CN118430910A - 一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，芯棒原料包括胶料和玻璃纤维，所述胶料按质量比包括：环氧树脂100份、固化剂75～85份、促进剂1.5～2份、偶联剂0.5～2份和内脱模剂1～2份；内脱模剂含有脂肪醇‑C12‑15‑聚氧乙烯醚、2,2′,2″‑三羟基三乙胺和四磷酸的组合；偶联剂为BYK‑C8001；胶料和玻璃纤维通过模具成型、固化后，将芯棒粘接面免打磨的清洗，然后在粘接面涂敷有机聚硅氧烷粘接剂，然后干燥处理；最后在芯棒的粘接面通过注射或挤出成型工艺包覆保护套。本发明的芯棒成型后无需打磨，省时省力、无粉尘污染；与打磨芯棒相比，芯棒免打磨后，可以保持芯棒成型后的形状稳定，进而保证芯棒与金具的界面连接强度，提升复合绝缘子的质量稳定性；而且芯棒可以长时间的储存。

Description

一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法

技术领域

本发明涉及复合绝缘子技术领域，特别是一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法。

背景技术

复合绝缘子用芯棒一般采用玻璃纤维和树脂胶料通过金属模具以连续拉挤工艺成型，由于树脂与金属具有较强的粘接强度,同时树脂固化后的收缩率极低，存在脱模困难、模具寿命低等问题。因此为了便于脱模，必须在芯棒原料中添加内脱模剂，目前一般采用专用硬脂酸或硬脂酸锌或其混合物作为内脱模剂，但该类型的内脱模剂不参加固化反应，随着时间的推移，内脱模剂向芯棒表面(粘接面)迁移而影响芯棒与伞套粘接界面的粘接性能，从而影响复合绝缘子的稳定性和使用寿命。

现有技术中，为了保障芯棒的连接性能，需要对成型的芯棒进行打磨处理，但是打磨后的芯棒存在形状、尺寸精度降低，影响绝缘子金具压接可靠性及一致性。而且玻璃纤维和树脂打磨造成的粉尘容易污染环境及影响操作工人的身体健康。

因此，亟需研发一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，在芯棒免打磨的同时，保证芯棒与伞套及金具可靠的界面连接强度。

发明内容

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，其特征在于：芯棒原料包括胶料和玻璃纤维，所述胶料按质量比包括：环氧树脂100份、固化剂75～85份、促进剂1.5～2份、偶联剂0.5～2份和内脱模剂1～2份；

所述偶联剂是BYK-C8001；

所述内脱模剂含有脂肪醇-C12-15-聚氧乙烯醚、2,2′,2″-三羟基三乙胺和四磷酸的组合。

免打磨的复合绝缘子芯棒制造包括以下步骤：

S1、将胶料混合均匀，获得原料A；

S2、将玻璃纤维导入模具并注入原料A，使用拉挤工艺成型、固化后获得芯棒；

S3、将S2的芯棒粘接面免打磨的清洗(可以选用酒精等溶剂清洗)并晾干；

S4、在芯棒粘接面涂敷有机聚硅氧烷粘接剂，然后干燥处理；

S5、在芯棒的粘接面包覆保护套(通过注射成型或挤出成型工艺包覆)，保护套的材料为硅橡胶或氟硅橡胶；

S6、储存芯棒。

进一步的，所述胶料中还包括聚醚多元醇增韧剂0.5～1份。

进一步的，所述胶料中还包括≤10份的填料，所述填料是AL(OH)3或CaCo3。

进一步的，所述固化剂是甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐或甲基纳迪克酸酐的一种或组合。

进一步的，所述促进剂是2-乙基-4-甲基咪唑或烷基取代咪唑或K54叔胺促进剂。

进一步的，所述环氧树脂是128环氧树脂或多官能团复合环氧树脂的一种或组合。

进一步的，所述干燥处理要求为室温下干燥20分钟以上或100～125℃温度下干燥10～30分钟。

进一步的，所述保护套的厚度少于2mm。

进一步的，所述内脱模剂组分的质量比为脂肪醇-C12-15-聚氧乙烯醚70～75％、2,2′,2″-三羟基三乙胺15～20％和四磷酸5～10％。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、芯棒成型后粘接面无需打磨，省时省力、无粉尘污染。

2、与打磨芯棒相比，芯棒免打磨后，可以保持芯棒成型后的形状不改变，进而保证芯棒与金具的界面连接强度，提升复合绝缘子的质量稳定性。

3、使用本发明的内脱模剂及偶联剂组合，并在成型后的芯棒粘接面包覆保护套后，芯棒可以长时间的存储，存储时间1年内注射伞套也不影响伞套的粘接性能。

附图说明

无

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面进行更全面的描述，给出本发明较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”、包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面以具体实施方式对本发明做进一步描述：

本发明的实施例中，胶料组份名称及用量见下表(胶料组份表)。

内脱模剂含有脂肪醇-C12-15-聚氧乙烯醚，具有较强的表面活性，可以降低液体表面的表面张力，使液体更容易湿润和渗透。脂肪醇-C12-15-聚氧乙烯醚中的疏水碳链基团与环氧基体之间通过氢键和范德华力等的作用紧紧吸附在一起；其中的亲水基团能在环氧树脂基体中充分的伸展，在基体表面形成一层包覆层，该基团可以自动定向在芯棒表面(粘接面)起到脱模和使基体稳定。内脱模剂中的四磷酸可以提升内脱模剂在高温成型种的稳定性，同时调节胶料的PH值，使树脂基体中增加了一定量的极性官能团，使其与环氧树脂有良好的相容性，同时助于提升芯棒的界面性能。另外脱模剂中2,2′,2″-三羟基三乙胺与带有脂肪酸或脂肪醇的基团形成稳定的胶体，起到乳化和增稠作用且利于脱模，而聚氧乙烯醚端通过与偶联剂、玻璃纤维作用与硅橡胶相容性好，便于与硅橡胶或氟硅橡胶粘接。

BYK-C8001是毕克化学生产的一种长链分子结构的偶联剂，一端是对内脱模剂、增韧剂、环氧基团有活性的基团，另一端是对玻璃纤维、填料等无机物有活性的基团，中间段为与树脂相容性基团，可将内脱模剂、增韧剂、填料与树脂结合并溶在树脂中。

本实施例通过BYK-C8001偶联剂及上述内脱模剂的组合使用，可以避免芯棒成型后内脱模剂及其它组分迁移至芯棒的粘接面而影响界面粘接性能，克服了使用传统内脱模剂时芯棒需要打磨的缺点，提高芯棒粘接性能，具有省时省力、无粉尘污染的优点。

与打磨芯棒相比，芯棒免打磨后，可以保持芯棒成型后的形状不改变，进而保证芯棒与金具的界面连接强度，提升复合绝缘子的质量稳定性。

固化剂选用甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐或甲基纳迪克酸酐的一种。

促进剂选用2-乙基-4-甲基咪唑或烷基取代咪唑或K54叔胺促进剂。

环氧树脂是128环氧树脂或多官能团复合环氧树脂的一种或组合。

将上述实施例1-3按照免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法的S1-S2步骤，经过模具连续拉挤成型为直径24mm的芯棒，然后按照DL/T 1580-2021进行测试，芯棒的基础性能数据见下表(芯棒基础性能数据)。

将上述实施例1-3和对比例(对比例的内脱模剂为硬脂酸，其余组份、用量与实施例3相同)按照免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法的S1-S2和S1-S5步骤，分别制成直径为24mm、无保护套和有保护套的芯棒样品各三个。

本实施例中保护套的厚度少于2mm，经过试验，保护套的厚度大于2mm时易出现偏心，导致在后续注射伞套时，容易造成样品(带保护套的芯棒)在模腔内不平而影响粘粘接性能。

有保护套的芯棒按GB/T 22079-2019进行水扩散测试，无保护套的芯棒按照DL/T1580-2021测试，测试结果见下表(芯棒水扩散试验数据表)。

从芯棒水扩散测试数据表可以看出，使用目前常用的硬脂酸作为内脱模剂，在免打磨、有保护套后，内脱模剂迁移至芯棒表面对粘接面造成很大影响，导致在水扩散测试中的泄漏电流均大于100μA，不符合GB/T 19519-2014标准的要求。

将上述实施例1-3和对比例(对比例的内脱模剂为硬脂酸，其余组份、用量与实施例3相同)按照免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法的S1-S2和S1-S5步骤，分别制成直径为24mm的芯棒、无保护套和有保护套的芯棒样品。芯棒在一定的储存时间后(无保护套的芯棒在注射伞套前进行S3、S4步骤的作业)，各取三个样品注射硅橡胶或氟硅橡胶的伞套制成FXBW-500/120复合绝缘子，对免打磨芯棒的界面粘接性能进行连续12个月的测试。

测试方法：将待测样品按GB/T 22079-2019的条件要求在0.1％NaCl盐水溶液中持续煮沸，水煮时间为100h后，再进行伞套与芯棒的界面粘接性能测试，结果见下表(芯棒不同储存时间的FXBW-500/120伞套界面粘接性能测试数据表)。

粘接等级说明：

5级---粘接非常好，伞套橡胶撕下后，只有橡胶与橡胶的撕裂，没有橡胶(伞套或保护套)与芯棒分离的现象，一组试品中所有试品没有一处不粘。

4级---粘接比较好，一组试品中只有个别试品很少的局部不粘，不粘处面积占整组试品粘接面积之和的5％以下。

3级---粘接比较差，橡胶(伞套或保护套)从芯棒撕下后，一组试品中有较多的局部不粘，不粘处面积占整组试品粘接面积之和的25％。

2级---粘接很差，橡胶(伞套或保护套)易从芯棒撕下，留下少许粘胶，不粘处面积占整组试品粘接面积之和的50％以上。

1级---几乎全部不粘。

从芯棒储存不同时间后制成的FXBW-500/120伞套界面粘接性能测试数据表中可以看出：

1)对比例芯棒的硬脂酸内脱模剂在免打磨情况下，无论是包覆保护套或直接注射伞套后，内脱模剂迁移至芯棒表面(粘接面)，对粘接面造成很大影响，导致界面粘接很差，伞套或保护套的橡胶易从芯棒粘接面撕下。而本发明实施例1-3的芯棒在放置4周的情况，在有或无保护套时注射伞套，均可以获得良好的粘接性能。

2)实例1-3的芯棒在4周内无保护套、免打磨的芯棒注射伞套后界面粘接等级可保持5级，第5周开始有所下降，因此在芯棒制作好一个月内加上保护套均可以确保芯棒的界面粘接性能。

3)实例1-3的芯棒在有保护套、免打磨的情况下，储存一年时间内可以确保界面粘接性能。

将上述实施例1-3和对比例(对比例的内脱模剂为硬脂酸，其余组份、用量与实施例3相同)按照免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法的S1-S5步骤，加工成直径24mm、有保护套的芯棒样品各三个，在所有样品上注射硅橡胶或氟硅橡胶的伞套制成FXBW-500/120复合绝缘子。并将所有试品按GB/T 22079-2019在0.1％NaCl盐水溶液中水煮42h,然后将带伞套的样品进行陡波前冲击耐受电压试验，最后分四段按GB/T 19519-2014及Q/GDW13253.1-2019《10kV～1000kV交流棒形悬式复合绝缘子采购标准第1部分：通用技术规范》进行测试及判定结果，结果见下表(FXBW-500/120复合绝缘子干工频电压试验数据及结果)。

免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，包括以下步骤：

S1、将胶料混合均匀，获得原料A；

S2、将玻璃纤维导入模具并注入原料A，固化成型后获得芯棒；

S3、将S2的芯棒粘接面免打磨的用酒精清洗并晾干；

S4、在芯棒粘接面涂敷有机聚硅氧烷粘接剂，然后干燥处理；

S5、在芯棒的粘接面通过注射成型或挤出成型工艺包覆保护套，保护套的材料为硅橡胶或氟硅橡胶；

S6、储存芯棒。

FXBW-500/120复合绝缘子的制造方法如下：

SS1、将配制好的伞套胶料放入注射机，调整好注射参数；

SS2、取上述S6步骤储存的芯棒，清洁保护套粘接面后放入模腔中；

SS3、合模、注射伞套、硫化成型；

SS4、取出，进入后工序。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，其特征在于：芯棒原料包括胶料和玻璃纤维，所述胶料按质量比包括：环氧树脂100份、固化剂75～85份、促进剂1.5～2份、偶联剂0.5～2份和内脱模剂1～2份；

所述偶联剂是BYK-C8001；

所述内脱模剂含有脂肪醇-C12-15-聚氧乙烯醚、2,2′,2″-三羟基三乙胺和四磷酸的组合；

免打磨的复合绝缘子芯棒制造包括以下步骤：

S1、将所述胶料混合均匀，获得原料A；

S2、将所述玻璃纤维导入模具并注入所述原料A，使用拉挤工艺成型、固化后获得芯棒；

S3、将S2的芯棒粘接面免打磨的清洗并晾干；

S4、在芯棒粘接面涂敷有机聚硅氧烷粘接剂，然后干燥处理；

S5、在芯棒的粘接面包覆保护套，保护套的材料为硅橡胶或氟硅橡胶；

S6、储存芯棒。

2.如权利要求1所述的一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，其特征在于：所述胶料中还包括聚醚多元醇增韧剂0.5～1份。

3.如权利要求1所述的一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，其特征在于：所述胶料中还包括≤10份的填料，所述填料是AL(OH)3或CaCo3。

4.如权利要求1所述的一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，其特征在于：所述固化剂是甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐或甲基纳迪克酸酐的一种或组合。

5.如权利要求1所述的一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，其特征在于：所述促进剂是2-乙基-4-甲基咪唑或烷基取代咪唑或K54叔胺促进剂。

6.如权利要求1所述的一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，其特征在于：所述环氧树脂是128环氧树脂或多官能团复合环氧树脂的一种或组合。

7.如权利要求1所述的一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，其特征在于：所述干燥处理要求为室温下干燥20分钟以上或100～125℃温度下干燥10～30分钟。

8.如权利要求1所述的一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，其特征在于：所述保护套的厚度少于2mm。

9.如权利要求1所述的一种免打磨的复合绝缘子芯棒制造方法，其特征在于：所述内脱模剂组分的质量比为脂肪醇-C12-15-聚氧乙烯醚70～75％、2,2′,2″-三羟基三乙胺15～20％和四磷酸5～10％。