复合绝缘子芯棒及其制备方法及复合绝缘子技术

本发明专利技术涉及一种复合绝缘子芯棒，该复合绝缘子芯棒包括纤维束、包裹所述纤维束的树脂基体、以及分布在所述树脂基体中的绝缘导热粒子。上述复合绝缘子芯棒，由于在树脂基体中添加有绝缘导热粒子，绝缘导热粒子能够在树脂基体内形成一系列的传递热量的路径，从而加快热量传导，进而实现大直径复合绝缘子芯棒的一次拉挤成型。本发明专利技术还提供了一种上述复合绝缘子芯棒的制备方法以及复合绝缘子。

【技术实现步骤摘要】
复合绝缘子芯棒及其制备方法及复合绝缘子
本专利技术涉及复合绝缘子
，特别是涉及一种复合绝缘子芯棒及其制备方法及复合绝缘子。
技术介绍
高压或超高压电力输送线路上使用的绝缘子最早为瓷绝缘子或玻璃绝缘子。随着复合绝缘子在上个世纪的问世，复合绝缘子的内部支撑构件——芯棒也越来越受到行业内的重视。现在，一般直径在90mm以下的复合绝缘子芯棒生产技术较成熟。但是，大直径复合绝缘子芯棒的生产技术，尤其是直径110mm以上的，还不成熟。目前的大直径复合绝缘子芯棒的生产方式一般采用多次拉挤成型工艺。多次拉挤成型工艺一般为，将浸渍过环氧树脂胶液的纤维束拉挤成小直径芯棒，然后以该小直径芯棒为基体进行一次或一次以上环氧树脂复合材料拉挤扩径工艺，即以小直径芯棒为基体仍在拉挤成型机中用浸渍过环氧树脂胶液的纤维束对其进行扩径拉挤。多次拉挤成型工艺，其生产周期长，且生产的复合绝缘子芯棒的电气性能差。
技术实现思路
基于此，有必要针对大直径复合绝缘子需多次拉挤成型的问题，提供一种可一次拉挤大直径的复合绝缘子芯棒。一种复合绝缘子芯棒，其包括纤维束、包裹所述纤维束的树脂基体、以及分布在所述树脂基体中的绝缘导热粒子，所述绝缘导热粒子为电绝缘材料粒子。上述复合绝缘子芯棒，由于在树脂基体中添加有绝缘导热粒子，绝缘导热粒子能够在树脂基体内形成一系列的传递热量的路径，从而加快热量传导，进而实现大直径复合绝缘子芯棒的一次拉挤成型。在其中一个实施例中，以所述树脂基体的质量为基准，所述绝缘导热粒子的质量分数为40～80wt％。在其中一个实施例中，所述绝缘导热粒子选自金属氧化物导热填料、金属氮化物导热填料、或碳化物导热填料中的一种或几种。在其中一个实施例中，所述金属氧化物导热填料选自氧化铍、氧化镁、三氧化二铝、氧化钙、或一氧化镍中的一种或几种；所述金属氮化物导热填料选自氮化铝或氮化硼；碳化物导热填料选自碳化硅或碳化硼。在其中一个实施例中，所述绝缘导热粒子包括第一粒子和第二粒子，所述第一粒子的粒径范围为3～20微米，所述第二粒子的粒径范围为10～25纳米。在其中一个实施例中，所述第一粒子与所述第二粒子的质量比为1：1～1：5。在其中一个实施例中，所述绝缘导热粒子包括第三粒子和第四粒子，所述第三粒子的长径比范围为1～5，所述第四粒子的长径比范围为20～100。在其中一个实施例中，所述第三粒子与所述第四粒子的质量比为1：1.5～1：4。在其中一个实施例中，所述绝缘导热粒子的表面经过偶联剂处理。在其中一个实施例中，所述偶联剂选自γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和/或γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷。在其中一个实施例中，所述复合绝缘子芯棒的直径大于等于110mm。本专利技术还提供了一种复合绝缘子芯棒的制备方法。一种复合绝缘子芯棒的制备方法，其包括如下步骤：将绝缘导热粒子与树脂胶液混合，得到混合液；将纤维束浸入所述混合液中，然后进行拉挤；将拉挤之后的产物固化，得到复合绝缘子芯棒。本专利技术的复合绝缘子芯棒的制备方法，可一次拉挤成型，工艺步骤简单，生产周期短。在其中一个实施例中，所述制备方法还包括对所述绝缘导热粒子进行偶联处理。本专利技术还提供了一种复合绝缘子，该复合绝缘子包括本专利技术所提供的复合绝缘子芯棒。上述复合绝缘子由于包含本专利技术所提供的复合绝缘子芯棒，制备工艺简单，成本低廉。附图说明图1为本专利技术一优选实施例的复合绝缘子芯棒的截面示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参见图1，一种复合绝缘子芯棒，其包括纤维束1、包裹所述纤维束1的树脂基体2、以及分布在所述树脂基体2中的绝缘导热粒子3。本专利技术的复合绝缘子芯棒为实心芯棒，更具体为支柱复合绝缘子的实心芯棒。优选地，所述复合绝缘子芯棒的直径大于等于110mm。当然，复合绝缘子芯棒的直径没有特殊限制，还可以小于110mm。其中，纤维束在复合绝缘子芯棒中起骨架作用，主要起承力作用。纤维束为本领域技术人员所公知的。例如玻璃纤维束、芳纶纤维束、聚酯纤维束、尼龙纤维束等。本专利技术优选玻璃纤维束。本专利技术纤维束中的纤维直径优选为3～30μm。本专利技术的树脂基体是指树脂胶液固化之后的固化物，树脂胶液包括树脂、固化剂以及固化促进剂。其中，树脂可以选用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯基树脂等。本专利技术的树脂优选为环氧树脂。具体地，环氧树脂优选选自脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、或多官能团缩水甘油醚环氧树脂中的一种或几种。其中，固化剂优选选自酸酐系固化剂，具体选自甲基四氢苯酐、苯酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基六氢苯酐、或甲基纳狄克酸酐中的一种或几种。其中，固化促进剂优选选自苄基二甲胺、三-(二甲氨基甲基)苯酚、液体咪唑化合物中的一种或几种。优选地，在树脂胶液中，树脂、固化剂以及固化促进剂的质量比为100：50～120:0.1～5。本专利技术的绝缘导热粒子为电绝缘粒子，绝缘导热粒子电绝缘，也就说，绝缘导热粒子采用电绝缘材料制成，这样可以避免影响复合绝缘子芯棒的绝缘性能。为了不影响树脂基体的性能，本专利技术的绝缘导热粒子优选化学性质稳定的绝缘导热粒子，即在整个复合绝缘子芯棒制作过程中，绝缘导热粒子均不与树脂、玻璃纤维发生反应。优选地，所述绝缘导热粒子选自金属氧化物导热填料、金属氮化物导热填料、或碳化物导热填料中的一种或几种。其中，金属氧化物导热填料优选选自氧化铍BeO、氧化镁MgO、三氧化二铝Al2O3、氧化钙CaO、或一氧化镍NiO中的一种或几种；金属氮化物导热填料优选选自氮化铝AlN或氮化硼BN；碳化物导热填料优选选自碳化硅SiC或碳化硼B4C3。优选地，以所述树脂基体的质量为基准，所述绝缘导热粒子的质量分数为40～80wt％。这样，既实现了良好的导热性能，又可以保证绝缘子芯棒的机械性能。优选地，绝缘导热粒子的平均粒径为0.01～20微米。为了使绝缘导热粒子形成更加有效的导热路径，所述绝缘导热粒子优选包括第一粒子和第二粒子。其中，第一粒子的粒径范围为3～20微米，所述第二粒子的粒径范围为10～25纳米。第一粒子和第二粒子相互填充，形成有效的导热路径，进而增强芯棒的导热性能。更优选地，所述第一粒子与所述第二粒子的质量比为1：1～1：5。这样第一粒子和第二粒子相互填充得更加紧实，使绝缘导热粒子之间形成更多的导热路径，进一步增加整体的导热性能。在另一优选实施方式中，所述绝缘导热粒子包括第三粒子和第四粒子，所述第三粒子的长径比范围为1/1～5/1，所述第四粒子的长径比范围为20/1～100/1。通过第三粒子和第四粒子的混合加入，在拉挤过程中，芯棒整体的导热接触点增多，从而进一步提高拉挤过程中的热传导。另外，第三粒子和第四粒子的混合加入使胶液的粘度和分散性更好，更容易制备出大直径复合绝缘子芯棒。其中，长径比是指经过粒子内部的最长径，和与它相垂直的最长径的比值。优选地，第三粒子和第四粒子均为棒状粒子。更优选地，所述第三粒子与所述第四粒子的质量比为1：1.5～1：4。这样可以进一步增加导热接触点，更进一步提高拉挤过程中的热传导。为了增强绝缘导热粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合绝缘子芯棒，其包括纤维束、包裹所述纤维束的树脂基体、以及分布在所述树脂基体中的绝缘导热粒子。

【技术特征摘要】
1.一种复合绝缘子芯棒，其包括纤维束、包裹所述纤维束的树脂基体、以及分布在所述树脂基体中的绝缘导热粒子；所述复合绝缘子芯棒的直径大于等于110mm。2.根据权利要求1所述的复合绝缘子芯棒，其特征在于，以所述树脂基体的质量为基准，所述绝缘导热粒子的质量分数为40～80wt％。3.根据权利要求1所述的复合绝缘子芯棒，其特征在于，所述绝缘导热粒子选自金属氧化物导热填料、金属氮化物导热填料、或碳化物导热填料中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的复合绝缘子芯棒，其特征在于，所述金属氧化物导热填料选自氧化铍、氧化镁、三氧化二铝、氧化钙、或一氧化镍中的一种或几种；所述金属氮化物导热填料选自氮化铝或氮化硼；碳化物导热填料选自碳化硅或碳化硼。5.根据权利要求1所述的复合绝缘子芯棒，其特征在于，所述绝缘导热粒子包括第一粒子和第二粒子，所述第一粒子的粒径范围为3～20微米，所述第二粒子的粒径范围为10～25纳米。6.根据权利要求5所述的复合绝缘子芯棒，其特征在于，所述第一粒子与所述第二粒子的质量比为1：1～1：5。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：马斌，于晓蕾，蔚永强，陈云，
申请(专利权)人：江苏神马电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32