【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料制备，具体涉及一种玄武岩绝缘复合材料及其在操作杆中的应用。
技术介绍
1、绝缘操作杆是高压输电线电路检修中常用的工作设备，其主要由玻璃纤维和环氧树脂经拉挤、缠绕或者卷管工艺制作而成，其材料主要包括玻璃纤维和环氧树脂材料，然而玻璃纤维环氧树脂材料强度较低，长时间使用易老化，使用寿命较短，严重限制了其应用。
2、玄武岩纤维bf即为玄武岩纤维(basaltfibre)的缩写，玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维相比，除了具有高强度、高模量的特点外，玄武岩纤维还具有耐高温性佳、抗氧化、抗辐射等优异性能，现有绝缘操作杆材料有采用玄武岩纤维替换原有的玻璃纤维以改善材料的强度和电击穿性能，然而由于玄武岩纤维和环氧树脂相容性较差，界面结合强度有限，其限制了材料强度和电击穿性能的改善效果。
技术实现思路
1、为了克服现有玄武岩纤维环氧树脂复合材料其强度和电击穿性能有限的缺陷，进而提供一种玄武岩绝缘复合材料及其在操作杆中的应用。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种玄武岩绝缘复合材料，其制备方法包括如下步骤：
4、1)将玄武岩纤维、硅烷偶联剂、第一溶剂混合，搅拌，搅拌结束后过滤，干燥，破碎，得到氨基改性玄武岩纤维；
5、2)将氨基改性玄武岩纤维、均苯三甲酸和第二溶剂混合，搅拌，得到第一混合液；
6、3)将2-氨基-4,4'-联苯二甲酸和1-十二烷氧基-2,4-苯二胺、第二溶剂混
7、4)对第二混合液过滤，脱泡后进行纺丝，得到初生纤维，然后对初生纤维进行热处理，牵伸，剪切，得到改性纤维；
8、5)将环氧树脂和步骤4)得到的改性纤维进行混合，然后加入固化剂进行加热固化，得到所述玄武岩绝缘复合材料。
9、优选地，步骤1)中玄武岩纤维、硅烷偶联剂和第一溶剂的质量比为100：(12-25)：(200-400)；
10、所述第一溶剂选自水和乙醇，水和乙醇的质量比为1：(1-3)。
11、优选地，步骤1)中搅拌温度为70-85℃，搅拌时间为1-5h。
12、优选地，步骤2)中氨基改性玄武岩纤维、均苯三甲酸和第二溶剂的质量比为100：(15-30):(100-200)；
13、步骤2)搅拌温度为80-90℃，搅拌时间为1-4h。
14、优选地，所述第二溶剂选自n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺中的一种。
15、优选地，步骤3)中2-氨基-4,4'-联苯二甲酸和1-十二烷氧基-2,4-苯二胺的摩尔比为1：(1-1.3)；
16、步骤3)中第二溶剂的加入量为2-氨基-4,4'-联苯二甲酸质量的1.5-3倍；
17、所述次磷酸钠的加入量为2-氨基-4,4'-联苯二甲酸质量的2％-8％。
18、优选地，步骤3)中加热反应温度为90-98℃，加热反应时间为1-4h。
19、优选地，步骤4)中纺丝过程中通入240-260℃氮气使溶剂挥发；
20、步骤4)中热处理温度为320-360℃，热处理时间为1-3h；
21、步骤4)中牵伸倍数为1.0-2.0倍，牵伸温度为420-460℃。
22、优选地，步骤5)中环氧树脂和改性纤维的质量比为100：(30-45)；
23、步骤5)中固化剂的加入量为环氧树脂质量的30％-50％；
24、所述环氧树脂选自环氧树脂e51，固化剂选自环氧树脂固化剂t31；
25、步骤5)中加热固化步骤包括先在120-150℃下固化3-8h，然后降温至80-90℃继续固化10-20h。
26、本专利技术还提供上述所述的玄武岩绝缘复合材料在操作杆中的应用。
27、本专利技术的有益效果：
28、本专利技术提供的玄武岩绝缘复合材料，其制备方法首先利用硅烷偶联剂对玄武岩纤维进行改性获得氨基改性玄武岩纤维，将氨基改性玄武岩纤维和均苯三甲酸进行预反应，获得第一混合液；然后将2-氨基-4,4'-联苯二甲酸和1-十二烷氧基-2,4-苯二胺进行预反应，反应液再与第一混合液进行混合，获得第二混合液；第二混合液进行纺丝，热处理，热处理过程中进一步交联反应，获得改性纤维，最后将环氧树脂和改性纤维进行固化，得到所述玄武岩绝缘复合材料。本专利技术在制备方法中利用2-氨基-4,4'-联苯二甲酸和1-十二烷氧基-2,4-苯二胺进行预聚合，然后预聚合产物经均苯三甲酸与氨基改性玄武岩纤维进行交联，形成独特的网状结构，紧紧包覆玄武岩纤维，同时引入十二烷氧基增加与环氧树脂相容性的同时改善了复合材料的强度和电击穿性能，本专利技术获得的复合材料具有优异的强度和电击穿性能，同时复合材料的体积电阻在1012ω·m以上，还具有优异的绝缘性能。
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1.一种玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，步骤1)中玄武岩纤维、硅烷偶联剂和第一溶剂的质量比为100：(12-25)：(200-400)；
3.根据权利要求1或2所述的玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，步骤1)中搅拌温度为70-85℃，搅拌时间为1-5h。
4.根据权利要求1所述的玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，步骤2)中氨基改性玄武岩纤维、均苯三甲酸和第二溶剂的质量比为100：(15-30):(100-200)；
5.根据权利要求1所述的玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，所述第二溶剂选自N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的一种。
6.根据权利要求1所述的玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，步骤3)中2-氨基-4,4'-联苯二甲酸和1-十二烷氧基-2,4-苯二胺的摩尔比为1：(1-1.3)；
7.根据权利要求1所述的玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，步骤3)中加热反应温度为90-98℃，加热反应时间为1-4h。
8.根
9.根据权利要求1所述的玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，步骤5)中环氧树脂和改性纤维的质量比为100：(30-45)；
10.权利要求1-9任一项所述的玄武岩绝缘复合材料在操作杆中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，步骤1)中玄武岩纤维、硅烷偶联剂和第一溶剂的质量比为100：(12-25)：(200-400)；
3.根据权利要求1或2所述的玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，步骤1)中搅拌温度为70-85℃，搅拌时间为1-5h。
4.根据权利要求1所述的玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，步骤2)中氨基改性玄武岩纤维、均苯三甲酸和第二溶剂的质量比为100：(15-30):(100-200)；
5.根据权利要求1所述的玄武岩绝缘复合材料，其特征在于，所述第二溶剂选自n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐培东，马宝龙，程晓冰，雷宁，杨鸣龙，郭志峰，杨波，周劲鹏，陈重阳，周宇，吕博文，李心可，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司银川供电公司，
类型：发明
国别省市：
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