一种涂覆型复合材料杆塔及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于杆塔技术领域，尤其涉及一种涂覆型复合材料杆塔及其制备方法。
【背景技术】
[0002]国内外输电线路中使用较为广泛的杆塔主要有木质杆塔、混凝土或预应力混凝土杆塔、钢管混凝土杆塔、钢管杆和铁塔等几类。因此，传统的输电杆塔普遍存在质量大、易腐烂、锈蚀或开裂等缺陷，耐久性差，使用寿命较短并且施工运输和运行维护困难，容易出现各种安全隐患。木材杆会遭到腐蚀，钢材会生锈，因此需要定期的检查及维修。防锈复合剂的使用也对环境产生有害的作用。即使环境问题能解决，钢材比较重也不易于操作。混凝土杆比钢材更重。但其运输及操作混凝土杆塔的费用更大。
[0003]输电线路杆塔结构，是电力架空线路设施中特殊的支撑结构件，其结构性能直接影响着线路的安全性、经济性和运行可靠性。随着我国电网的发展，输电线路工程呈现出长距离、规模化、大型化的发展趋势。目前，输电线路杆塔一般由钢材和混凝土组成。特别是大量钢结构杆塔的使用，其对钢材的需求量也在逐年上升，消耗了大量矿产资源，造成生态环境的污染。同时，大量采用钢材作为铁塔材料，也给杆塔的施工运输、运行维护带来了诸多困难。因此，采用新型环保复合材料代替钢材成为输电行业的一种发展趋势。
[0004]虽然现在复合材料杆塔也在被广泛的使用，但是现有的复合材料杆塔还存在很多缺点。如现有的复合材料杆塔未能完全解决抗UV、抗高温和耐火性差的问题，也造成的现有复合材料杆塔使用中耐温性差、寿命短的问题，原有添加抗性树脂材料大大的增加了企业的成本。现有的复合材料杆塔的一般采用的材料为有毒性，不环保，易挥发有毒气体在生产中对生产工人容易造成伤害，同时现有的复合材料杆塔的生产工艺通过两次混料浸润，工艺比较复杂，同时原有抗性材料浸润不均匀，内层基础树脂容易溢出表面，造成产品品质差升。
[0005]中国专利:申请号200910209876.6，公开了为一种复合材料杆塔，包括本体，置于本体外的第一外层和第二外层，以及置于本体内的泡沫填充物，所述的本体为包括树脂与绝缘纤维的复合材料，所述的第一外层为包括耐候性树脂与绝缘纤维的复合材料，所述的第二外层为氟或氟的聚合物，所述的本体、第一外层、第二外层和本体内的泡沫填充物构成复合材料杆塔。该实用新型解决了复合材料杆塔部分抗拉紫外线、防水、阻燃和耐腐蚀性，但还存在抗拉强度和耐温性能不强，工艺复杂，填充泡沫寿命短问题，同时由于内外层硬度、密度、膨胀系数不统一造成产品在温差变化大的时候出现内层分层和内部挤裂现象，产生自强度破坏。
[0006]现有的复合材料杆塔的耐高温、耐火、耐酸和耐碱性差，尤其极端天气下，很容易损坏，使用寿命短，且在极寒的条件下，导致杆塔的寿命终止，而且外观不美观，在需要更换，浪费材料和增加成本，且浪费大量人力。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于针对现有多层复合材料杆塔的不足，提供一种防水性、防腐性、抗拉强度高和抗老化的性能好，寿命长和抗UV性好和外观美观，同时环保和生产成本低的涂覆型复合材料杆塔。
[0008]具体的技术方案如下:
一种涂覆型复合材料杆塔，包括本体，所述的本体的外部涂覆有涂料层，本体为复合材料制成的本体，所述的复合材料包括玻璃纤维与聚氨酯或环氧树脂浸润。
[0009]进一步的，所述的涂料层包括由基础底料、着色剂、固化剂和稀释剂制成。
[0010]更进一步的，所述的基础底料为氟碳材料、纳米金属材料或者纳米非金属材料中的一种以上的制成。
[0011]更进一步的，所述的涂料层分为附着加固层和增强耐侯层，附着加固层为基础底料制成的融合，附着加固层用于增强涂料涂层表面附着性，附着加固层增加成品表面硬度及整体性能，增强耐侯层包括着色剂、固化剂和稀释剂制成，所述的稀释剂为环已酮、正丁醇或苯用于稀释基础料便于涂覆工艺。
[0012]更进一步，附着涂覆后需要短时恒温固化，或者长时户外温度自然固化。
[0013]—种涂覆型复合材料杆塔的制备方法，具体的工艺步骤如下:
(1)将玻璃纤维通过树脂喷注浸润设备混合浸润；
(2)将配制好的复合材料缠绕到模具上得到复合材料杆塔；
(3)按涂料的配方取一定量并搅拌均匀；
(4)将搅拌好的涂料通过专用环状涂覆设备均匀的喷涂到复合材料杆塔外部，喷涂设备可按照工艺要求涂覆厚度均匀的喷涂抗性涂料
(5)将喷好涂料的复合材料杆塔放到恒温固化箱中加温固化，此固化为结构和表面同期固化；
(6)将固化后的杆塔脱去模具，封上封头即可得到本涂覆型复合材料杆塔。
[0014]—种涂覆型复合材料杆塔的制备方法，具体的工艺步骤如下:
(1)将玻璃纤维通过树脂喷注浸润设备混合浸润；
(2)将配制好的复合材料缠绕到模具上得到复合材料杆塔；
(3)缠绕好后的复合材料杆塔放到恒温固化箱中初步固化；
(4)按涂料的配方取一定量并搅拌均匀；
(5)在初步固化固化好的复合材料杆塔外部均匀的喷上一定厚度的涂料；
(6)将喷好涂料的复合材料杆塔放到恒温固化箱中加温固化；
(7)将固化后的杆塔脱去模具，封上封头即可得到本涂覆型复合材料杆塔。
[0015]更进一步的，所述的加温固化中控制的固化时间按照涂层材料不同分别为lh、1.5h、2h，控制的固化温度为80-230°。
[0016]
更进一步的，所述的初步固化中控制的固化时间为1.5h，控制的加热温度为80-120°。
[0017]更进一步的，所述的涂料喷附控制的厚度为25-50微米。
[0018]更进一步的，所述的涂料喷附要喷附两种涂料的时候，首先将涂料层I在复合材料杆塔上然后加温固化，固化后再将涂料层Π均匀的喷附在涂料层I上面接着再固化。
[0019]更进一步的，所述的给旧复合材料杆塔翻新的时候，将原有表面起毛变色层清理打磨，直接将配好的涂料均匀的喷覆到旧的复合材料杆塔上形成一定厚度的涂料层，然后将喷覆后的复合材料杆塔放到恒温固化箱中进行固化，然后将固化后的杆塔脱去模具，封上封头即可得到本涂覆型复合材料杆塔。通过这个方法可以将原有旧的复合材料杆塔修复成新的复合材料杆塔，从而使得旧的复合材料杆塔可以重新的成为新杆塔，能够回收利用旧杆塔，节约成本，更加的环保。
[0020]本发明的有益效果:
1、本发明采用了多向经玮缠绕的聚氨酯或环氧树脂混合玻璃纤维为复合材料的主体，然后再用多头或单头缠绕的方法缠绕在模具上作为杆塔的主体，从而保证杆塔整体的抗拉强度，树脂混合玻璃纤维具有较高的强度、耐酸碱性使得本发明具有重量轻、绝缘、安装竖立方便，抗腐蚀，强度高。
[0021]2、再通过在主体外部均匀涂覆涂料的方式，在主体的外部涂覆上一层以上的涂料层，本发明选用的氟碳涂料能够更好的与主体材料更好的融合成一体，大大的增加复合材料杆塔的抗拉强度高和抗老化的性能好，寿命长和抗UV性好和外观美观。
[0022]3、本发明的涂料中增加了颜料，可以根据用户的需求添加不同的颜料，从而使得复合材料体现不同的颜色，从而使得复合材料杆塔呈现不同的颜色，使得杆塔的外观更加美观。
[0023]4、本发明可以将原有旧的复合材料杆塔修复成新的复合材料杆塔，从而使得旧的复合材料杆塔可以重新的成为新杆塔，能够回收利用旧杆塔，节约成本，更加的环保。
[0024]5、本发明具有防水性、防腐性、抗拉强度高和抗老化的性能好，寿命长和抗UV性好和外观美观，同时环保和生产成本低的优点，适合在杆塔领域广泛推广。
【附图说明】
[0025]附图1是实施例1的涂覆型复合材料杆塔横截面示意图；
附图2是实施例1的涂覆型复合材料杆塔制备方法的流程示意图；
附图3是实施例2、3的涂覆型复合材料杆塔制备方法的流程示意图；
附图4是实施例3的涂覆型复合材料杆塔横截面示意图。
[0026]图中标识:1-模具层、2_本体、3_涂料层1、4_涂料层Π。
【具体实施方式】
[0027]下面参照附图，对本发明的【具体实施方式】进一步的详细描述。
[0028]实施例1:
如图1、2所示，一种涂覆型复合材料杆塔，包括本体，所述的本体的外部涂覆有涂料层，本体为复合材料制成的本体，所述的复合材料包括聚酰亚胺，涂料层包括基础底料、着色剂、固化剂和稀释剂制成，所述的涂料层分为附着加固层和增强耐侯层，附着加固层为基础底料制成的融合，附着加固层用于增强涂料涂层表面附着性，附着加固层增加成品表面硬度及整体性能，增强耐侯层包括着色剂、固化剂和稀释剂制成，所述的基础底料为氟碳材料，稀释剂为环已酮。
[0029]—种涂覆型复合材料杆塔的制备方法，具体的工艺步骤如下:
(I)将玻璃纤维通过树脂喷注浸润设备混合浸润； (2)将配制好的复合材料缠绕到模具上得到复合材料杆塔；
(3)按涂料的配方取一定量并搅拌均匀；
(4)将搅拌好的涂料通过专用环状涂覆设备均匀的喷涂到复合材料杆塔外部，喷涂设备可按照工艺要求涂覆厚度均匀的喷涂抗性涂料
(5)将喷好涂料的复合材料杆塔放到恒温固化箱中加温固化，此固化为结构和表面同期固化；
(6)将固化后的杆塔脱去模具，封上封头即可得到本涂覆型复合材料杆塔。
[0030]更进一步的，所述的加温固化中控制的固化时间为lh，控制的加热温度为80°。