一种耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺.pdf

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1、10申请公布号CN101942922A43申请公布日20110112CN101942922ACN101942922A21申请号201010254775322申请日20100816E04H12/2420060171申请人中国电力科学研究院地址100192北京市海淀区清河小营东路15号72发明人兰逢涛陈新张卓刘辉74专利代理机构北京安博达知识产权代理有限公司11271代理人徐国文54发明名称一种耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺57摘要本发明涉及一种耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，包括芯棒的制备和增爬伞群的制备，其特征在于所述横担芯棒为高强环氧树脂复合材料芯棒；所述增爬。

2、伞群为芯棒端头部位的耐电痕脂肪族环氧树脂增爬伞群。该制备工艺具有操作简单、快速等特点，所制备出的绝缘横担除具有优异的耐电痕能力外、可连续稳定生产且物理化学稳定外，还具有良好的疏水性、机械性能，耐化学腐蚀，抗疲劳和防污闪能力等；从而进一步拓宽了复合材料在绝缘领域的应用范围。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页CN101942928A1/1页21一种耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，包括芯棒的制备和增爬伞群的制备，其特征在于所述芯棒为环氧树脂复合材料芯棒；所述增爬伞群为芯棒端头部位的耐电痕脂肪族环氧树脂增爬伞群。2根据权利要求1所述的。

3、制备工艺，其特征在于所述环氧树脂复合材料芯棒采用拉挤工艺或缠绕工艺制备；所述芯棒端头部位的耐电痕脂肪族环氧树脂增爬伞群采用真空浇铸法制备。3根据权利要求2所述的制备工艺，所述拉挤工艺包括以下步骤A、将树脂混合搅拌均匀后，加入到经预热后的胶槽；B、采用温度为300500高温热处理或浓度分别为1030硝酸、硫酸或盐酸对增强纤维表面进行活化处理；C、将步骤B得到的处理后的增强纤维，在牵引装置的拉力作用下，通过导向装置使其进入浸渍胶槽，形成充分润湿的预浸料；D、将步骤C得到的预浸料通过前段固化模具，预浸料在模具内快速吸热升温后，固化成型，在内脱模剂的作用下，由牵引装置拉出模具，形成预成型模，以排出多余。

4、的树脂和气泡；E、将步骤D得到的预成型模，进行高温固化处理，进一步提高材料的机械性能。4根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于所述真空浇铸法包括以下步骤将根据权利要求3制备得到的芯棒固定在浇铸模具中，模具内真空度为10PA50PA，在成型温度为6090时先保温13小时，然后在130160保温16小时，冷却后脱模成型。5根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于所述增强纤维采用高强度玻璃纤维、玄武岩纤维；所述牵引装置采用牵引机。6根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于所述增爬伞群树脂基体采用高抗电痕树脂，高抗电痕腐蚀树脂包括按质量百分比计的下列组分2060脂环族环氧树脂；1950甲基六氢酸酐固。

5、化剂；2050柔性有机硅树脂；130经憎水改性的氢氧化铝、氧化锆、玻璃粉和二氧化硅复合体系填料。7根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于所述憎水改性为将氢氧化铝、氧化锆、玻璃粉合二氧化硅经过高速球磨或将氢氧化铝、氧化锆、玻璃粉和二氧化硅在盐酸、硫酸或硝酸中浸泡46小时。8根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于所述胶槽预热温度为5070，拉挤成型模具温度为150220，高温固化处理温度为150190。9根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于所述拉挤速度和成型温度相匹配，即提高拉挤速度的同时提高成型温度和固化温度，并延长固化时间。10根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于所述增强纤维类型为。

6、纤维丝束或者纤维经纬布。权利要求书CN101942922ACN101942928A1/4页3一种耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺技术领域0001本发明涉及高性能树脂基复合材料在输电线路复合材料杆塔中的应用，具体地讲涉及一种抗电痕腐蚀并具有超疏水能力的热固性树脂基输电复合材料横担制备技术。背景技术0002复合材料杆塔由于其优良的综合性能，如强度高、重量轻、耐腐蚀、绝缘性好等特点，在欧美一些电力线路中得到成功应用。复合材料杆塔的应用，充分利用了复合材料机械强度高、绝缘性能优异的特点，有助于紧凑型线路的设计和实施，有效的节约了电力线路的走廊宽度，进一步节约了土地资源，具有重要的社会意义。

7、和经济价值。0003随着复合材料杆塔在更高电压等级线路中的应用110KV以上，工程设计上对复合材料横担的电绝缘、耐电痕、耐电弧、耐候、阻燃及物理机械性能要求相应提高。高电压等级线路中耐电痕化是考察绝缘材料是否适用的的重要的指标。电痕破坏是限制现代电力系统绝缘工作场强的基本因素，由于表面放电将会导致整个绝缘材料表面破坏。面对局部恶劣的自然环境，如海岸等盐害地区，高温潮湿环境，沙尘暴，化学气体，放射线辐射环境中，绝缘材料的表面总是在不断被污染，其抗电痕能力会进一步下降，这些外界因素为复合材料横担的应用长期安全使用提出了严峻的考验。0004现有的单一树脂材料的抗电痕能力较低通常小于25KV，远远不能。

8、满足高电压等级线路实际使用要求。目前，国内在该领域的研究尚属空白。发明内容0005本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，该制备工艺具有操作简单、快速等特点，所制备出的绝缘横担除具有优异的耐电痕能力外、可连续稳定生产且物理化学稳定外，还具有良好的疏水性、机械性能，耐化学腐蚀，抗疲劳和防污闪能力等；从而进一步拓宽了复合材料在绝缘领域的应用范围。0006本发明提供的一种耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，包括芯棒的制备和增爬伞群的制备，其特征在于所述芯棒为环氧树脂复合材料芯棒；所述增爬伞群为芯棒端头部位的耐电痕脂肪族环氧树脂增。

9、爬伞群。0007本发明提供的优选的耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，所述环氧树脂复合材料芯棒采用拉挤工艺或缠绕工艺制备；所述芯棒端头部位的耐电痕脂肪族环氧树脂增爬伞群采用真空浇铸法制备。0008本发明提供的优选的耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，所述拉挤工艺包括以下步骤0009A、将树脂混合搅拌均匀后，加入到经预热后的胶槽；0010B、采用温度为300500高温热处理或浓度分别为1030硝酸、硫酸或盐酸对增强纤维表面进行活化处理；说明书CN101942922ACN101942928A2/4页40011C、将步骤B得到的处理后的增强纤维，在牵引装置的拉力作用下，通过导。

10、向装置使其进入浸渍胶槽，形成充分润湿的预浸料；0012D、将步骤C得到的预浸料通过前段固化模具，预浸料在模具内快速吸热升温后，固化成型，在内脱模剂的作用下，由牵引装置拉出模具，形成预成型模，以排出多余的树脂和气泡；0013E、将步骤D得到的预成型模，进行高温固化处理，进一步提高材料的机械性能。0014本发明提供的优选的耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，所述真空浇铸法包括以下步骤0015将根据权利要求3制备得到的芯棒固定在浇铸模具中，模具内真空度为10PA50PA，在成型温度为6090时先保温13小时，然后在130160保温16小时，冷却后脱模成型。0016本发明提供的优选的耐电痕。

11、腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，所述增强纤维采用高强度玻璃纤维、玄武岩纤维；所述牵引装置采用牵引机。0017本发明提供的优选的耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，所述增爬伞群树脂采用高抗电痕树脂，高抗电痕腐蚀树脂包括按质量百分比计的下列组分00182060脂环族环氧树脂；1950甲基六氢酸酐固化剂；2050柔性有机硅树脂；130经憎水改性的氢氧化铝、氧化锆、玻璃粉和二氧化硅复合体系填料。0019本发明提供的优选的耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，所述憎水改性为将氢氧化铝、氧化锆、玻璃粉合二氧化硅经过高速球磨或将氢氧化铝、氧化锆、玻璃粉和二氧化硅在盐酸、硫酸或。

12、硝酸中浸泡46小时。0020本发明提供的优选的耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，所述胶槽预热温度为5070，拉挤成型模具温度为150220，高温固化处理温度为150190。0021本发明提供的优选的耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，所述增强纤维类型为纤维丝束或者纤维经纬布。0022增强纤维除采用高强度玻璃纤维、玄武岩纤维，也可以采用与高强度玻璃纤维、玄武岩纤维有相同作用的其他无机高强纤维；牵引装置为牵引机，也可以采用与牵引机有同等作用的其他设备；高温固化处理装置采用管式炉；憎水改性将氢氧化铝、氧化锆、玻璃粉和二氧化硅在盐酸、硫酸或硝酸中浸泡46小时，所用盐酸、硫酸或。

13、硝酸，也可以采用与盐酸、硫酸或硝酸有相同作用的其他无机酸。0023采用本发明提供的一种耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，所制备出的复合材料横担具有高疏水性，即水珠无法在材料表面自由铺展，两者之间的润湿角度不低于100；另外还具有良好的耐电痕等级，耐电痕化等级达到TMA45级，垂直燃烧等级为FV0级。0024与现有技术相比，本发明提供的一种耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺具有以下优点00251、制备工艺具有操作简单、快速等特点；00262、耐电痕化指标达到TMA45级，垂直燃烧等级为FV0级；00273、具有高疏水性；说明书CN101942922ACN10194292。

14、8A3/4页500284、所制备出的绝缘横担除具有优异的耐电痕能力外、可连续稳定生产且物理化学稳定；00295、还具有良好的疏水性、机械性能，耐化学腐蚀，抗疲劳和防污闪能力等；00306、从而进一步拓宽了复合材料在绝缘领域的应用范围。具体实施方式0031以下通过具体实施例对提供的一种高抗电痕腐蚀的复合材料绝缘横担及其制备工艺进行更进一步详细的说明。0032实施例10033本实施例提供的耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，耐电痕复合材料横担芯棒增强材料采用12K高强E玻璃纤维，树脂采用高强环氧树脂，树脂、固化剂、脱模剂比例为113005。0034首先将称量好的树脂原材料依次添加到混料。

15、罐中，在真空度为50PA时高速搅拌60分钟，搅拌均匀后取出加入到胶槽，胶槽预热温度为50，经过300高温处理的玻璃纤维以60MM/MIN的速度通过胶槽获得预浸料，预浸料经过四氟乙烯导向板汇聚进入成型模具，拉挤成型模具温度200，高温固化处理温度为190。0035增爬伞群基体树脂材料采用按质量百分比计的下列组分脂环族环氧树脂20，甲基六氢酸酐50，柔性有机硅树脂20，憎水改性氧化锆10。0036增爬伞群采用真空浇铸法，于10PA，成型温度为60下，先保温1小时，然后在130保温1小时，冷却脱模。0037本实施例制备的高抗电痕腐蚀的复合材料绝缘横担可连续稳定生产且物理化学性能稳定。0038实施例2。

16、0039本实施例提供的一种耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，耐电痕复合材料横担芯棒增强材料采用24K高强E玻璃纤维，树脂采用高强环氧树脂，树脂、固化剂、脱模剂比例为116005。0040首先将称量好的树脂原材料依次添加到混料罐中，在真空度为50PA时先中速搅拌30分钟，再高速搅拌30分钟，搅拌均匀后取出后加入到胶槽，胶槽预热温度为70，经过500高温处理的玻璃纤维以30MM/MIN的速度通过胶槽获得预浸料，预浸料经过四氟乙烯导向板汇聚进入成型模具，拉挤成型模具温度150，后续材料热处理温度取150。0041增爬伞群基体树脂材料采用按质量百分比计的下列组分脂环族环氧树脂60；甲基六。

17、氢酸酐19；柔性有机硅树脂20；憎水改性氢氧化铝和憎水改性玻璃粉1；浇铸工艺为成型温度制度为90先保温15小时，然后在160保温6小时，冷却脱模。0042本实施例制备的高抗电痕腐蚀的复合材料绝缘横担可连续稳定生产且物理化学性能稳定。0043实施例30044本实施例提供的一种耐电痕腐蚀、高疏水型输电复合材料横担的制备工艺，耐电痕复合材料横担芯棒增强材料采用24K高强耐电蚀ECR玻璃纤维，树脂采用高强环氧树脂，树脂、固化剂、脱模剂比例为11701。说明书CN101942922ACN101942928A4/4页60045首先将称量好的树脂原材料依次添加到混料罐中，在真空度为50PA时先中速搅拌30分。

18、钟，再高速搅拌30分钟，搅拌均匀后取出后加入到胶槽，胶槽预热温度为60，经过400高温处理的玻璃纤维以50MM/MIN的速度通过胶槽获得预浸料，预浸料经过四氟乙烯导向板汇聚进入成型模具，拉挤成型模具温度180，后续材料热处理温度取170。0046增爬伞群基体树脂材料采用按质量百分比计的下列组分脂环族环氧树脂20，甲基六氢酸酐20，柔性有机硅树脂30，憎水改性二氧化硅30，真空浇铸工艺为成型温度制度为80先保温3小时，然后在140保温2小时，冷却脱模。0047本实施例制备的高抗电痕腐蚀的复合材料绝缘横担可连续稳定生产且物理化学性能稳定。0048实施例40049本实施例提供的一种耐电痕腐蚀、高疏水。

19、型输电复合材料横担的制备工艺，耐电痕复合材料横担芯棒增强材料采用24K高强耐电蚀ECR玻璃纤维，树脂采用高强环氧树脂，树脂、固化剂、脱模剂比例为11501。0050首先将称量好的树脂原材料依次添加到混料罐中，在真空度为50PA时先中速搅拌30分钟，再高速搅拌30分钟，搅拌均匀后取出后加入到胶槽，胶槽预热温度为60，经过400高温处理的玻璃纤维以50MM/MIN的速度通过胶槽获得预浸料，预浸料经过四氟乙烯导向板汇聚进入成型模具，拉挤成型模具温度180，后续材料热处理温度取170。0051增爬伞群基体树脂材料采用按质量百分比计的下列组分脂环族环氧树脂30，甲基六氢酸酐19，柔性有机硅树脂50，憎水改性二氧化硅1，真空浇铸工艺为成型温度制度为80先保温3小时，然后在140保温2小时，冷却脱模。0052本实施例制备的高抗电痕腐蚀的复合材料绝缘横担可连续稳定生产且物理化学性能稳定。0053最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。说明书CN101942922A。