CN115521760A - 防胶合剂碳化的绝缘子 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了防胶合剂碳化的绝缘子，所述绝缘子为绝缘件和金属附件通过改性胶合剂胶合形成整体，其中改性胶合剂为胶合剂、改性硅灰石和偶联改性液按照重量比7:2:1配制而成；然后再通过防碳化浆剂涂覆在改性胶合剂外露面即可，涂覆厚度0.45‑0.55mm，最后再通过缓冲密封处理，即可。本发明对金属附件与胶合剂接触面进行了缓冲密封处理，缓冲密封层由沥青加二甲苯按1:2的质量比配合而成，同时加入羟基磷灰石经过优化改性后形成添加改性剂，涂层厚度约0.1mm；胶合剂改性处理，在胶合剂中加入3.5‑4.5％的硅灰后按常规流程配置胶合剂。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘子技术领域，具体涉及防胶合剂碳化的绝缘子。
背景技术
输电线路用绝缘子通常由绝缘件和金属附件通过胶合剂胶合在一起形成一个整体，作为输电线路的导线支撑和绝缘载体。长期暴露在空气中的绝缘子，其胶合剂与空气中的二氧化碳会不断交互并发生反应，生成碳酸盐和其他物质，使绝缘子胶合剂的碱性降低，导致绝缘子胶合剂出现开裂、剥落，甚至出现腐蚀金属附件等现象，严重影响了绝缘子耐久性，减少了绝缘子的使用寿命，尤其是在酸雨环境中表现更为突出。
绝缘子胶合剂并不密实，内部存在大大小小的孔隙、毛细管、气泡等缺陷，这些孔隙、毛细管、气泡相互联通，构成细小的通道。当空气中的二氧化碳渗透到绝缘子胶合剂内部的孔隙、毛细管、气泡中，与胶合剂的氢氧化钙、硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸一钙等发生物理化学反应，生成碳酸盐和其他物质，进而降低了绝缘子胶合剂中的碱含量。绝缘子胶合剂中碱含量减少，生成的碳酸盐含量增多，造成绝缘子胶合剂内部密实性变差，进而产生绝缘子胶合剂裂缝增多、耐久性变差、金属附件腐蚀等现象的产生。
因此，本文研究了影响绝缘子胶合剂碳化的原因，找出重要的影响因素，提出了针对性采取措施，开发出了防胶合剂碳化的绝缘子，能有效提高绝缘子耐胶合剂碳化能力，增加了产品的环境适应性。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供防胶合剂碳化的绝缘子，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了防胶合剂碳化的绝缘子，所述绝缘子为绝缘件和金属附件通过改性胶合剂胶合形成整体，其中改性胶合剂为胶合剂、改性硅灰石和偶联改性液按照重量比7:2:1配制而成；然后再通过防碳化浆剂涂覆在改性胶合剂外露面即可，涂覆厚度0.45-0.55mm，最后再通过缓冲密封处理，即可。
优选地，所述改性硅灰石的制备方法为：
S01：将硅灰石按照重量比1:5加入到海藻酸钠溶液中，随后加入硅灰石总量10-20％的硅溶胶、2-5％的烷基磺酸钠，搅拌均匀，水洗、干燥，得到预改进硅灰石；
S02：向膨润土中加入总量2-3倍的盐酸溶液，然后再加入膨润土10-15％的草酸钠、3-6％的稀土氯化镧，搅拌混合充分，最后加入预改进硅灰石，继续搅拌反应处理，最后水洗、干燥，得到改性硅灰石。
优选地，所述海藻酸钠溶液的质量分数为10-20％；所述盐酸溶液的质量分数为5-10％。
优选地，所述S02搅拌反应的温度为55-65℃，反应时间为45-55min，反应转速为550-750r/min。
优选地，所述偶联改性液的制备方法为：
将5-10份偶联剂KH560加入到10-15份乙醇溶剂中，随后再加入2-4份壳聚糖、1-3份三乙醇胺和0.2-0.5份磷酸缓冲溶液，搅拌混合均匀，得到偶联改性液。
优选地，所述磷酸缓冲溶液的pH值为5.5。
优选地，所述防碳化浆剂为JSA-102(II型)高柔防碳化浆、水按照1:1的比例混匀制成。
优选地，缓冲密封处理的具体操作步骤为：
S11：将羟基磷灰石加入到2-3倍的去离子水中，然后加入羟基磷灰石总量10-15％的十二烷基苯磺酸钠溶液、1-5％的硫酸钇，搅拌均匀，最后水洗、干燥，得到改性添加剂；
S12：将沥青按照重量比1:2与二甲苯混合配制，然后加入沥青总量5-10％的改性添加剂，搅拌混合均匀，形成沥青液；
S13：将沥青液涂覆金属附件和改性胶合剂的接触面，形成一层柔性缓冲膜，即可。
优选地，所述十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为5-10％。
优选地，所述柔性缓冲膜厚度为0.1-0.2mm。
1、对胶合剂进行改性处理
由于CO2的扩散是在绝缘子胶合剂内部的孔隙中进行的，绝缘子胶合剂内部存在一定孔隙率，隙率增加，绝缘子胶合剂越不密实，扩散系数提高，加快了碳化速度。因此胶合剂的致密性直接影响绝缘子胶合剂吸收CO2的量，对胶合剂进行改性处理提高胶合剂致密性能有效提高胶合剂抗碳化性能。
主要的措施是在胶合剂中加入胶合剂质量的3.5-4.5％的改性硅灰石和偶联改性液，改性硅灰石是硅铁合金或工业硅的生产副产物，有比表面积高，平均粒径小，活性高的特点，可以有效的填充胶合剂微孔，能显著提高胶合剂强度和致密性，通过经过改性优化后与膨润土协助，膨润土片层结构，具有阻隔效率，增强致密性，此外偶联改性液协配改性硅灰石，增强在胶合剂的界面性能，提高作用效率；
2、在外露胶合剂表面进行防碳化膜涂覆
隔绝胶合剂与空气中的二氧化碳等有害物资的交换是防止胶合剂碳化的有效手段，因产品标准对胶合剂表面有明确要求，因此作为防碳化的涂覆材料必须满足一定的要求：一是具有良好的绝缘性，能防止CO2、水汽和氧气的渗透；二是涂覆材料需透明，不能掩盖了胶合剂表面的实际表观状态；三是覆盖材料与胶合剂有足够的粘结强度，保证涂料与混凝土能牢固结合；四是覆盖材料的固化时间(即表干时间)满足生产要求。根据分析研究和多次的试验验证，筛选研制出了一种有效的防碳化涂覆材料——JSA-102(II型)高柔防碳化浆，防碳化浆与水1比1混合均匀后使用，使用时将涂覆材料均匀的涂覆在绝缘子胶合剂外露面即可，涂覆厚度约0.5mm。
3、对金属附件(钢脚、铁帽)进行处理
绝缘子金属附件(钢脚、铁帽)与胶合剂直接接触，接触面可能因为胶合剂的温度胀缩形成缝隙，是二氧化碳等有害物质的隐藏接触面，胶装完成后无法进行后期处理，因此在金属附件与胶合剂的接触面提前做缓冲密封处理是防止绝缘子胶合剂碳化的必要手段。
经过多次试验验证，采用沥青涂覆效果较好，胶装前用配置好的沥青液(沥青与二甲苯质量比为1:2)涂覆金属附件和胶合剂的接触面，形成一层约0.1mm左右的柔性缓冲模，能有效的起到保护作用，同时通过羟基磷灰石经过优化改性后形成添加改性剂，配合沥青，进一步的提高涂覆密封性，进而显著改进产品的防碳化效果。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明对金属附件与胶合剂接触面进行了缓冲密封处理，缓冲密封层由沥青加二甲苯按1:2的质量比配合而成，同时加入羟基磷灰石经过优化改性后形成添加改性剂，涂层厚度约0.1mm；胶合剂改性处理，在胶合剂中加入3.5-4.5％的硅灰后按常规流程配置胶合剂；胶合剂外露面进行防碳化处理，防碳化处理采用自研的防碳化涂料与水1：1混合后，在胶合剂外露面涂覆，形成防碳化膜，膜厚约0.5mm；实践表明，新型防胶合剂碳化绝缘子能有效防止胶合剂碳化，增强了绝缘子对环境的适应性，尤其是酸雨地区效果尤为明显。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；1、金属附件与改性胶合剂接触面缓冲密封处理；2、胶合剂改性处理；3、胶合剂外漏面防碳化处理。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
本实施例的防胶合剂碳化的绝缘子，所述绝缘子为绝缘件和金属附件通过改性胶合剂胶合形成整体，其中改性胶合剂为胶合剂、改性硅灰石和偶联改性液按照重量比7:2:1配制而成；然后再通过防碳化浆剂涂覆在改性胶合剂外露面即可，涂覆厚度0.45-0.55mm，最后再通过缓冲密封处理，即可。
本实施例的改性硅灰石的制备方法为：
S01：将硅灰石按照重量比1:5加入到海藻酸钠溶液中，随后加入硅灰石总量10-20％的硅溶胶、2-5％的烷基磺酸钠，搅拌均匀，水洗、干燥，得到预改进硅灰石；
S02：向膨润土中加入总量2-3倍的盐酸溶液，然后再加入膨润土10-15％的草酸钠、3-6％的稀土氯化镧，搅拌混合充分，最后加入预改进硅灰石，继续搅拌反应处理，最后水洗、干燥，得到改性硅灰石。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为10-20％；所述盐酸溶液的质量分数为5-10％。
本实施例的S02搅拌反应的温度为55-65℃，反应时间为45-55min，反应转速为550-750r/min。
本实施例的偶联改性液的制备方法为：
将5-10份偶联剂KH560加入到10-15份乙醇溶剂中，随后再加入2-4份壳聚糖、1-3份三乙醇胺和0.2-0.5份磷酸缓冲溶液，搅拌混合均匀，得到偶联改性液。
本实施例的磷酸缓冲溶液的pH值为5.5。
本实施例的防碳化浆剂为JSA-102(II型)高柔防碳化浆、水按照1:1的比例混匀制成。
本实施例的缓冲密封处理的具体操作步骤为：
S11：将羟基磷灰石加入到2-3倍的去离子水中，然后加入羟基磷灰石总量10-15％的十二烷基苯磺酸钠溶液、1-5％的硫酸钇，搅拌均匀，最后水洗、干燥，得到改性添加剂；
S12：将沥青按照重量比1:2与二甲苯混合配制，然后加入沥青总量5-10％的改性添加剂，搅拌混合均匀，形成沥青液；
S13：将沥青液涂覆金属附件和改性胶合剂的接触面，形成一层柔性缓冲膜，即可。
本实施例的十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为5-10％。
本实施例的柔性缓冲膜厚度为0.1-0.2mm。
实施例1.
本实施例的防胶合剂碳化的绝缘子，所述绝缘子为绝缘件和金属附件通过改性胶合剂胶合形成整体，其中改性胶合剂为胶合剂、改性硅灰石和偶联改性液按照重量比7:2:1配制而成；然后再通过防碳化浆剂涂覆在改性胶合剂外露面即可，涂覆厚度0.45mm，最后再通过缓冲密封处理，即可。
本实施例的改性硅灰石的制备方法为：
S01：将硅灰石按照重量比1:5加入到海藻酸钠溶液中，随后加入硅灰石总量10％的硅溶胶、2％的烷基磺酸钠，搅拌均匀，水洗、干燥，得到预改进硅灰石；
S02：向膨润土中加入总量2倍的盐酸溶液，然后再加入膨润土10％的草酸钠、3％的稀土氯化镧，搅拌混合充分，最后加入预改进硅灰石，继续搅拌反应处理，最后水洗、干燥，得到改性硅灰石。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为10％；所述盐酸溶液的质量分数为5％。
本实施例的S02搅拌反应的温度为55℃，反应时间为45min，反应转速为550r/min。
本实施例的偶联改性液的制备方法为：
将5份偶联剂KH560加入到10份乙醇溶剂中，随后再加入2份壳聚糖、1份三乙醇胺和0.2份磷酸缓冲溶液，搅拌混合均匀，得到偶联改性液。
本实施例的磷酸缓冲溶液的pH值为5.5。
本实施例的防碳化浆剂为JSA-102(II型)高柔防碳化浆、水按照1:1的比例混匀制成。
本实施例的缓冲密封处理的具体操作步骤为：
S11：将羟基磷灰石加入到2倍的去离子水中，然后加入羟基磷灰石总量10％的十二烷基苯磺酸钠溶液、1％的硫酸钇，搅拌均匀，最后水洗、干燥，得到改性添加剂；
S12：将沥青按照重量比1:2与二甲苯混合配制，然后加入沥青总量5％的改性添加剂，搅拌混合均匀，形成沥青液；
S13：将沥青液涂覆金属附件和改性胶合剂的接触面，形成一层柔性缓冲膜，即可。
本实施例的十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为5％。
本实施例的柔性缓冲膜厚度为0.1mm。
实施例2.
本实施例的防胶合剂碳化的绝缘子，所述绝缘子为绝缘件和金属附件通过改性胶合剂胶合形成整体，其中改性胶合剂为胶合剂、改性硅灰石和偶联改性液按照重量比7:2:1配制而成；然后再通过防碳化浆剂涂覆在改性胶合剂外露面即可，涂覆厚度0.55mm，最后再通过缓冲密封处理，即可。
本实施例的改性硅灰石的制备方法为：
S01：将硅灰石按照重量比1:5加入到海藻酸钠溶液中，随后加入硅灰石总量20％的硅溶胶、5％的烷基磺酸钠，搅拌均匀，水洗、干燥，得到预改进硅灰石；
S02：向膨润土中加入总量3倍的盐酸溶液，然后再加入膨润土15％的草酸钠、6％的稀土氯化镧，搅拌混合充分，最后加入预改进硅灰石，继续搅拌反应处理，最后水洗、干燥，得到改性硅灰石。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为20％；所述盐酸溶液的质量分数为10％。
本实施例的S02搅拌反应的温度为65℃，反应时间为55min，反应转速为750r/min。
本实施例的偶联改性液的制备方法为：
将10份偶联剂KH560加入到15份乙醇溶剂中，随后再加入4份壳聚糖、3份三乙醇胺和0.5份磷酸缓冲溶液，搅拌混合均匀，得到偶联改性液。
本实施例的磷酸缓冲溶液的pH值为5.5。
本实施例的防碳化浆剂为JSA-102(II型)高柔防碳化浆、水按照1:1的比例混匀制成。
本实施例的缓冲密封处理的具体操作步骤为：
S11：将羟基磷灰石加入到3倍的去离子水中，然后加入羟基磷灰石总量15％的十二烷基苯磺酸钠溶液、5％的硫酸钇，搅拌均匀，最后水洗、干燥，得到改性添加剂；
S12：将沥青按照重量比1:2与二甲苯混合配制，然后加入沥青总量10％的改性添加剂，搅拌混合均匀，形成沥青液；
S13：将沥青液涂覆金属附件和改性胶合剂的接触面，形成一层柔性缓冲膜，即可。
本实施例的十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为10％。
本实施例的柔性缓冲膜厚度为0.2mm。
实施例3.
本实施例的防胶合剂碳化的绝缘子，所述绝缘子为绝缘件和金属附件通过改性胶合剂胶合形成整体，其中改性胶合剂为胶合剂、改性硅灰石和偶联改性液按照重量比7:2:1配制而成；然后再通过防碳化浆剂涂覆在改性胶合剂外露面即可，涂覆厚度0.50mm，最后再通过缓冲密封处理，即可。
本实施例的改性硅灰石的制备方法为：
S01：将硅灰石按照重量比1:5加入到海藻酸钠溶液中，随后加入硅灰石总量15％的硅溶胶、3.5％的烷基磺酸钠，搅拌均匀，水洗、干燥，得到预改进硅灰石；
S02：向膨润土中加入总量2.5倍的盐酸溶液，然后再加入膨润土12.5％的草酸钠、4.5％的稀土氯化镧，搅拌混合充分，最后加入预改进硅灰石，继续搅拌反应处理，最后水洗、干燥，得到改性硅灰石。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为15％；所述盐酸溶液的质量分数为7.5％。
本实施例的S02搅拌反应的温度为60℃，反应时间为50min，反应转速为600r/min。
本实施例的偶联改性液的制备方法为：
将7.5份偶联剂KH560加入到12.5份乙醇溶剂中，随后再加入3份壳聚糖、2份三乙醇胺和0.35份磷酸缓冲溶液，搅拌混合均匀，得到偶联改性液。
本实施例的磷酸缓冲溶液的pH值为5.5。
本实施例的防碳化浆剂为JSA-102(II型)高柔防碳化浆、水按照1:1的比例混匀制成。
本实施例的缓冲密封处理的具体操作步骤为：
S11：将羟基磷灰石加入到2.5倍的去离子水中，然后加入羟基磷灰石总量12.5％的十二烷基苯磺酸钠溶液、3％的硫酸钇，搅拌均匀，最后水洗、干燥，得到改性添加剂；
S12：将沥青按照重量比1:2与二甲苯混合配制，然后加入沥青总量7.5％的改性添加剂，搅拌混合均匀，形成沥青液；
S13：将沥青液涂覆金属附件和改性胶合剂的接触面，形成一层柔性缓冲膜，即可。
本实施例的十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为7.5％。
本实施例的柔性缓冲膜厚度为0.15mm。
实施例4.
本实施例的防胶合剂碳化的绝缘子，所述绝缘子为绝缘件和金属附件通过改性胶合剂胶合形成整体，其中改性胶合剂为胶合剂、改性硅灰石和偶联改性液按照重量比7:2:1配制而成；然后再通过防碳化浆剂涂覆在改性胶合剂外露面即可，涂覆厚度0.46mm，最后再通过缓冲密封处理，即可。
本实施例的改性硅灰石的制备方法为：
S01：将硅灰石按照重量比1:5加入到海藻酸钠溶液中，随后加入硅灰石总量12％的硅溶胶、3％的烷基磺酸钠，搅拌均匀，水洗、干燥，得到预改进硅灰石；
S02：向膨润土中加入总量2.2倍的盐酸溶液，然后再加入膨润土12％的草酸钠、4％的稀土氯化镧，搅拌混合充分，最后加入预改进硅灰石，继续搅拌反应处理，最后水洗、干燥，得到改性硅灰石。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为12％；所述盐酸溶液的质量分数为6％。
本实施例的S02搅拌反应的温度为58℃，反应时间为48min，反应转速为600r/min。
本实施例的偶联改性液的制备方法为：
将6份偶联剂KH560加入到12份乙醇溶剂中，随后再加入3份壳聚糖、2份三乙醇胺和0.3份磷酸缓冲溶液，搅拌混合均匀，得到偶联改性液。
本实施例的磷酸缓冲溶液的pH值为5.5。
本实施例的防碳化浆剂为JSA-102(II型)高柔防碳化浆、水按照1:1的比例混匀制成。
本实施例的缓冲密封处理的具体操作步骤为：
S11：将羟基磷灰石加入到2.5倍的去离子水中，然后加入羟基磷灰石总量12％的十二烷基苯磺酸钠溶液、2％的硫酸钇，搅拌均匀，最后水洗、干燥，得到改性添加剂；
S12：将沥青按照重量比1:2与二甲苯混合配制，然后加入沥青总量6％的改性添加剂，搅拌混合均匀，形成沥青液；
S13：将沥青液涂覆金属附件和改性胶合剂的接触面，形成一层柔性缓冲膜，即可。
本实施例的十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为6％。
本实施例的柔性缓冲膜厚度为0.12mm。
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 (10)
1.防胶合剂碳化的绝缘子，其特征在于，所述绝缘子为绝缘件和金属附件通过改性胶合剂胶合形成整体，其中改性胶合剂为胶合剂、改性硅灰石和偶联改性液按照重量比7:2:1配制而成；然后再通过防碳化浆剂涂覆在改性胶合剂外露面即可，涂覆厚度0.45-0.55mm，最后再通过缓冲密封处理，即可。
2.根据权利要求1所述的防胶合剂碳化的绝缘子，其特征在于，所述改性硅灰石的制备方法为：
S01：将硅灰石按照重量比1:5加入到海藻酸钠溶液中，随后加入硅灰石总量10-20％的硅溶胶、2-5％的烷基磺酸钠，搅拌均匀，水洗、干燥，得到预改进硅灰石；
S02：向膨润土中加入总量2-3倍的盐酸溶液，然后再加入膨润土10-15％的草酸钠、3-6％的稀土氯化镧，搅拌混合充分，最后加入预改进硅灰石，继续搅拌反应处理，最后水洗、干燥，得到改性硅灰石。
3.根据权利要求2所述防胶合剂碳化的绝缘子，其特征在于，所述海藻酸钠溶液的质量分数为10-20％；所述盐酸溶液的质量分数为5-10％。
4.根据权利要求2所述防胶合剂碳化的绝缘子，其特征在于，所述S02搅拌反应的温度为55-65℃，反应时间为45-55min，反应转速为550-750r/min。
5.根据权利要求1所述防胶合剂碳化的绝缘子，其特征在于，所述偶联改性液的制备方法为：
将5-10份偶联剂KH560加入到10-15份乙醇溶剂中，随后再加入2-4份壳聚糖、1-3份三乙醇胺和0.2-0.5份磷酸缓冲溶液，搅拌混合均匀，得到偶联改性液。
6.根据权利要求5所述防胶合剂碳化的绝缘子，其特征在于，所述磷酸缓冲溶液的pH值为5.5。
7.根据权利要求1所述的防胶合剂碳化的绝缘子，其特征在于，所述防碳化浆剂为JSA-102(I I型)高柔防碳化浆、水按照1:1的比例混匀制成。
8.根据权利要求1所述的防胶合剂碳化的绝缘子，其特征在于，缓冲密封处理的具体操作步骤为：
S11：将羟基磷灰石加入到2-3倍的去离子水中，然后加入羟基磷灰石总量10-15％的十二烷基苯磺酸钠溶液、1-5％的硫酸钇，搅拌均匀，最后水洗、干燥，得到改性添加剂；
S12：将沥青按照重量比1:2与二甲苯混合配制，然后加入沥青总量5-10％的改性添加剂，搅拌混合均匀，形成沥青液；
S13：将沥青液涂覆金属附件和改性胶合剂的接触面，形成一层柔性缓冲膜，即可。
9.根据权利要求8所述的防胶合剂碳化的绝缘子，其特征在于，所述十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为5-10％。
10.根据权利要求8所述的防胶合剂碳化的绝缘子，其特征在于，所述柔性缓冲膜厚度为0.1-0.2mm。
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