本发明涉及用于复合绝缘子的电气绝缘材料、通过将这种电气绝缘材料用作复合绝缘子的外壳而制作复合绝缘子的方法及采用这种电气绝缘材料作为其外壳的复合绝缘子。 最近，对复合绝缘子的需要增加了。一般来说，复合绝缘子（又称为聚俣物绝缘子）的结构为，在由诸如纤维补强塑料（FRP）制成的棒形绝缘支持件外周围提供有由诸如EPDM橡胶的电气绝缘材料制成的外壳。
通常，在作为用于外壳的电气绝缘材料的橡胶混合物中加入硅石、铝土、二氧化钛、碳酸钙、氢氧化镁或氢氧化铝作为增强剂或填充剂。其中，诸如氢氧化镁或氢氧化铝的氢氧化物是有用地，因为这些氢氧化物能增强绝缘子的抗断裂性和抗腐蚀性。尤其是，由于氢氧化铝释放结晶体的水的温度约为20℃那样低，因此，作为用于绝缘子外壳的电气绝缘橡胶材料的添加剂，氢氧化铝是最合适的。
为了在绝缘支持件的外周围形成外壳，要采用注模工艺、传递塑模工艺或压缩塑模工艺。在这些工艺中，未硫化的树脂或未硫化橡胶混合剂注入两分型模具，通过固化模具中的这一电气绝缘材料形成外壳。
图2和图3（a）、3（b）是剖面图，简单说明电气绝缘支持件12及其周围的外壳13。
首先，电气绝缘支持件12放于由分开的模具构件11a和11b组成的模具的中央部位。然后，如图2所示，电气绝缘材料通过一个未示出的注入装置加压而注入模具中支持件12的周围。此时，模具构件11a和11b被牢固地压紧，从模具的外侧施加压力和热量到模具构件11a和11b上。从外侧给模具构件11a和11b加压的原因是防止因注入压力和注入模具中的电气绝缘材料13的热膨胀引起的内部压力使模具构件11a和11b相互分离。另外，对模具构件11a和11b加热可促进电气绝缘材料13在适当的固化温度下的固化。
然而，即使从模具的外侧对模具构件11a和11b加压，电气绝缘材料13的热膨胀也可能使电气绝缘材料13的内部压力超过加到模具构件上压力。在这种情况下，如图3（a）所示，模具构件11a和11b的对接面相互分开，一部分未硫化的电气绝缘材料会通过分离的模具构件11a和11b之间的缝隙漏出。通过模具构件11a和11b之间的缝隙漏出的那部分电气绝缘材料14固化在模具的外面。因此，模具脱模后会产生这样一种现象，即由于相应于从模具漏出的橡胶，外壳缺少一定量的橡胶，冷却期间外壳的橡胶在模具构件11a和11b之间的对接区处出现凹陷，即在模具构件11a和11b之间的对接区附近形成缝隙15。图3（b）说明了这样一种现象。
通过增加从外部加到模具构件11a和11b上的压力，可避免上述现象。然而，为了提高绝缘子的生产率，最近的研究表明，提高材料13的固化温度可使电气绝缘材料13更快地固化。当电气绝缘材料的固化温度升高时，电气绝缘材料的热膨胀增大。因此，必须进一步升高从外部加到模具构件11a和11b上的压力。结果，从外部给模具构件11a和11b加压的装置变得庞大而复杂，导致复合绝缘子的生产成本增加。
本发明致力于解决上述问题，提供一种用于复合绝缘子外壳的电气绝缘材料，其能防止外壳在模制时产生裂缝，同时不增加生产成本或降低生产率。
本发明涉及用于复合绝缘子外壳的电气绝缘材料，该复合绝缘子的结构为，通过高压下的高温加热进行固化，在模具中绝缘支持件的外周围形成外壳，其中，电气绝缘材料包括一种电气绝缘成分和加到电气绝缘成分中的定量的热膨胀系数调节材料，这种量使电气绝缘材料的线性热膨胀系数不大于1.5×10-4/℃。可以认为，电气绝缘材料的线性热膨胀系数越低，绝缘子的特性越好。但是，这样的低限取决于所用材料。
该电气绝缘材料至少由一种诸如EPDM、EPM的基底聚合物、硅酮橡胶和/或EVA、诸如增塑剂和加强填充剂的添加剂、和抗氧剂组成，而诸如氧化铝、氧化镁和/或碳酸钙的粉末状无机材料掺入到电气绝缘材料中。当电气绝缘材料的体积取为100时，所掺入的粉末状无机材料的体积最好是35至50。当电气绝缘材料的体积取为100时，所掺入的粉末状无机材料可以部分被诸如硅石、铝土和/或二氧化钛以诸如10-20的体积的其它粉末状无机材料所替换。
此处所用的术语“热膨胀系数调节材料”指的是能调节或降低电气绝缘材料的热膨胀系数的材料。
下面作为电气绝缘材料的最佳实施例。
（1）当电气绝缘材料的体积取为100时，掺入电气绝缘材料的热膨胀系数调节材料的体积在35至50范围内。
（2）电气绝缘材料是乙烯-丙烯-二烯三元共聚物（EPDM）橡胶时，若电气绝缘材料也如此取值，氢氧化铝〔Al（OH）3或Al2O3·3H2O〕掺入35-50的量。尽管已经用氢氧化铝作为上述添加剂，该添加量远小于本发明中的添加量。更进一步说，现有技术未曾提示过加入如此大量的氢氧化铝使之作为热膨胀系数调节材料。
根据本发明，由于电气绝缘材料的线性热膨胀系数不大于1.5×10-4/℃-，能防止绝缘子的外壳在模制和固化时出现裂缝。另外，本发明仅将热膨胀系数调节材料掺入电气绝缘材料中，能避免提高生产成本和降低生产率。
本发明的另一方面是提供一种生产复合绝缘子的方法，该复合绝缘子包括一个电气绝缘支持件和在该支持件外周围形成的外壳，所述方法包括的步骤有：（A）将该支持件放入至少分成两个模具构件的模具中;（B）将电气绝缘材料注入模具中围绕该支持件的外周;和（C）闭俣模具后模制和固化支持件周围的所述电气绝缘材料，其中外壳由电气绝缘材料制成，该电气绝缘材料包括电气绝缘成分和热膨胀系数调节材料，所加入的热膨胀系数调节材料的量使电气绝缘材料的线性热膨胀系数不大于1.5×10-4/℃。
本发明的进一步的方面是提供一种复合绝缘子，它包括一个电气绝缘支持件和一个形成在该支持件周围的外壳，其中外壳是通过高压下高温加热固化而形成在模具中绝缘支持件的外周围的，其中电气绝缘材料包括电气绝缘成分和加入电气绝缘成分的热膨胀系数调节材料，所加入的量使电气绝缘材料的线性热膨胀系数不大于1.5×10-4/℃。
在本发明的这一进一步的方面中，电气绝缘材料的上述最佳实施例也可用来作为上述生产方法和上述复合绝缘子的最佳实施例。
本发明的这些和其它目的，特征和优点，通过本发明的下述说明将得到理解。
为了更好地理解本发明，将参照附图，其中：
图1是一张曲线图，示出相对于按重量划分的100份基底聚合物的Al（OH）3的重量份数与EPDM橡胶的线性热膨胀系数的关系;
图2是一张剖面图，说明电气绝缘支持件和由EPDM橡胶制成的外壳放入模具时的状态;
图3（a）是一张剖面图，简单说明模制时电气绝缘材料从模具中漏出的状态，图3（b）是一张剖面图，简单说明由于电气绝缘材料的漏出使外壳产生裂缝或被拉出的现象。
如上所述，为了解决上述现有技术中遇到的问题，必须降低电气绝缘材料的热膨胀系数。本发明人注意到，热膨胀系数调节材料掺入电气绝缘材料可实现这一目的。
本发明将具体根据表1和图1得到解释。
表1绘出了实验数据，说明其中掺有作为热膨胀系数调节材料的氢氧化铝的电气绝缘材料之可模性。
本实验所用的电气绝缘材料包含EPDM橡胶和混合物，其中氢氧化铝的量是变化的，如表1所示。就是说，EPDM橡胶的组成是EPDM基底聚合物、相对于100份重量的EPDM基底聚合物的6.5份重量的固化剂（过氧化二枯基）、和5份重量的加速催化剂（氧化锌）、2.5份重量的软化剂（石蜡油）、1份重量的分散剂（硬脂酸）、和10份重量的着色剂（氧化钛），同时如表1所述的相对于100份重量的EPDM基底聚合物，氢氧化铝的添加量在150-400份重量的范围内变化。因而实例EP-1至EP-11是通过搅拌并在180℃固化6分钟生产出的。图2示出相对于每一个实例EP-1至EP-10线性热膨胀系数与氢氧化铝添加量之间的关系。由于EP-11在搅拌混合时氢氧化铝的分散性不好，因而EP-11没有生产出模具构件。如图1所示，EPDM橡胶的线性热膨胀系数随氢氧化铝添加量的增大而降低。
对于每一实例EP-1至EP-10，采用如图2和图3（a）和3（b）所示的常规模具经压模进行5次模制。另外，搅拌的混合物中氢氧化铝的分散性由裸眼可观察到。
如表1所示，对于EP-1（氢氧化铝的添加量：相对于100份重量的EPDM基底聚合物为150份重量），EPDM橡胶在所有5次模制试验中全部裂缝。对于EP-2（氢氧化铝的添加量：相对地100份重量的EPDM基底聚合物为175份重量），EPDM橡胶在5次模制试验中裂缝2次。然而，对EP-3至EP-10（氢氧化铝的添加量：相对地100份重量的EPDM基底聚合物为200-375份重量），EPDM橡胶在所有5次模制试验中都没出现诸如裂缝的异常状况。
从表1给出的结果中，可以认为，当相对于100份重量的EPDM基底聚合物，氢氧化铝的添加量不少于200份重量时，就能防止复合绝缘子的外壳在模制时的裂缝。另外，从表1和图1可以看出，可以认为，当电气绝缘材料的线性热膨胀系数为不大于1.5×10-4/℃时，就能防止外壳在模制时的裂缝。
本发明不限于上述实验，还可以如下完成：
（1）本发明的应用不限于压模，还可以适用于其它诸如注模、传递塑模的其它模制方法，其中模具被分成至少两个模具构件且电气绝缘材料在高温高压下在模具中进行模制。
（2）EPDM橡胶和氢氧化铝分别用来作为电气绝缘材料和热膨胀系数调节材料，但本发明也可适用于可在类似的模制方法中得到模制的其它电气绝缘材料和其它热膨胀系数调节材料。
如上详述，根据本发明的电气绝缘材料在其用来作为复合绝缘子的外壳时，能防止在模制时的裂缝，而不增加生产成本或降低生产率。