玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310531984.1	申请日：	2013.11.03
公开号：	CN103612407A	公开日：	2014.03.05
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B29D 23/00申请日:20131103\|\|\|公开
IPC分类号：	B29D23/00; C08L63/00; C08K13/06; C08K9/00; C08K7/10; C08J7/04	主分类号：	B29D23/00
申请人：	哈尔滨理工大学
发明人：	陈宇飞; 冯涛; 代起望; 张希旺; 陈炳艺; 郭红缘
地址：	150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号
优先权：
专利代理机构：	哈尔滨东方专利事务所 23118	代理人：	陈晓光
PDF下载：	PDF下载

内容摘要

玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法。目前，绝大多数高压断路器绝缘拉杆主体部位绝缘管容易引起隔离开关短路放电故障，影响绝缘拉杆运行可靠性。本发明方法包括：将环氧树脂、促进剂、固化剂、增韧剂及辅料混合均匀制成胶液；将经过偶联剂处理过的无稔玄武岩纤维平纹布烘焙，之后切割成纤维布条，之后利用所述的胶液将纤维布条于浸胶；选择85~90°之间的缠绕角度，控制缠绕张力为纤维强度的5%~10%，控制缠绕速度小于0.9m/s进行湿法缠绕，之后经过固化、退火、脱模、后处理、修整加工得到初步缠绕管；涂刷环氧酯漆，并于120℃下烘焙干燥得到绝缘管。本发明用于高压断路器绝缘拉杆。

权利要求书

权利要求书
1.  一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：第一步，将环氧树脂、促进剂、固化剂、增韧剂及辅料混合均匀制成胶液；第二步，将经过偶联剂处理过的无稔玄武岩纤维平纹布烘焙，之后切割成宽度为40mm~100mm的纤维布条，之后利用所述的胶液将纤维布条于浸胶；第三步，选择85~90°之间的缠绕角度，控制缠绕张力为纤维强度的5%~10%，控制缠绕速度小于0.9m/s进行湿法缠绕，之后经过固化、退火、脱模、后处理、修整加工得到初步缠绕管；第四步，涂刷环氧酯漆，并于120℃下烘焙干燥得到绝缘管。

2.  根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的胶液中，环氧树脂的重量份数为100份，促进剂的重量份数为1-1.5，固化剂的重量份数为10-15，增韧剂的重量份数为80-85，辅料的重量份数为1-2；所述的偶联剂的重量份数为1-2。

3.  根据权利要求1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的无稔玄武岩纤维平纹布被切割成宽度为80mm的纤维布条。

4.  根据权利要求1或2或3所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的第二步湿法缠绕是胶液的黏度为0.35-1Pa·s，所述的胶液凝胶时间大于4小时。

5.  根据权利要求1或2或3或4所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的第三步固化是选用远红外线加热固化法，固化参数为：80℃下固化1小时，之后于100℃下固化2小时，之后于140℃下固化4小时，之后于160℃下固化4~6小时。

6.  根据权利要求1或2或3或4或5所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的第二步使用的玄武岩纤维平纹布的厚度为0.1-0.2mm，面密度为2.0-3.0g/cm3，单丝直径为4-7μm。

说明书

说明书玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法。
背景技术：
高压断路器绝缘拉杆主要承担着高低电位隔离和动能传递的角色。高压断路器的绝缘拉杆不但要承担断路器通断过程中的操作力，而且要承受较大的过电压。要求其机械强度满足各种工况的同时也满足整体的电气性能需要；另外绝缘拉杆长期处于SF6 气体及其电弧分解物的污染中，故还应具有良好的耐蚀性。
目前，绝大多数绝缘拉杆主体部位绝缘管是以环氧树脂为基体、无碱玻璃纤维布为增强材料的复合材料，而复合材料的机械性能和电气性能取决于树脂体系、增强材料的性能以及树脂体系和增强材料的界面结合程度。
另外，玻璃璃纤维增强材料弹性模量小脆弱易裂，长期耐温性较弱，防水性较弱湿热环境下易老化，容易导致绝缘拉杆形成缺陷导致局部放电进而引起隔离开关短路放电故障这些都会影响绝缘拉杆运行可靠性。
发明内容：
本发明的目的是提供一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，第一步，将环氧树脂、促进剂、固化剂、增韧剂及辅料混合均匀制成胶液；第二步，将经过偶联剂处理过的无稔玄武岩纤维平纹布烘焙，之后切割成宽度为40mm~100mm的纤维布条，之后利用所述的胶液将纤维布条于浸胶；第三步，选择85~90°之间的缠绕角度，控制缠绕张力为纤维强度的5%~10%，控制缠绕速度小于0.9m/s进行湿法缠绕，之后经过固化、退火、脱模、后处理、修整加工得到初步缠绕管；第四步，涂刷环氧酯漆，并于120℃下烘焙干燥得到绝缘管。
所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的胶液中，环氧树脂的重量份数为100份，促进剂的重量份数为1-1.5，固化剂的重量份数为10-15，增韧剂的重量份数为80-85，辅料的重量份数为1-2；所述的偶联剂的重量份数为1-2。
所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的无稔玄武岩纤维平纹布被切割成宽度为80mm的纤维布条。
所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步湿法缠绕是胶液的黏度为0.35-1Pa·s，所述的胶液凝胶时间大于4小时。
所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第三步固化是选用远红外线加热固化法，固化参数为：80℃下固化1小时，之后于100℃下固化2小时，之后于140℃下固化4小时，之后于160℃下固化4~6小时。
所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步使用的玄武岩纤维平纹布的厚度为0.1-0.2mm，面密度为2.0-3.0g/cm3，单丝直径为4-7μm。
有益效果：
1. 本发明方法制作的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管应用于绝缘拉杆，具有比玻璃钢更加优异的机械强度和介电强度，吸水率低，耐腐蚀性膨胀系数均优于玻璃纤维复合材料。绝缘拉杆要求承担断路器分、合闸过程的操作力，长期高压高温环境影响其机械性能和机械寿命；而玄武岩纤维与环氧树脂之间更好的界面黏结，使得其复合材料拥有更加优异的机械和介电性能从而满足高压开关和高压断路器对绝缘结构件的要求。
玄武岩纤维与环氧树脂有更好的黏结性能，界面结合强度高，其复合材料有更优异的机械性能和介电强度。例如，压缩强度室温可达到117.6MPa，，平行层向介电强度大于25kV/mm,平行层向绝缘电阻≥1.1×1012Ω，吸水率室温小于0.3%。
2.本发明提供的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管与传统绝缘管性能对比如下：试验项目单位检验条件检验结果同工艺产品9368标准值密度 ≥kg/m3常温1.87×103≥1.6×103 吸水≥%常温0.14≤0.4压缩强度≥MPa轴向174≥117.6介质损耗≤--50Hz0.0027≤0.01平行层向绝缘电阻Ω常态1.1×10121.0×1010平行层向耐电压kV80kv/5min不闪络、不发热、不击穿不闪络、不发热、不击穿
具体实施方式：
实施例1：
一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，第一步，将环氧树脂、促进剂、固化剂、增韧剂及辅料混合均匀制成胶液；第二步，将经过偶联剂处理过的无稔玄武岩纤维平纹布烘焙，之后切割成宽度为40mm~100mm的纤维布条，之后利用所述的胶液将纤维布条于浸胶；第三步，选择85~90°之间的缠绕角度，控制缠绕张力为纤维强度的5%~10%，控制缠绕速度小于0.9m/s进行湿法缠绕，之后经过固化、退火、脱模、后处理、修整加工得到初步缠绕管；第四步，涂刷环氧酯漆，并于120℃下烘焙干燥得到绝缘管。
实施例2：
根据实施例1所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的胶液中，环氧树脂的重量份数为100份，促进剂的重量份数为1-1.5，固化剂的重量份数为10-15，增韧剂的重量份数为80-85，辅料的重量份数为1-2；所述的偶联剂的重量份数为1-2。
实施例3：
根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的无稔玄武岩纤维平纹布被切割成宽度为80mm的纤维布条。
实施例4：
根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步湿法缠绕是胶液的黏度为0.35-1Pa·s，所述的胶液凝胶时间大于4小时。
实施例5：
根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第三步固化是选用远红外线加热固化法，固化参数为：80℃下固化1小时，之后于100℃下固化2小时，之后于140℃下固化4小时，之后于160℃下固化4~6小时。
实施例6：
根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第一步的环氧树脂为E-44环氧树脂，环氧当量是213-244 g·mol-1,环氧值是0.41-0.47mol·（100g）-1,软化点是12-20℃。
实施例7：
根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步使用的玄武岩纤维平纹布的厚度为0.1-0.2mm，面密度为2.0-3.0g/cm3，单丝直径为4-7μm。
实施例8：
根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步使用的偶联剂选为硅烷偶联剂。
实施例9：
根据实施例1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其适用于高压开关，高压断路器中的绝缘拉杆，主要承担着高低电位隔离和动能传递的角色。高压断路器的绝缘拉杆不但要承担断路器通断过程中的操作力，而且要承受较大的过电压，要求其机械强度满足各种工况的同时也满足整体的电气性能需要。

资源描述

《玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103612407 A (43)申请公布日 2014.03.05 CN 103612407 A (21)申请号 201310531984.1 (22)申请日 2013.11.03 B29D 23/00(2006.01) C08L 63/00(2006.01) C08K 13/06(2006.01) C08K 9/00(2006.01) C08K 7/10(2006.01) C08J 7/04(2006.01) (71)申请人哈尔滨理工大学地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路 52 号 (72)发明人陈宇飞冯涛代起望张希旺陈炳艺郭红缘 (7。

2、4)专利代理机构哈尔滨东方专利事务所 23118 代理人陈晓光 (54) 发明名称玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法 (57) 摘要玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法。目前，绝大多数高压断路器绝缘拉杆主体部位绝缘管容易引起隔离开关短路放电故障，影响绝缘拉杆运行可靠性。本发明方法包括：将环氧树脂、促进剂、固化剂、增韧剂及辅料混合均匀制成胶液；将经过偶联剂处理过的无稔玄武岩纤维平纹布烘焙，之后切割成纤维布条，之后利用所述的胶液将纤维布条于浸胶；选择 8590之间的缠绕角度，控制缠绕张力为纤维强度的 5%10%，控制缠绕速度小于 0.。

3、9m/s进行湿法缠绕，之后经过固化、退火、脱模、后处理、修整加工得到初步缠绕管；涂刷环氧酯漆，并于 120下烘焙干燥得到绝缘管。本发明用于高压断路器绝缘拉杆。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 4 页 (19)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 (10)申请公布号 CN 103612407 A CN 103612407 A 1/1 页 2 1. 一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：第一步，将环氧树脂、促进剂、固化剂、增韧剂及辅料混合均匀制成胶液；第二步，将经过偶联剂处理过的。

4、无稔玄武岩纤维平纹布烘焙，之后切割成宽度为 40mm100mm 的纤维布条，之后利用所述的胶液将纤维布条于浸胶；第三步，选择 8590之间的缠绕角度，控制缠绕张力为纤维强度的 5%10%，控制缠绕速度小于 0.9m/s 进行湿法缠绕，之后经过固化、退火、脱模、后处理、修整加工得到初步缠绕管；第四步，涂刷环氧酯漆，并于 120下烘焙干燥得到绝缘管。 2. 根据权利要求 1 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的胶液中，环氧树脂的重量份数为 100 份，促进剂的重量份数为 1-1.5，固化剂的重量份数为 10-15，增。

5、韧剂的重量份数为 80-85，辅料的重量份数为 1-2 ；所述的偶联剂的重量份数为 1-2。 3.根据权利要求1或2所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的无稔玄武岩纤维平纹布被切割成宽度为 80mm 的纤维布条。 4. 根据权利要求 1 或 2 或 3 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的第二步湿法缠绕是胶液的黏度为 0.35-1Pas，所述的胶液凝胶时间大于 4 小时。 5.根据权利要求1或2或3或4所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的第三步固化是选用远红外线加热固化法，固化参数为。

6、： 80下固化 1 小时，之后于 100下固化 2 小时，之后于 140下固化 4 小时，之后于 160下固化 46 小时。 6. 根据权利要求 1 或 2 或 3 或 4 或 5 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其特征是：所述的第二步使用的玄武岩纤维平纹布的厚度为 0.1-0.2mm，面密度为 2.0-3.0g/cm3，单丝直径为 4-7m。权利要求书 CN 103612407 A 2 1/4 页 3 玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法 0001 技术领域：本发明涉及一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法。 0002 背景技术：高压断。

7、路器绝缘拉杆主要承担着高低电位隔离和动能传递的角色。高压断路器的绝缘拉杆不但要承担断路器通断过程中的操作力，而且要承受较大的过电压。要求其机械强度满足各种工况的同时也满足整体的电气性能需要；另外绝缘拉杆长期处于 SF6 气体及其电弧分解物的污染中，故还应具有良好的耐蚀性。 0003 目前，绝大多数绝缘拉杆主体部位绝缘管是以环氧树脂为基体、无碱玻璃纤维布为增强材料的复合材料，而复合材料的机械性能和电气性能取决于树脂体系、增强材料的性能以及树脂体系和增强材料的界面结合程度。 0004 另外，玻璃璃纤维增强材料弹性模量小脆弱易裂，长期耐温性较弱，防水性较弱湿热环境。

8、下易老化，容易导致绝缘拉杆形成缺陷导致局部放电进而引起隔离开关短路放电故障这些都会影响绝缘拉杆运行可靠性。 0005 发明内容：本发明的目的是提供一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法。 0006 上述的目的通过以下的技术方案实现：一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，第一步，将环氧树脂、促进剂、固化剂、增韧剂及辅料混合均匀制成胶液；第二步，将经过偶联剂处理过的无稔玄武岩纤维平纹布烘焙，之后切割成宽度为 40mm100mm 的纤维布条，之后利用所述的胶液将纤维布条于浸胶；第三步，选择 8590之间的缠绕角度，控制缠绕张力为纤维强度的 5%。

9、10%，控制缠绕速度小于 0.9m/s 进行湿法缠绕，之后经过固化、退火、脱模、后处理、修整加工得到初步缠绕管；第四步，涂刷环氧酯漆，并于 120下烘焙干燥得到绝缘管。 0007 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的胶液中，环氧树脂的重量份数为100份，促进剂的重量份数为1-1.5，固化剂的重量份数为10-15，增韧剂的重量份数为 80-85，辅料的重量份数为 1-2 ；所述的偶联剂的重量份数为 1-2。 0008 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的无稔玄武岩纤维平纹布被切割成宽度为 80mm 的纤维布条。 000。

10、9 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步湿法缠绕是胶液的黏度为 0.35-1Pas，所述的胶液凝胶时间大于 4 小时。 0010 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第三步固化是选用远红外线加热固化法，固化参数为： 80下固化 1 小时，之后于 100下固化 2 小时，之后于 140下固化 4 小时，之后于 160下固化 46 小时。 0011 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步使用的玄武岩纤维平纹布的厚度为 0.1-0.2mm，面密度为 2.0-3.0g/cm3，单丝直径为 4-7m。 0012 有益效。

11、果： 1. 本发明方法制作的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管应用于绝缘拉杆，具有比玻璃说明书 CN 103612407 A 3 2/4 页 4 钢更加优异的机械强度和介电强度，吸水率低，耐腐蚀性膨胀系数均优于玻璃纤维复合材料。绝缘拉杆要求承担断路器分、合闸过程的操作力，长期高压高温环境影响其机械性能和机械寿命；而玄武岩纤维与环氧树脂之间更好的界面黏结，使得其复合材料拥有更加优异的机械和介电性能从而满足高压开关和高压断路器对绝缘结构件的要求。 0013 玄武岩纤维与环氧树脂有更好的黏结性能，界面结合强度高，其复合材料有更优异的机械性能和介电强度。例如，压缩强度。

12、室温可达到 117.6MPa，，平行层向介电强度大于 25kV/mm, 平行层向绝缘电阻 1.11012，吸水率室温小于 0.3%。 0014 2. 本发明提供的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管与传统绝缘管性能对比如下：说明书 CN 103612407 A 4 3/4 页 5 试验项目单位检验条件检验结果同工艺产品 9368 标准值密度kg/m3常温1.87103 1.6103 吸水%常温0.14 0.4 压缩强度MPa轴向174 117.6 介质损耗-50Hz0.0027 0.01 平行层向绝缘电阻常态1.110121.01010 平行层向耐电压kV80kv/5min 不闪络。

13、、不发热、不击穿不闪络、不发热、不击穿 0015 具体实施方式：实施例 1 ：说明书 CN 103612407 A 5 4/4 页 6 一种玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，第一步，将环氧树脂、促进剂、固化剂、增韧剂及辅料混合均匀制成胶液；第二步，将经过偶联剂处理过的无稔玄武岩纤维平纹布烘焙，之后切割成宽度为 40mm100mm 的纤维布条，之后利用所述的胶液将纤维布条于浸胶；第三步，选择 8590之间的缠绕角度，控制缠绕张力为纤维强度的 5%10%，控制缠绕速度小于 0.9m/s 进行湿法缠绕，之后经过固化、退火、脱模、后。

14、处理、修整加工得到初步缠绕管；第四步，涂刷环氧酯漆，并于 120下烘焙干燥得到绝缘管。 0016 实施例 2 ：根据实施例 1 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的胶液中，环氧树脂的重量份数为100份，促进剂的重量份数为1-1.5，固化剂的重量份数为10-15，增韧剂的重量份数为 80-85，辅料的重量份数为 1-2 ；所述的偶联剂的重量份数为 1-2。 0017 实施例 3 ：根据实施例 1 或 2 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的无稔玄武岩纤维平纹布被切割成宽度为 80mm 的纤维布条。 0018 实施例 4 ：根。

15、据实施例 1 或 2 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步湿法缠绕是胶液的黏度为 0.35-1Pas，所述的胶液凝胶时间大于 4 小时。 0019 实施例 5 ：根据实施例 1 或 2 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第三步固化是选用远红外线加热固化法，固化参数为： 80下固化 1 小时，之后于 100下固化 2 小时，之后于 140下固化 4 小时，之后于 160下固化 46 小时。 0020 实施例 6 ：根据实施例 1 或 2 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第一步的环氧树脂为 E-44 环氧树脂，。

16、环氧当量是 213-244 gmol-1, 环氧值是 0.41-0.47mol （100g） -1, 软化点是 12-20。 0021 实施例 7 ：根据实施例 1 或 2 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步使用的玄武岩纤维平纹布的厚度为 0.1-0.2mm，面密度为 2.0-3.0g/cm3，单丝直径为 4-7m。 0022 实施例 8 ：根据实施例 1 或 2 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，所述的第二步使用的偶联剂选为硅烷偶联剂。 0023 实施例 9 ：根据实施例 1 或 2 所述的玄武岩纤维增强环氧树脂绝缘管的制作方法，其适用于高压开关，高压断路器中的绝缘拉杆，主要承担着高低电位隔离和动能传递的角色。高压断路器的绝缘拉杆不但要承担断路器通断过程中的操作力，而且要承受较大的过电压，要求其机械强度满足各种工况的同时也满足整体的电气性能需要。说明书 CN 103612407 A 6 。

展开阅读全文