专利名称：一种乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种输电线路中使用的绝缘电力杆塔，特别是一种乙烯基酯树脂绝缘 电力杆塔及其制造方法。
背景技术：
杆塔结构是输电、通讯、铁路、市政等基础设施中一类重要的特种支撑结构物，其 结构性能直接影响线路的安全性、经济性和可靠性。国内外架空输电线路中使用较为广泛 的杆塔主要有木质杆、混凝土杆或预应力混凝土杆、钢管混凝土杆、钢管杆和铁塔等几类。 其中铁塔是世界各国超高压输电线路中常用字的杆塔形式。一般，35KV 110KV线路中使 用混凝土杆，目前在新建330KV及以下线路运输和施工条件较好的平原和丘陵地区也有使 用混凝土杆。钢管杆和钢管混凝土杆在近年的城市电网建设和改造中应用较多，而在220KV 及以上的线路中，多采用格构式铁塔。但是，上述传统的输电杆塔普遍存在质量重，如混凝土杆，易腐烂，如木质杆，还有 如铁塔容易锈蚀或开裂等缺陷，因而造成耐久性差，使用寿命较短，施工运输和运行维护困 难，容易出现各种安全隐患。随着新材料技术及其制造工艺的发展，复合材料，如玻璃纤维 增强塑料(Fiberglass-Reinforced Plastics，FRP)，近年在国内外已逐步应用于输电工程 中，如在2009年2月18日公开，公开号为CN101368453A的中国专利，其公开了一种高强度 复合材料电杆的生产方法。该生产高强度复合材料电杆的方法包括如下步骤将钢体空心 电杆定位在转运架上，并使其转动；在该电杆表面涂刷乙烯基酯粘结剂；缠绕高强单向布， 并在缠绕过程中不断向单向布涂刷树脂；第一遍缠绕到头后，再缠绕第二层单向布，直到所 需厚度，最后固化得到所述电杆。但是，上述方法中并没有控制乙烯基酯的用量，这会导致 难以控制所制造的电杆的质量的统一，而且如果用太多的话，还会造成成本的上升。另外， 乙烯基酯本身不太容易固化，仅将乙烯基酯涂刷在电杆以及单向布的表面，难以在较短的 时间内固化，导致固化时间较长，增加了制造时间与成本。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种固化时间短，成本较低的乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔 及其制造方法。一种乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔，包括至少一根支撑件，所述支撑件的材料包括 多根玻璃纤维以及乙烯基酯树脂。所述支撑件的材料还包括固化剂。所述多根玻璃纤维通 过缠绕工艺浸渍在该乙烯基酯树脂与固化剂之中。在制备所述支撑件的适合应用于缠绕 工艺的材料中，玻璃纤维占所有材料重量的64% 80%，乙烯基酯树脂占所有材料重量的 19% 35%，固化剂占所有材料重量的0. 36% 1. 2%。一种乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔，包括至少一根支撑件，所述支撑件的材料包括 多根玻璃纤维以及乙烯基酯树脂。所述支撑件的材料还包括固化剂与促进剂。所述多根玻 璃纤维通过缠绕工艺浸渍在该乙烯基酯树脂、固化剂与促进剂之中。在制备所述支撑件的适合应用于缠绕工艺的材料中，玻璃纤维占所有材料重量的64% 80%，乙烯基酯树脂占 所有材料重量的19 % 35 %，固化剂占所有材料重量的0. 36 % 0. 65 %，促进剂占所有材 料重量的0. 15% 0. 55%。—种制备乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔的方法，包括以下步骤提供制备支撑件的材料，该材料包括乙烯基酯树脂，玻璃纤维以及固化剂，其中， 在制备支撑件的所有材料中，玻璃纤维占所有材料重量的64% 80%，乙烯基酯树脂占所 有材料重量的19% 35%，固化剂占所有材料重量的0. 36% 1. 2% ；提供一容器，并将所述乙烯基酯树脂与固化剂混合置于一容器中；将玻璃纤维置入容器中，使玻璃纤维浸渍在该乙烯基酯树脂与固化剂之中；提供一具有芯模的缠绕机，将浸渍有乙烯基酯树脂与固化剂的玻璃纤维以1米/ 秒 2米秒的速度从容器中拉出，并以0度 90度的缠绕角将该玻璃缠绕在所述芯模上；缠绕该浸渍有乙烯基酯树脂与固化剂的玻璃纤维纱至所述电力杆塔的预设厚度， 固化得到所述的乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔。与现有技术相比，由于乙烯基酯树脂的拉伸强度、断裂延伸率及热变形温度均受 环氧树脂结构及相对分子质量的影响，因此，控制乙烯基酯树脂的用量可以控制由其所制 得的支撑件的拉伸强度、断裂延伸率以及热变形温度，从而使得乙烯基酯树脂的用量达到 标准化，从而可在保证杆塔质量统一的同时，还可以降低因乙烯基酯树脂用量过多而造成 的成本上升。同时，在所制备支撑件的材料中加入了固化剂，通过固化剂与乙烯基酯树脂 的反应，使得乙烯基酯树脂的固化速度加快，缩短了固化时间，进而降低了支撑件的制造成 本。
图1为本发明提供的一种乙烯基酯树脂绝缘电力杆褡制造方法的流程图。图2为图1的制备乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔制造方法中的固化所述乙烯基酯树 脂绝缘电力杆塔的方法流程图。
具体实施例方式为了对本发明作更进一步的说明，举一较佳实施例并配合附图详细说明如下本发明所提供的电力杆塔包括至少一根支撑件，该支撑件的材料包括多根玻璃纤 维、乙烯基酯树脂以及固化剂。所述多根玻璃纤维浸渍在乙烯基酯树脂与固化剂之中。还需要进一步说明的是，在本实施中，所述制备支撑件的材料配方优选适用于缠 绕工艺中使用。所述玻璃纤维可以为无碱不间断玻璃纱，且该玻璃纤维占制备支撑件所有材料总 重量的64% 80%，在本实施例中，玻璃纤维占制备支撑件所有材料的总重量的69. 49%。所述乙烯基酯树脂为一种不饱和热固性树脂。乙烯基酯树脂的特点是聚合物中具 有端基或侧基不饱和双键，其主要通过不饱和酸与低相对分子质量聚合物分子链中的活性 点进行反应，引进不饱和双键。常用的骨架聚合物可以为环氧树脂，二酚基丙烷型环氧树脂 等，常用的不饱和酸可以为丙烯酸、甲基丙烯酸或丁烯酸等。在本实施例中，所述支撑件使 用环氧乙烯基酯树脂制得。由于乙烯基酯树脂的分子结构中含有仲羟基，该仲羟基与所述玻璃纤维表面上的羟基相互作用，从而可以改善对玻璃纤维的浸润性和粘结性，进而使得 用乙烯基酯树脂所制得的支撑件具有强度高的优点。同时，由于骨架聚合物使用了环氧树 脂，使乙烯基酯树脂具有环氧树脂主链，从而使得乙烯基酯树脂具有很好的韧性。另外，由 于乙烯基酯树脂的拉伸强度、断裂延伸率及热变形温度均受环氧树脂结构及相对分子质量 的影响，因此，控制乙烯基酯树脂的用量可以控制由其所制得的支撑件的拉伸强度、断裂延 伸率以及热变形温度。在本实施例中，乙烯基酯树脂占制备支撑件所有材料重量的19% 35%，优选的是，乙烯基酯树脂占制备支撑件所有材料重量的30%。
所述固化剂可以为过氧化甲乙酮或过氧化环己酮等可以与乙烯基酯树脂发生离 子型聚合反应的材料。所述固化剂与乙烯基酯树脂混合后，引发环氧乙烯基酯树脂中的环 氧基的开环聚合反应，从而交联成体型结构的高聚物，达到在较短时间固化的目的。根据乙 烯基酯树脂占制备支撑件所有材料的含量，所添加的固化剂可以占支撑件所有材料重量的 0. 51% 1. 2%。为了控制乙烯基酯树脂与固化剂的反应温度，可以加入一定比例的促进剂。因为 如果没有促进剂，需要对所述乙烯基酯树脂与固化剂加热到160度以上的温度才可以固 化。因此，为了降低制造成本，添加促进剂以将所述乙烯基酯树脂与固化剂的固化温度降低 到160度以下。所述促进剂可以为环烷酸钴和异辛酸钴中的一种或者为环烷酸钴和异辛酸 钴的混合物，且该促进剂占制备支撑件所有材料重量的固化剂占所有材料重量的0. 36% 0. 65%。当所述适合缠绕工艺的制备支撑件的材料含有促进剂时，其固化剂占所有材料重 量可以为0. 15% 0.55%。在本实施例中，所述适于缠绕工艺的制备支撑件的材料中包 括促进剂以及固化剂，所述促进剂占所有材料重量的0. 15%，而固化剂占所有材料重量的 0. 36%。请参阅附图，其为制造所述支撑件的流程图。该制造所述支撑件的步骤包括步骤S101，提供所述适于缠绕工艺制备支撑件的材料，该材料包括乙烯基酯树脂， 玻璃纤维纱、促进剂以及固化剂，其中，在制备支撑件的所有材料中，玻璃纤维纱占所有材 料重量的64% 80 %，乙烯基酯树脂占所有材料重量的19 % 35 %，固化剂占所有材料重 量的0. 36% 0. 55%，促进剂占所有材料重量的0. 15% 0. 65% ；步骤S102，提供一容器(图未示)，并将所述乙烯基酯树脂、促进剂与固化剂混合 置于一容器中；步骤S103，将玻璃纤维纱置入容器中，使玻璃纤维纱浸渍在该乙烯基酯树脂、促进 剂与固化剂之中；步骤S104，提供一具有芯模的缠绕机，将浸渍有乙烯基酯树脂、促进剂与固化剂的 玻璃纤维纱以1米/秒 2米秒的速度从容器中拉出，并以0度 90度的缠绕角将该玻璃 纤维纱缠绕在所述芯模上至所述电力杆塔的预设厚度的三分之一；步骤S105，提供玻璃纤维单向布，将该玻璃纤维单向布包覆在所述缠绕有玻璃纤 维纱的芯模上，在包覆所述玻璃纤维单向布的同时，向所述缠绕在芯模上的玻璃纤维单向 布浇淋所述乙烯基酯树脂、促进剂与固化剂的混合物；步骤S106，当所述玻璃纤维单向布包覆至所述电力杆塔的预设厚度的三分之二， 继续缠绕浸渍有乙烯基酯树脂、促进剂与固化剂的玻璃纤维纱至所述电力杆塔的预设厚度。
步骤S107，固化得到所述的乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔。在步骤S101中，本实施例的乙烯基酯树脂占所有材料重量的30%，促进剂占 所有材料重量的0. 15%，固化剂占所有材料重量的0. 36%，玻璃纤维占所有材料重量的 69. 49%。在步骤S102，优选地，该容器应当配合玻璃纤维以及所制备的支撑件的长度与直 径，选用长宽比高的槽形容器。在步骤S104中，优选地，所述缠绕角可以为45度 90度。 在步骤S108中，所述固化乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔的方法，如图2所示，包括以下步骤步骤S201，将缠绕完毕的电力杆塔放置在室温下2至4天；步骤S202，将该在室温下固化2至4天的电力杆塔放置在烘箱中，该烘箱中的温度 可以为100度 120度，并持续2小时；步骤S203，将热固化后的电力杆塔从烘箱中取出即完成固化。与现有技术相比，由于乙烯基酯树脂的拉伸强度、断裂延伸率及热变形温度均受 环氧树脂结构及相对分子质量的影响，因此，控制乙烯基酯树脂的用量可以控制由其所制 得的支撑件的拉伸强度、断裂延伸率以及热变形温度，从而使得乙烯基酯树脂的用量达到 量化，可在保证杆塔质量的统一的同时，还可以降低成本。另外，在所制备支撑件的材料中 加入了固化剂，通过固化剂与乙烯基酯树脂的反应，使得乙烯基酯树脂的固化速度加快，缩 短了固化时间，降低了支撑件的制造成本。另外，本领域技术人员还可以本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的 技术效果，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
权利要求
1.一种乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔，包括至少一根支撑件，所述支撑件的材料包括多 根玻璃纤维以及乙烯基酯树脂，其特征在于所述支撑件的材料还包括固化剂，所述多根玻 璃纤维通过缠绕工艺浸渍在该乙烯基酯树脂与固化剂之中，在制备所述支撑件的适合应用 于缠绕工艺的材料中，玻璃纤维占所有材料重量的64% 80%，乙烯基酯树脂占所有材料 重量的19% 35%，固化剂占所有材料重量的0. 36% 1.2%。
2.如权利要求1所述的乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔，其特征在于所述制备支撑件的 材料中的固化剂为过氧化甲乙酮或者过氧化环己酮中的一种或者为过氧化甲乙酮和过氧 化环己酮的混合物。
3.如权利要求1所述的乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔，其特征在于所述制备支撑件的 材料中，乙烯基酯树脂占所有材料重量的30%，固化剂占所有材料重量的0. 51%，玻璃纤 维占所有材料重量的69. 49 %。
4.一种乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔，包括至少一根支撑件，所述支撑件的材料包括多 根玻璃纤维以及乙烯基酯树脂，其特征在于所述支撑件的材料还包括固化剂与促进剂，所 述多根玻璃纤维通过缠绕工艺浸渍在该乙烯基酯树脂、固化剂与促进剂之中，在制备所述 支撑件的适合应用于缠绕工艺的材料中，玻璃纤维占所有材料重量的64% 80%，乙烯基 酯树脂占所有材料重量的19 % 35 %，固化剂占所有材料重量的0. 36 % 0. 65 %，促进剂 占所有材料重量的0. 15% 0. 55%。
5.如权利要求4所述的乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔，其特征在于所述促进剂为环烷 酸钴和异辛酸钴中的一种或者为环烷酸钴和异辛酸钴的混合物。
6.如权利要求4所述的乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔，其特征在于所述制备支撑件的 材料中，乙烯基酯树脂占所有材料重量的30%，固化剂占所有材料重量的0. 36%，玻璃纤 维占所有材料重量的69. 49%，促进剂占所有材料重量的0. 15%。
7.一种制备乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔的方法，包括以下步骤提供制备支撑件的材 料，该材料包括乙烯基酯树脂，玻璃纤维以及固化剂，其中，在制备支撑件的所有材料中，玻 璃纤维占所有材料重量的64% 80 %，乙烯基酯树脂占所有材料重量的19 % 35 %，固化 剂占所有材料重量的0. 36% 1. 2% ；提供一容器，并将所述乙烯基酯树脂与固化剂混合置于一容器中；将玻璃纤维置入容器中，使玻璃纤维浸渍在该乙烯基酯树脂与固化剂之中；提供一具有芯模的缠绕机，将浸渍有乙烯基酯树脂与固化剂的玻璃纤维以1米/秒 2米秒的速度从容器中拉出，并以0度 90度的缠绕角将该玻璃缠绕在所述芯模上；缠绕该浸渍有乙烯基酯树脂与固化剂的玻璃纤维纱至所述电力杆塔的预设厚度，固化 得到所述的乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔。
8.如权利要求7所述的制备乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔的方法，其特征在于所述制 备支撑件的材料中还包括促进剂，该促进剂为环烷酸钴和异立辛酸钴中的一种或者为环烷 酸钴和异立辛酸钴的混合物，且该促进剂占制备支撑件的材料总重量的0. 15% 0. 55%, 且当所述制备支撑件的材料中包括促进剂时，固化剂占所有材料重量的0. 36% 0. 65%。
9.如权利要求7所述的制备乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔的方法，其特征在于该方法 还包括当所述浸渍有乙烯基酯树脂与固化剂的玻璃纤维纱缠绕至所述电力杆塔的预设厚 度的三分之一时，提供玻璃纤维单向布，将该玻璃纤维单向布包覆在所述缠绕有玻璃纤维纱的芯模上，在包覆所述玻璃纤维单向布的同时，向所述缠绕在芯模上的玻璃纤维单向布 浇淋所述乙烯基酯树脂与固化剂的混合物；当所述玻璃纤维单向布包覆至所述电力杆塔的 预设厚度的三分之二，继续缠绕浸渍有乙烯基酯树脂与固化剂的玻璃纤维纱至所述电力杆 塔的预设厚度。
10.如权利要求7所述的制备乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔的方法，其特征在于所述玻 璃纤维纱缠绕到芯模上的缠绕角为45度 90度。
全文摘要
一种乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔，包括至少一根支撑件，所述支撑件的材料包括多根玻璃纤维、乙烯基酯树脂以及固化剂。所述多根玻璃纤维通过缠绕工艺浸渍在该乙烯基酯树脂与固化剂之中。在制备所述支撑件的材料中，玻璃纤维占所有材料重量的64％～80％，乙烯基酯树脂占所有材料重量的19％～35％，固化剂占所有材料重量的0.36％～1.2％。通过控制乙烯基酯树脂的用量可以控制所制得的支撑件的各性能参数，使得乙烯基酯树脂的用量达到量化，从而可在保证杆塔质量统一的同时，还可以降低乙烯基酯树脂用量过多而造成的成本增加。同时，在所制备支撑件的材料中加入了固化剂，缩短了固化时间，降低制造成本。本发明还包括一种所述乙烯基酯树脂绝缘电力杆塔的制造方法。
文档编号E04H12/02GK102002211SQ201010118308
公开日2011年4月6日 申请日期2010年1月30日 优先权日2009年9月2日
发明者裴静静, 马斌 申请人:南通市神马电力科技有限公司