热至120℃处理，使其变稀后倒入混合物A中进行搅拌3min，待冷却至常温后再加入固化剂，搅拌3min，得到浇注料；最后将浇注料倒入模具中成型，静置10h后脱模得到母线槽；
实施例3：
一种安山岩耐火母线槽浇注料，其原料配比如表3所示。
表3浇注料原料的配比表
主要成分 配比/份 质量分数/％ 粒径/mm 备注
安山岩 850 45.8 3 SiO2≥60％
刚玉 450 23 300目 Al2O3≥99.9
环氧树脂 400 20 \ E-44型号
固化剂 200 8.6 \ 聚酰胺类
硼酸锌 60 2.6 240目 高效阻燃剂
耐火母线槽按以下步骤制备：
(1)将称量好的安山岩粉末、刚玉颗粒和硼酸锌混合搅拌2min得到混合物A；
(2)对环氧树脂进行加热至120℃处理，使其变稀后倒入混合物A中进行搅拌3min，待冷却至常温后再加入固化剂，搅拌3min，得到浇注料；最后将浇注料倒入模具中成型，静置 8h后脱模得到母线槽。
对比例4：
本实施例与实施例1的区别是在于安山岩换成了普通火山岩。
耐火母线槽按以下步骤制备：
(1)将称量好的火山岩颗粒、刚玉、硼酸锌和石粉混合搅拌3min得到混合物A；
(2)对环氧树脂加热120℃，使其变稀后倒入混合物A中进行搅拌3min得到混合物2；
(3)待混合物2冷却至常温后加入固化剂，充分搅拌使其均匀，得到浇注料；最后将浇注料倒入模具中成型，静置18h后脱模得到母线槽。
本实验中的原材料为：环氧树脂为型号是E44的环氧树脂，固化剂为聚酰胺类低温固化剂，火山岩为普通的岩浆岩颗粒，刚玉粒径为400目，硼酸锌为高效阻燃剂。
对比例5：
本实施例与实施例1的区别是在于安山岩换成了莫来石。
本实施例耐火母线槽按以下步骤制备：
(1)将称量好的莫来石颗粒、刚玉、硼酸锌混合搅拌2min得到混合物A；
(2)对环氧树脂进行加热120℃处理，使其变稀后倒入混合物A中进行搅拌3min的得到混合物2；
(3)待混合物2冷却至常温后加入固化剂，充分搅拌3min，得到浇注料；最后将浇注料倒入模具中成型，静置8h后脱模得到母线槽。
本实验中的原材料为：环氧树脂为型号是E44的环氧树脂，固化剂为聚酰胺类低温固化剂，莫来石的氧化铝含量在50％左右，刚玉粒径为400目，硼酸锌为高效阻燃剂。
对比例6：
本实施例与实施例1的区别是在于安山岩换成了石英砂。
本实施例耐火母线槽按以下步骤制备：
(1)将称量好的石英砂颗粒、刚玉、硼酸锌混合搅拌2min得到混合物A；
(2)对环氧树脂加热至120℃处理，使其变稀后倒入混合物A中进行搅拌3min得混合物2；
(3)待混合物2冷却后加入固化剂，充分搅拌3min，得到浇注料；最后将浇注料倒入模具中成型，静置10h后脱模得到母线槽。
本实验中的原材料为：环氧树脂为型号是E44的环氧树脂，固化剂为聚酰胺类低温固化剂，石英砂粒径为1-3mm，刚玉粒径为400目，硼酸锌是高性能阻燃材料。
实施例的主要性能如表4所示。
表4主要性能表
实施例 耐火性 体积膨胀率/％ 质量损失/％
实施例1 1125℃/190min 2 10
实施例2 1115℃/190min 5 16
实施例3 1120℃/190min 3 12
对比例4 1100℃/180min 10 18
对比例5 1100℃/180min 8 20
对比例6 1092℃/160min 15 17
实验验证：
(1)耐火实验
实验方式：根据国家规范GA/T 537-2005《母线干线系统(母线槽)阻燃、防火、耐火性能的试验方法标准》试验标准，耐火实验中试件四面受火，在一定的时间内，若试件的耐火完整性和隔热性满足规定的要求，则判定其防火性能合格。
实测结果：试件在试验炉内进行1118℃受火190min，能够保证其完整性，试件不燃烧，且试件表面碳化厚度小于2.5cm。试件中铜排未断过电，能够保证其电路的完整性。
(2)喷淋实验
实验方式：根据国家规范GA/T 537-2005《母线干线系统(母线槽)阻燃、防火、耐火性能的试验方法标准》试验标准，喷淋实验中采用标准喷嘴，喷嘴内径：6.3mm，喷水率：(12.5 ±0.625L/min，喷嘴压力：约30kPa(相当于垂直向上自由喷流高度为2.5m)，对试件进行喷淋实验，熔断器不断，灯泡不熄灭，则试件符合规范。
实测结果：采用标准喷嘴，灯泡未灭，熔断器未断，试件符合规范标准。
说明：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种安山岩耐火母线槽浇注料，以重量份数计，所述耐火母线槽浇注料包含以下原材料：安山岩750-850份，刚玉300-450份，E44环氧树脂300-400份，固化剂150-200份，硼酸锌40-60份；所述安山岩粒径为1-3mm，二氧化硅含量≥60%。
2.根据权利要求1所述的一种安山岩耐火母线槽浇注料，其特征在于，浇注料以重量份数计，所述耐火母线槽浇注料包含以下原材料：安山岩800份，刚玉400份，E44环氧树脂350份，固化剂150份，硼酸锌45份。
3.根据权利要求1所述的一种安山岩耐火母线槽浇注料，其特征在于，所述刚玉的粒径为300目-400目，氧化铝含量≥99.9%。
4.根据权利要求1所述的一种安山岩耐火母线槽浇注料，其特征在于，所述固化剂为专用于环氧树脂固化的聚酰胺类低温固化剂。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种安山岩耐火母线槽浇注料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按重量份称取安山岩、刚玉和硼酸锌，将其混合搅拌均匀，形成混合物记为混合物A；再称取环氧树脂加热至一定温度形成液体状，加入混合物A中混合搅拌，使其搅拌均匀，然后待其冷却至常温后加入固化剂再搅拌均匀，得到浇注料；最后将浇注料倒入模具中成型，得到母线槽。
6.根据权利要求5所述的一种安山岩耐火母线槽浇注料的制备方法，其特征在于，所述一定温度为120~140℃；所述搅拌的时间均为1-5min。
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