一种绝缘杆杆体材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种绝缘杆杆体材料及其制备方法，所述绝缘杆杆体材料包括以下重量份的原料：环氧树脂36‑52份、聚醚醚酮8‑14份、玻璃纤维5‑9份、聚氨酯纤维2‑4份、阻燃剂3‑7份、引发剂1‑3份、无机填料2‑6份、增塑剂3‑5份、偶联剂2‑4份、光稳定剂1‑3份和润滑剂1‑3份。本发明专利技术制备的绝缘杆杆体材料绝缘性好、导热性低，机械强度高，同时具有优良的阻燃性能，使用过程中，尺寸稳定性好，不易变形，耐磨性能好，不会因风化、辐照及不可避免的应力作用下损坏而影响绝缘杆的正常使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及带电作业类硬质绝缘工具领域，尤其是涉及一种绝缘杆杆体材料及其制备方法。
技术介绍
绝缘杆是一种专用于电力系统内的绝缘工具组成的统一称呼，可以被用于带电作业，带电检修以及带电维护作业器具，不断更新。目前绝缘杆材料广泛使用的是固体复合绝缘材料，但因为制造加工工艺以及使用的玻璃纤维、环氧树脂的配方等原材料不同，产品质量差异很大。申请号为2015106133514的中国专利，公开了一种绝缘杆用杆体绝缘材料，属于带电作业装置领域，用于绝缘杆，其包括杆体，所述杆体为中空结构，采用高强度玻璃纤维、不锈钢丝、高强度尼龙纤维中的两种或三种混合编织后注塑填充有混合均匀的由以下重量份的成份：高密度聚乙烯30-40份、聚氯乙烯25-30份、硬质酞胺1-5份、增塑剂1-3份、抗氧化剂2-6份、氢氧化铝3-6份、芳香族酸配1-2份。鉴于上述技术方案，本专利技术能够实现线路带电的安全快速检测，且所用杆体材料不会发生导电现象，伸用寿命长，可靠性高。易辉在《高电压技术》2001年8月第27卷第4期中发表的“我国带电作业用绝缘杆材的现状与前景”中提到，几十年来，我国带电作业使用绝缘工具的材料不断更新，目前使用较广泛的是固体复合绝缘材料，因其制造加工工艺以及使用的玻璃纤维、环氧树脂的配方等原材料不同，产品质量差异很大。必须加强质量管理，筛选原材料，实施先进工艺，才能使产品质量稳定，确保性能优良的绝缘杆材。上述专利或文献中存在的问题是：（1）专利一中的绝缘杆材料机械强度不够，导致绝缘杆在日后的使用过程中因风化、辐照及不可避免的应力作用下损坏，影响绝缘杆的正常使用；（2）上述专利或文献中忽视了绝缘杆材料的阻燃性能，这给绝缘杆在使用过程中造成了安全隐患。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种绝缘杆杆体材料及其制备方法，解决了目前绝缘杆材料机械强度不够和阻燃性不好的问题。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种绝缘杆杆体材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂36-52份、聚醚醚酮8-14份、玻璃纤维5-9份、聚氨酯纤维2-4份、阻燃剂3-7份、引发剂1-3份、无机填料2-6份、增塑剂3-5份、偶联剂2-4份、光稳定剂1-3份和润滑剂1-3份。优选地，包括以下重量份的原料：环氧树脂44份、聚醚醚酮11份、玻璃纤维7份、聚氨酯纤维3份、阻燃剂5份、引发剂2份、无机填料4份、增塑剂4份、偶联剂3份、光稳定剂2份和润滑剂2份。优选地，所述阻燃剂为质量比为（2-5）:1的蒙脱土与二氰二氨的混合物。优选地，所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯和焦亚硫酸钠中的一种；所述无机填料为二氧化硅、高岭土和海泡石中的一种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和环氧大豆油中的一种。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂DL602和硅烷偶联剂A171中的一种；所述光稳定剂为紫外线吸收剂UV-326、紫外线吸收剂UV-328和紫外线吸收剂UV-329中的一种；所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯和油酰胺中的一种。上述的绝缘杆杆体材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将环氧树脂、聚醚醚酮、玻璃纤维、聚氨酯纤维、阻燃剂、增塑剂、光稳定剂和润滑剂加入至高速混合机中，高速混合机转速为200-400r/min，混合时间为20-40min，得第一混合料；（2）将引发剂、无机填料和偶联剂加入至至高速混合机中，保持转速不便，继续搅拌10-30min，得第二混合料；（3）将第二混合料送入双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒，即得产品。优选地，所述双螺杆挤出机的机头温度为180-185℃，双螺杆挤出机一区温度为：170-180℃，二区温度为185-205℃，三区温度为210-230℃。本专利技术的有益效果是：本专利技术制备的绝缘杆杆体材料绝缘性好、导热性低，机械强度高，同时具有优良的阻燃性能，使用过程中，尺寸稳定性好，不易变形，耐磨性能好，不会因风化、辐照及不可避免的应力作用下损坏而影响绝缘杆的正常使用，具体来说有以下几点：（1）本专利技术制备的绝缘杆杆体材料抗弯强度高达44.37×103-51.85×103N/cm2，抗拉强度45.57×103-52.60×103N/cm2，常态电阻率为9.52×1015-11.45×1015Ω/cm，湿态电阻率为1.84×1014-2.04×1014Ω/cm，说明本专利技术的绝缘杆杆体材料绝缘性好，而且按照UL-94标准，阻燃等级为V-0，阻燃性能优异。（2）本专利技术的绝缘杆杆体材料以环氧树脂和聚醚醚酮两者共同使用作为基础树脂，其中环氧树脂具有良好的物理、化学性能，介电性能良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，同时环氧树脂机械强度较大，固化后交联程度高，是一种性能稳定、绝缘性好、机械强度高的塑料；聚醚醚酮的主链结构中含有一个酮键和两个醚键重复单元所构成的高聚物，属特种高分子材料，具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能，可用作耐高温结构材料和电绝缘材料，可与玻璃纤维或玻璃纤维复合制备增强材料，本专利技术采用两种树脂同时添加，两者可以协同作用，固化后形成网状结构，稳定性好，因此制备的绝缘杆杆体材料力学性能优异、结构紧密，绝缘性好，同时拉伸强度、机械性能优异。（3）本专利技术的绝缘杆杆体材料中以玻璃纤维和聚氨酯纤维作为增强物质添加，玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，特点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，玻璃纤维可以作为强化塑料的补强材料，抗拉强度极大，且耐热性好，电绝缘性优良；聚氨酯纤维，具有突出的高回弹性，优异的抗张强度、抗撕裂强度，耐候、耐紫外线照射能力强，耐化学品、耐洗涤，染料的亲和性好，本专利技术中同时添加无机材料的玻璃纤维及有机材料的聚氨酯纤维，一方面，两种纤维加入后，从不同角度发挥补强作用，协同作用；另一方面，玻璃纤维可以显著增强聚醚醚酮与环氧树脂形成的复合材料界面的粘结强度，减少材料因受到外力而产生的纵向或者横向裂纹，因而使得本专利技术的绝缘杆杆体材料的抗拉性能及机械性能大幅提升。（4）本专利技术的绝缘杆杆体材料中添加质量比为（2-5）:1的蒙脱土与二氰二氨的混合物作为阻燃剂，其中二氰二氨属于氮系阻燃剂，具备无卤、低毒、低烟的特性；二氰二氨在吸热后分解产生不燃性气体，稀释空气中的氧和可燃物的浓度，其分解产生的氮的化合物还能捕捉自由基，抑制高聚物的连锁反应，从而达到阻燃的目的，发挥气相阻燃作用；蒙脱土是一类由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层，具有独特的一维层状纳米结构和阳离子交换性特性，添加至高分子聚合物中，可使聚合物力学性能、阻燃性能、热稳定性能的提高,蒙脱土在吸热后在高分子聚合物表面形成类网状的液态结构，阻断空气中的氧气与聚合物的接触，从而起到液相阻燃作用；本专利技术的原料中同时添加两中阻燃剂，可以在高聚物燃烧过程中协同发挥气相阻燃作用和液相阻燃作用，因此阻燃效果优异。具体实施方式实施例1一种绝缘杆杆体材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂36份、聚醚醚酮14份、玻璃纤维5份、聚氨酯纤维4份、阻燃剂3份、引发剂3份、无机填料6份、增塑剂3份、偶联剂2份、光稳定剂3份和润滑剂1份。其中，所述阻燃剂为质量比为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘杆杆体材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂36‑52份、聚醚醚酮8‑14份、玻璃纤维5‑9份、聚氨酯纤维2‑4份、阻燃剂3‑7份、引发剂1‑3份、无机填料2‑6份、增塑剂3‑5份、偶联剂2‑4份、光稳定剂1‑3份和润滑剂1‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种绝缘杆杆体材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂36-52份、聚醚醚酮8-14份、玻璃纤维5-9份、聚氨酯纤维2-4份、阻燃剂3-7份、引发剂1-3份、无机填料2-6份、增塑剂3-5份、偶联剂2-4份、光稳定剂1-3份和润滑剂1-3份。2.根据权利要求1所述的绝缘杆杆体材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂44份、聚醚醚酮11份、玻璃纤维7份、聚氨酯纤维3份、阻燃剂5份、引发剂2份、无机填料4份、增塑剂4份、偶联剂3份、光稳定剂2份和润滑剂2份。3.根据权利要求1或2所述的绝缘杆杆体材料，其特征在于，所述阻燃剂为质量比为（2-5）:1的蒙脱土与二氰二氨的混合物。4.根据权利要求1或2所述的绝缘杆杆体材料，其特征在于，所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯和焦亚硫酸钠中的一种；所述无机填料为二氧化硅、高岭土和海泡石中的一种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和环氧大豆油中的一种。5.根据权利要求1或2所述的绝缘杆杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏韬，程祥学，魏小宁，程楠楠，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司周口供电公司，
类型：发明
国别省市：河南;41