一种特高压复合绝缘子材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种特高压复合绝缘子材料的制备方法，属于绝缘子材料制备技术领域。本发明专利技术首先用有机硅氧烷对三元乙丙橡胶进行改性，增强橡胶的抗电击穿强度和机械强度，再将绢云母等与树胶混合发酵，增加固体的活性基团，从而提高与橡胶的相容性，云母具有较强的抗电击穿强度，二氧化钛和硫化镉可分别利用紫外线和可见光来分解污染物，同时蒙脱石可吸收紫外线，再辅以茶皂素可增加材料的耐老化性，最后再进行混炼、冷压成型即可得到得到特高压复合绝缘子材料，本发明专利技术制得的绝缘子材料具有体积电阻率高、介电损耗低的特点，同时有效解决了传统绝缘子材料难清理、机械强度及电击穿强度不理想、耐老化性能不佳的问题，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种特高压复合绝缘子材料的制备方法
本专利技术公开了一种特高压复合绝缘子材料的制备方法，属于绝缘子材料制备

技术介绍
随着社会经济及工业的发展，电力系统网络越来越复杂，对供电可靠性的要求越来越高，在架空输电线路中，绝缘子材料具有重要的作用，主要用来支持和固定母线与带电导体，并使带电导体间或导体与大地间有足够的距离与绝缘。绝缘子材料的好坏对线路的安全运行非常重要。在运行中，它主要应当具备以下几项承受能力：（1）承受导线水平方向的拉力和垂直方向的荷重；（2）承受综合荷载、长期工作荷载及导线舞动等机械力的作用；（3）承受强电场、工频电弧电流、雷电冲击电流的作用；（4）经受污秽、雷击、日晒、雨、冰雪、高温及温差等环境因素的影响。目前国内外应用的绝缘子主要是一些强度高、工艺性好、可靠性高的瓷料。瓷料类型主要有石英瓷料、矾土瓷料、铝氧瓷料。传统绝缘子材料容易受污秽污染，需要花大量人力清除架空线路绝缘子材料上污秽，否则将影响线路安全运行，且绝缘子材料的机械强度、电击穿强度和耐老化性能不理想。随着电线电缆行业的快速发展，对绝缘子的质量及性能要求越来越高，如何制备一种既有良好的电气性能，又有足够的机械强度，且清理方便的绝缘子材料成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题：针对传统绝缘子材料容易受污秽污染，难清理且机械强度、电击穿强度、耐老化性能不理想的缺陷，提供一种以绝缘三元乙丙橡胶为原料，经具有高抗电击穿强度的有机硅氧烷改性后，再辅以云母增强抗电击穿强度，用纳米二氧化钛和硫化镉作为光触媒提高材料的防污性来制备特高压复合绝缘子材料的方法，本专利技术首先用有机硅氧烷对三元乙丙橡胶进行改性，增强橡胶的抗电击穿强度和机械强度，再将绢云母、二氧化钛等与树胶混合发酵，增加固体的活性基团，从而提高与橡胶的相容性，云母具有较强的抗电击穿强度，二氧化钛和硫化镉可分别利用紫外线和可见光来分解污染物，同时蒙脱石可吸收紫外线，再辅以茶皂素可增加材料的耐老化性，最后再进行混炼、冷压成型即可得到特高压复合绝缘子材料，本专利技术制得的绝缘子材料具有体积电阻率高、介电损耗低的特点，同时有效解决了传统绝缘子材料难清理、机械强度及电击穿强度不理想、耐老化性能不佳的问题，具有广阔的应用前景。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）称取200～300g三元乙丙橡胶加入到盛有1～2L甲苯的三口烧瓶中，将烧瓶置于油浴锅中，控制油浴温度为120～130℃，再向烧瓶中加入15～20g硅烷偶联剂KH-550，搅拌溶解90～120min后，再向烧瓶中加入1～3g过氧化苯甲酰，于氮气保护状态下，保温搅拌反应3～4h，待反应结束，收集产物，向产物中加入800～1000mL无水甲醇，搅拌混合2～5min后，静置30～40min，过滤，收集凝胶，备用；（2）称取200～300g绢云母、10～15g二氧化钛、20～30g硫化镉和60～70g蒙脱石加入到粉碎机中粉碎后，过80～100目筛，收集过筛物，取200～300g过筛物、60～80g阿拉伯树胶和800～1000mL水加入到烧杯中，搅拌混合5～10min，得到发酵底物，将发酵底物加入到发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物质量6%的枯草芽孢杆菌菌粉，控制发酵罐内温度为30～40℃，发酵8～10天；（3）待上述发酵结束，取出发酵物并置于高温灭菌箱中，于温度为85～95℃条件下高温灭菌5～10min，将灭菌后的物料转移至离心机中，以4000～5000r/min的转速离心处理5～10min，收集沉淀，将沉淀用水洗涤3～5次后，冷冻干燥，得到改性混合粉末；（4）按重量份数计，称取50～60份步骤（1）备用的凝胶、15～20份上述改性混合粉末、3～5份茶皂素、0.3～0.5份二月桂酸二丁基锡和70～80份水加入到烧瓶中，加热至70～80℃，搅拌反应60～90min，得到基料；（5）按重量份数计，称取30～40份上述基料、0.3～0.5份纳米银、1～3份硬脂酸锌、1～3份硅酸镁、5～8份纳米氧化铝和0.5～0.8份硅烷偶联剂KH-560加入到混炼机中，于温度为70～80℃条件下混炼15～20min，得到混料，将混料置于模具中冷压成型，控制压力为12～15MPa，压制时间为15～20s，即可得到特高压复合绝缘子材料。本专利技术的应用方法是：首先取5～10个本专利技术制得的特高压复合绝缘子材料，将绝缘子材料按同向串联的方式，用金具串串联成绝缘子串，随后将绝缘子串球形端头配装球头挂板，并将碗形端头固定于横担上，最后再按常规特高压线路铺装方式进行后续线路铺装工序即可。经检测，本专利技术制得的特高压复合绝缘子材料电压承受能力可达750～1500kV，工频干闪络电压为395～450kV，工频湿闪络电压为392～440kV，电击穿强度较传统绝缘材料提高了40～60%，同时本专利技术绝缘子材料具有良好的机械性能，其中，拉伸强度达30～38MPa，弯曲强度达25～28MPa，且本专利技术绝缘子材料具有较好的防污自洁功能和耐老化性能，清洗方便，不会影响线路运行安全，与传统绝缘子材料相比，使用寿命延长了5～8年。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术制得的特高压复合绝缘子材料既能满足绝缘子电气特性及机械性能要求，又具有防污自洁功能，不会阻碍线路安全运行，节能环保、无污染，具有较好的市场推广价值；（2）本专利技术制得的特高压复合绝缘子材料物理性能较好，耐电压稳定，同时还具有较好的耐老化性能，能有效满足特高压电路配件材料使用寿命要求。具体实施方式首先称取200～300g三元乙丙橡胶加入到盛有1～2L甲苯的三口烧瓶中，将烧瓶置于油浴锅中，控制油浴温度为120～130℃，再向烧瓶中加入15～20g硅烷偶联剂KH-550，搅拌溶解90～120min后，再向烧瓶中加入1～3g过氧化苯甲酰，于氮气保护状态下，保温搅拌反应3～4h，待反应结束，收集产物，向产物中加入800～1000mL无水甲醇，搅拌混合2～5min后，静置30～40min，过滤，收集凝胶，备用；随后称取200～300g绢云母、10～15g二氧化钛、20～30g硫化镉和60～70g蒙脱石加入到粉碎机中粉碎后，过80～100目筛，收集过筛物，取200～300g过筛物、60～80g阿拉伯树胶和800～1000mL水加入到烧杯中，搅拌混合5～10min，得到发酵底物，将发酵底物加入到发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物质量6%的枯草芽孢杆菌菌粉，控制发酵罐内温度为30～40℃，发酵8～10天；待上述发酵结束，取出发酵物并置于高温灭菌箱中，于温度为85～95℃条件下高温灭菌5～10min，将灭菌后的物料转移至离心机中，以4000～5000r/min的转速离心处理5～10min，收集沉淀，将沉淀用水洗涤3～5次后，冷冻干燥，得到改性混合粉末；再按重量份数计，称取50～60份上述备用的凝胶、15～20份上述改性混合粉末、3～5份茶皂素、0.3～0.5份二月桂酸二丁基锡和70～80份水加入到烧瓶中，加热至70～80℃，搅拌反应60～90min，得到基料；最后按重量份数计，称取30～40份上述基料、0.3～0.5份纳米银、1～3份硬脂酸锌、1～3份硅酸镁、5～8份纳米氧化铝和0.5～0.8份硅烷偶联剂KH-560加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特高压复合绝缘子材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取200～300g三元乙丙橡胶加入到盛有1～2L甲苯的三口烧瓶中，将烧瓶置于油浴锅中，控制油浴温度为120～130℃，再向烧瓶中加入15～20g硅烷偶联剂KH‑550，搅拌溶解90～120min后，再向烧瓶中加入1～3g过氧化苯甲酰，于氮气保护状态下，保温搅拌反应3～4h，待反应结束，收集产物，向产物中加入800～1000mL无水甲醇，搅拌混合2～5min后，静置30～40min，过滤，收集凝胶，备用；（2）称取200～300g绢云母、10～15g二氧化钛、20～30g硫化镉和60～70g蒙脱石加入到粉碎机中粉碎后，过80～100目筛，收集过筛物，取200～300g过筛物、60～80g阿拉伯树胶和800～1000mL水加入到烧杯中，搅拌混合5～10min，得到发酵底物，将发酵底物加入到发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物质量6%的枯草芽孢杆菌菌粉，控制发酵罐内温度为30～40℃，发酵8～10天；（3）待上述发酵结束，取出发酵物并置于高温灭菌箱中，于温度为85～95℃条件下高温灭菌5～10min，将灭菌后的物料转移至离心机中，以4000～5000r/min的转速离心处理5～10min，收集沉淀，将沉淀用水洗涤3～5次后，冷冻干燥，得到改性混合粉末；（4）按重量份数计，称取50～60份步骤（1）备用的凝胶、15～20份上述改性混合粉末、3～5份茶皂素、0.3～0.5份二月桂酸二丁基锡和70～80份水加入到烧瓶中，加热至70～80℃，搅拌反应60～90min，得到基料；（5）按重量份数计，称取30～40份上述基料、0.3～0.5份纳米银、1～3份硬脂酸锌、1～3份硅酸镁、5～8份纳米氧化铝和0.5～0.8份硅烷偶联剂KH‑560加入到混炼机中，于温度为70～80℃条件下混炼15～20min，得到混料，将混料置于模具中冷压成型，控制压力为12～15MPa，压制时间为15～20s，即可得到特高压复合绝缘子材料。...

【技术特征摘要】
1.一种特高压复合绝缘子材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取200～300g三元乙丙橡胶加入到盛有1～2L甲苯的三口烧瓶中，将烧瓶置于油浴锅中，控制油浴温度为120～130℃，再向烧瓶中加入15～20g硅烷偶联剂KH-550，搅拌溶解90～120min后，再向烧瓶中加入1～3g过氧化苯甲酰，于氮气保护状态下，保温搅拌反应3～4h，待反应结束，收集产物，向产物中加入800～1000mL无水甲醇，搅拌混合2～5min后，静置30～40min，过滤，收集凝胶，备用；（2）称取200～300g绢云母、10～15g二氧化钛、20～30g硫化镉和60～70g蒙脱石加入到粉碎机中粉碎后，过80～100目筛，收集过筛物，取200～300g过筛物、60～80g阿拉伯树胶和800～1000mL水加入到烧杯中，搅拌混合5～10min，得到发酵底物，将发酵底物加入到发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物质量6%的枯草芽孢杆菌菌粉，控制发酵罐内温度为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：何迎春，王维，孙冬，
申请(专利权)人：宁波高新区远创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33