绝缘子芯棒的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种绝缘子芯棒的制备方法，包括如下步骤：1)表面处理步骤、2)卷绕步骤、3)真空注射成型步骤和4)固化步骤。本发明专利技术将单向玻璃纤维布的玻璃纤维与实心芯棒的中心轴之间的夹角控制在0～10°，保证单向玻璃纤维布的幅宽与实心芯棒的长度接近，并且单向玻璃纤维布的卷绕角基本上为零，这样可以获得强度相对比较高的绝缘子芯棒。此外，本发明专利技术的方法可以快速生产大直径的绝缘子芯棒。本发明专利技术的方法工序合理，并能够避免材料浪费现象，从而能够降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力行业输变电用的绝缘子芯棒，尤其涉及一种大直径绝缘子实心芯棒的制备方法。
技术介绍
现有输变电用的支柱绝缘子主要有瓷类支柱绝缘子和复合支柱绝缘子。与瓷质支柱绝缘子相比，复合支柱绝缘子具有质量轻、强度高、耐污闪等特点，其在高压输变电中的应用越来越广泛。随着我国输电技术向高电压、远距离、高容量的方向不断发展，对复合支柱绝缘子的需求越来越多，性能要求也越来越高。随着电压等级的不断提高，这就要求复合支柱绝缘子的强度和刚度要足够高，进而要求复合支柱绝缘子芯棒的直径要足够大。现有的复合绝缘子用实心芯棒一般有拉挤成型工艺和缠绕成型工艺。目前，采用拉挤成型工艺能实现快速生产的芯棒的最大直径只能达到130mm，但是该直径芯棒的强度和刚度不能满足高压领域用的支柱绝缘子的使用要求。采用玻璃纤维缠绕成型工艺可以提高芯棒直径，但是需要经过多次缠绕、多次固化及多次加工。这就造成了生产效率低、材料浪费大和成本高的问题。例如，CN1731539A公开了一种玻璃纤维浸渍树脂基缠绕式复合绝缘子芯棒的制备方法：将玻璃纤维通过熔化后树脂基溶液中，在转速150转/分搅拌均匀；玻璃纤维和环氧树脂基溶液在高温下连续缠绕后固化成型。上述方法需要多次缠绕，生产效率低、材料浪费大。又如，CN101740185A公开了大直径复合绝缘子实心芯棒的制备方法：选取实心拉挤绝缘芯棒直径≤130mm；芯棒外表面加工粗糙，外表面用丙酮擦洗干净，放入烘箱中恒温；棒外表面再涂覆2％的无水酒精溶液，再放入烘箱中恒温1小时；树脂胶的配置按比例称重并倒入真空搅拌器内真空搅拌20分钟，静置50分钟；将处理的实心芯棒安装到数控缠绕机上开始缠绕，待缠绕机缠绕到设计尺寸；然后抽真空注入树脂胶；注胶完毕关闭两端阀门放入固化炉中加温阶梯固化。上述方法仍然采用缠绕方式进行制备芯棒，使得玻璃纤维与实心芯棒轴向存在较大夹角，最终产品的强度和刚度不高。此外，上述方法的表面处理工序冗长、固化工序不合理，仍然有进一步改进的空间。因此，迫切需要一种绝缘子芯棒的制备方法，其可以快速生产大直径的绝缘子芯棒，并工序合理，获得的绝缘子芯棒的强度相对比较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种绝缘子芯棒的制备方法，其可以快速生产大直径的绝缘子芯棒。本专利技术进一步的目的在于提供一种绝缘子芯棒的制备方法，其工序合理，并能够避免材料浪费现象，从而能够降低生产成本。本专利技术更进一步的目的在于提供一种绝缘子芯棒的制备方法，其获得的绝缘子芯棒的强度相对比较高。本申请采用如下技术方案实现了上述目的.本专利技术提供一种绝缘子芯棒的制备方法，包括如下步骤：1)表面处理步骤：将实心芯棒的外表面进行喷砂处理，然后采用易挥发的有机溶剂进行表面处理，从而形成表面处理后的实心芯棒；其中，所述实心芯棒为实心拉挤绝缘芯棒，所述实心芯棒的直径为80～130mm；所述喷砂处理所采用的压缩空气的压力为0.4～1MPa，所述喷砂处理的时间为20～60min；2)卷绕步骤：将单向玻璃纤维布直接卷绕在表面处理后的实心芯棒上，得到芯棒预制体，所述芯棒预制体上形成由单向玻璃纤维布卷绕而成的布层，所述芯棒预制体的直径为250～380mm；其中，所述的单向玻璃纤维布包括经纱和纬纱，纬纱为纺织纤维材料，经纱为玻璃纤维，玻璃纤维与实心芯棒的中心轴之间的夹角为0～10°；所述单向玻璃纤维布的幅宽与所述表面处理后的实心芯棒的长度接近，所述单向玻璃纤维布的卷绕角基本上为零，所述的卷绕角是指单向玻璃纤维布的纬纱的螺旋角；3)真空注射成型步骤：将所述芯棒预制体置于成型模具中，利用真空注射成型工艺将环氧树脂注入所述的成型模具中以逐渐浸渍所述芯棒预制体，从而得到浸渍体；所述成型模具的相对真空度保持在-0.08～-0.1MPa，环氧树脂的注入速度为250～650g/min，环氧树脂的注入与回流时间为1.5～8h；4)固化步骤：将含所述浸渍体的成型模具封闭，并置于固化装置进行固化过程。在本专利技术的表面处理步骤1)中，将实心芯棒的外表面进行喷砂处理。所谓的喷砂处理就是采用压缩空气将砂子喷在实心芯棒的外表面，可以使该外表面粗糙化，并可以除去外表面的富树脂层。然后，采用易挥发的有机溶剂进行表面处理，可以除去外表面的杂质。根据本专利技术的一个具体实施方式，将实心芯棒的外表面进行喷砂处理，去除表面的富树脂层并使实心芯棒的外表面粗糙化，然后用酒精将实心芯棒的外表面擦洗干净并晾干。这样有利于实心芯棒与后期成型的材料粘接牢固。在本专利技术中，所述实心芯棒的直径为80～130mm，优选为100～120mm；所述易挥发的有机溶剂选自丙酮、酒精、甲醇、乙醚、氯仿的一种或多种；所述喷砂处理所采用的压缩空气的压力为0.4～1MPa，优选为0.6～0.8MPa，所述喷砂处理的时间为20～60min，优选为20～40min。根据本专利技术的一个优选实施方式，在表面处理步骤1)中，所述实心芯棒的直径为110～115mm；所述易挥发的有机溶剂选自丙酮或酒精；所述喷砂处理所采用的压缩空气的压力为0.6～0.8MPa，所述喷砂处理的时间为25～35min。在本专利技术的卷绕步骤2)中，将单向玻璃纤维布直接卷绕在表面处理后的实心芯棒上，得到芯棒预制体。作为优选，所述芯棒预制体的直径为280～300mm。本专利技术的单向玻璃纤维布包括经纱和纬纱。根据本专利技术的一个具体实施方式，在卷绕步骤2)中，本专利技术的纬纱为纺织纤维材料，其可以选自棉纤维、涤纶纤维、尼龙纤维的一种或多种，优选为棉纤维。本专利技术的经纱为玻璃纤维，玻璃纤维与实心芯棒的中心轴之间的夹角为0～10°。根据本专利技术的一个具体实施方式，在卷绕步骤2)中，玻璃纤维与实心芯棒的中心轴之间的夹角为0～5°，优选为0～3°。在本专利技术的卷绕步骤2)中，所述单向玻璃纤维布的幅宽与所述表面处理后的实心芯棒的长度接近。作为优选，所述单向玻璃纤维布的幅宽与所述表面处理后的实心芯棒的长度相同。这样可以保证单向玻璃纤维布裹在实心芯棒上。本专利技术的单向玻璃纤维布的卷绕角基本上为零。所谓“基本上为零”表示各层单向玻璃纤维布重叠排列，以保证单向玻璃纤维布中的玻璃纤维能够基本上均平行于实心芯棒的中心轴。本专利技术的卷绕角是指单向玻璃纤维布的纬纱的螺旋角。在本专利技术的真空注射成型步骤3)中，将所述芯棒预制体置于成型模具中，然后将成型模具合模。随后利用真空注射成型工艺将环氧树脂注入所述的成型模具中。环氧树脂从成型模具的进胶口注入，逐渐浸渍所述芯棒预制体，从而得到浸渍体；多余的环氧树脂则从成型模具的出胶口流出。根据本专利技术的一个具体实施方式，所述成型模具的相对真空度保持在-0.08～-0.1MPa，环氧树脂的注入速度为250～650g/min，环氧树脂的注入与回流时间为1.5～8h；作为优选，所述成型模具的相对真空度保持在-0.085～-0.095MPa，环氧树脂的注入速度为350～450g/min，环氧树脂的注入与回流时间为2～6h。在本专利技术的真空注射成型步骤3)中，优选地，所述的环氧树脂在25℃的粘度小于700厘泊，优选为小于500厘泊；并且所述的环氧树脂选自以下树脂中的一种或多种：双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂。本专利技术的双酚A型环氧树脂就是二酚基丙烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘子芯棒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)表面处理步骤：将实心芯棒的外表面进行喷砂处理，然后采用易挥发的有机溶剂进行表面处理，从而形成表面处理后的实心芯棒；其中，所述实心芯棒为实心拉挤绝缘芯棒，所述实心芯棒的直径为80～130mm；所述喷砂处理所采用的压缩空气的压力为0.4～1.0MPa，所述喷砂处理的时间为20～60min；2)卷绕步骤：将单向玻璃纤维布直接卷绕在表面处理后的实心芯棒上，得到芯棒预制体，所述芯棒预制体上形成由单向玻璃纤维布卷绕而成的布层，所述芯棒预制体的直径为250～380mm；其中，所述的单向玻璃纤维布包括经纱和纬纱，纬纱为纺织纤维材料，经纱为玻璃纤维，玻璃纤维与实心芯棒的中心轴之间的夹角为0～10°；所述单向玻璃纤维布的幅宽与所述表面处理后的实心芯棒的长度接近，所述单向玻璃纤维布的卷绕角基本上为零，所述的卷绕角是指单向玻璃纤维布的纬纱的螺旋角；3)真空注射成型步骤：将所述芯棒预制体置于成型模具中，利用真空注射成型工艺将环氧树脂注入所述的成型模具中以逐渐浸渍所述芯棒预制体，从而得到浸渍体；所述成型模具的相对真空度保持在‑0.08～‑0.1MPa，环氧树脂的注入速度为250～650g/min，环氧树脂的注入与回流时间为1.5～8h；4)固化步骤：将含所述浸渍体的成型模具封闭，并置于固化装置进行固化过程。...

【技术特征摘要】
1.一种绝缘子芯棒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)表面处理步骤：将实心芯棒的外表面进行喷砂处理，然后采用易挥发的有机溶剂进行表面处理，从而形成表面处理后的实心芯棒；其中，所述实心芯棒为实心拉挤绝缘芯棒，所述实心芯棒的直径为80～130mm；所述喷砂处理所采用的压缩空气的压力为0.4～1.0MPa，所述喷砂处理的时间为20～60min；2)卷绕步骤：将单向玻璃纤维布直接卷绕在表面处理后的实心芯棒上，得到芯棒预制体，所述芯棒预制体上形成由单向玻璃纤维布卷绕而成的布层，所述芯棒预制体的直径为250～380mm；其中，所述的单向玻璃纤维布包括经纱和纬纱，纬纱为纺织纤维材料，经纱为玻璃纤维，玻璃纤维与实心芯棒的中心轴之间的夹角为0～10°；所述单向玻璃纤维布的幅宽与所述表面处理后的实心芯棒的长度接近，所述单向玻璃纤维布的卷绕角基本上为零，所述的卷绕角是指单向玻璃纤维布的纬纱的螺旋角；3)真空注射成型步骤：将所述芯棒预制体置于成型模具中，利用真空注射成型工艺将环氧树脂注入所述的成型模具中以逐渐浸渍所述芯棒预制体，从而得到浸渍体；所述成型模具的相对真空度保持在-0.08～-0.1MPa，环氧树脂的注入速度为250～650g/min，环氧树脂的注入与回流时间为1.5～8h；4)固化步骤：将含所述浸渍体的成型模具封闭，并置于固化装置进行固化过程。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在卷绕步骤2)中，玻璃纤维与实心芯棒的中心轴之间的夹角为0～5°。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在卷绕步骤2)中，所述纺织纤维材料选自棉纤维、涤纶纤维、尼龙纤维的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在固化步骤4)中，所述的固化过程分为三个阶段，第一阶段为在50～63℃下固化4～6h，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄军，陈铃飞，胡平，潘宝鹏，赵卫生，南无疆，李安睿，郝春功，
申请(专利权)人：北京玻钢院复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11