超强憎水自洁性材料及其生产方法以及用此材料生产复合绝缘子与流程

文档序号:12882766阅读:351来源:国知局

本发明属于复合绝缘子领域,特别涉及一种超强憎水自洁性材料及其生产方法以及用此材料生产复合绝缘子。



背景技术:

复合绝缘子在我国电网试运行以来已有近30年历史,大批量地使用也超过15年,复合绝缘子在电网已形成超过陶瓷绝缘子或钢化玻璃绝缘子用量的半壁江山的应用局面。电网系统设备在长期的运行过程中,常暴露于不同的污秽条件下,运行环境十分严酷。复合绝缘子在提供必要的内绝缘和外绝缘的同时,比传统的陶瓷绝缘子或钢化玻璃绝缘子的优势在于具有憎水性,使污秽条件下运行的复合绝缘子有更高的耐受电压。

复合绝缘子一般由两种绝缘部件组成,并装有端部装配件来与杆塔和导体连接。复合绝缘子的两种绝缘部件包括内部的纤维增强复合材料芯棒和外部的伞套,伞套是复合绝缘子的外绝缘部件,提供必要的爬电距离并保护芯棒免受环境影响。常规复合绝缘子伞套材料多采用环氧树脂、乙丙橡胶、聚醚橡胶和高温硫化硅橡胶等制造,在其应用和发展过程中暴露出来一些亟待解决的问题。尤其是常规复合绝缘子伞套憎水性弱,在重污区运行后憎水性迅速下降甚至丧失,表面变成亲水性,而且亲水的复合绝缘子积污后的有效爬电比距小,其电气性能低于同等尺寸的陶瓷绝缘子和钢化玻璃绝缘子的电气性能,严重危及电网系统的运行安全。

在户外运行条件下,陶瓷绝缘子和钢化玻璃绝缘子的表面积污可以被雨水、大风冲刷得到一定程度的清除,而常规复合绝缘子的弱憎水性,且表面易产生静电吸附,表现出不同的材质积污系数差异,在脏污环境下积污严重,造成结垢等,实际运行中因复合绝缘子积污加重、憎水性丧失常常发生拉弧放电,污闪事故也时有发生。

在运行输电线路上的复合绝缘子易吸附污秽,特别是直流输电线路用复合绝缘子的吸附效应叠加,所以运行后的直流复合绝缘子积污更加严重,变得永远无法清理干净。在运行一段时间后的直流系统用复合绝缘子的表面往往形成永久性的顽固污垢,伞套的憎水性丧失,所带来的安全风险比交流系统用复合绝缘子更高。



技术实现要素:

为了克服现有技术的缺点,本发明提供一种超强憎水自洁性材料及其生产方法以及用此材料生产复合绝缘子。它具有超强自洁性,不沾附灰份、油污和水泥,在长时间雨淋后憎水性保持优良,提高了在重污秽的严酷环境条件下电网运行的安全性。

一种超强憎水自洁性材料,包括下列重量份:氟烷基乙烯基硅橡胶320-380g、戊烷基硅树脂50-65g、苯基聚硅氧烷40-55g、氟醚撑聚硅氧烷80-95g、二苯基硅二醇10-15g、二甲基二乙氧基硅烷10-15g、α,ω-二烷氧基硅氧烷5-10g、氨基硅氧烷10-15g、环氧代烷基硅氧烷3-6g、乙烯基硅烷偶联剂3-6g、正硅酸乙脂3-6g、高补强白炭黑65-80g、二氧化钛10-15g、氢氧化铝150-200g、碳酸锰5-15g、碳酸锌20-25g、三氧化二锑30-45g、云母粉20-25g、氧化镉12-18g、二硫化钼20-25g、氧化钡10-15g、氧化铁1-10g、颜料15-25g和过氧化物硫化剂3-6g。

所述高补强白炭黑的粒径为5-50nm。

一种超强憎水自洁性材料的生产方法,包括下列步骤:1)、将所述重量份的氟烷基乙烯基硅橡胶、戊烷基硅树脂、苯基聚硅氧烷和氟醚撑聚硅氧烷加入密闭式炼胶机内,在室温下混合炼制至均匀;2)、加入所述重量份的高补强白炭黑、二苯基硅二醇、二甲基二乙氧基硅烷和α,ω-二烷氧基硅氧烷,炼制温度为80-130℃,时间为1-3h;3)、加入所述重量份的二氧化钛、氢氧化铝、碳酸锰、碳酸锌、三氧化二锑、云母粉、氧化镉、二硫化钼、氧化钡、氨基硅氧烷、环氧代烷基硅氧烷、乙烯基硅烷偶联剂和正硅酸乙脂,炼制温度为100-150℃,真空度为-0.1--0.08mpa,时间为1-3h,抽出物料中的挥发物,混炼至物料均匀;4)冷却至室温,出料成为胶坯;5)、将上述胶坯加入捏炼机,加入所述重量份的氧化铁、颜料和过氧化物硫化剂,捏炼温度为40-60℃,时间为1-3h,出料为混炼胶;6)、将混炼胶置于开炼机上,调整开炼机辊筒间距为1-10mm之间,反复薄通3-6遍,出料为混炼胶片,为复合绝缘子或其伞套生产用料。

一种用超强憎水自洁性材料生产复合绝缘子,包括下列步骤:将预制的带端部装配件的复合绝缘子芯棒放置入模具中,向模具加入所述的混炼胶片,在温度为130-170℃,锁模压力为10-20mpa下,硫化成型,10-30min后脱模,制得超强憎水自洁性复合绝缘子。

采用该技术发明制造的超强憎水自洁性复合绝缘子,其伞套具有低表面张力、低摩擦系数、无静电、超憎水的性能。试验表明:自洁性为1级;憎水性比常规复合绝缘子提高三倍,积污后憎水迁移性为hc1级、在雨水中浸泡96h憎水性保持不变。超强憎水自洁性复合绝缘子具有抗腐蚀、抗盐雾、抗潮湿、耐油污、防结垢和优越的防污性能,为重污秽环境下电网的安全稳定运行提供了可靠保障。

具体实施方式

实施例一

一种超强憎水自洁性材料,包括下列重量份:氟烷基乙烯基硅橡胶320g、戊烷基硅树脂50g、苯基聚硅氧烷55g、氟醚撑聚硅氧烷95g、二苯基硅二醇10g、二甲基二乙氧基硅烷10g、α,ω-二烷氧基硅氧烷5g、氨基硅氧烷10g、环氧代烷基硅氧烷3g、乙烯基硅烷偶联剂3g、正硅酸乙脂3g、高补强白炭黑65g、二氧化钛10g、氢氧化铝150g、碳酸锰5g、碳酸锌20g、三氧化二锑30g、云母粉20g、氧化镉12g、二硫化钼20g、氧化钡10g、氧化铁1g、颜料15g和过氧化物硫化剂3g。

所述高补强白炭黑的粒径为5nm。

一种超强憎水自洁性材料的生产方法,包括下列步骤:1)、将所述重量份的氟烷基乙烯基硅橡胶、戊烷基硅树脂、苯基聚硅氧烷和氟醚撑聚硅氧烷加入密闭式炼胶机内,在室温下混合炼制至均匀;2)、加入所述重量份的高补强白炭黑、二苯基硅二醇、二甲基二乙氧基硅烷和α,ω-二烷氧基硅氧烷,炼制温度为80℃,时间为1h;3)、加入所述重量份的二氧化钛、氢氧化铝、碳酸锰、碳酸锌、三氧化二锑、云母粉、氧化镉、二硫化钼、氧化钡、氨基硅氧烷、环氧代烷基硅氧烷、乙烯基硅烷偶联剂和正硅酸乙脂,炼制温度为100℃,真空度为-0.1mpa,时间为1h,抽出物料中的挥发物,混炼至物料均匀;4)冷却至室温,出料成为胶坯;5)、将上述胶坯加入捏炼机,加入所述重量份的氧化铁、颜料和过氧化物硫化剂,捏炼温度为40℃,时间为1h,出料为混炼胶;6)、将混炼胶置于开炼机上,调整开炼机辊筒间距为2mm之间,反复薄通3遍,出料为混炼胶片,为复合绝缘子或其伞套生产用料。

一种用超强憎水自洁性材料生产复合绝缘子,包括下列步骤:将预制的带端部装配件的复合绝缘子芯棒放置入模具中,向模具加入所述的混炼胶片,在温度为140℃,锁模压力为15mpa下,硫化成型,30min后脱模,制得超强憎水自洁性复合绝缘子。

实施例二

一种超强憎水自洁性材料,包括下列重量份:氟烷基乙烯基硅橡胶380g、戊烷基硅树脂65g、苯基聚硅氧烷40g、氟醚撑聚硅氧烷80g、二苯基硅二醇15g、二甲基二乙氧基硅烷15g、α,ω-二烷氧基硅氧烷10g、氨基硅氧烷15g、环氧代烷基硅氧烷6g、乙烯基硅烷偶联剂6g、正硅酸乙脂6g、高补强白炭黑80g、二氧化钛15g、氢氧化铝200g、碳酸锰15g、碳酸锌25g、三氧化二锑45g、云母粉25g、氧化镉18g、二硫化钼25g、氧化钡15g、氧化铁10g、颜料25g和过氧化物硫化剂6g。

所述高补强白炭黑的粒径为50nm。

一种超强憎水自洁性材料的生产方法,包括下列步骤:1)、将所述重量份的氟烷基乙烯基硅橡胶、戊烷基硅树脂、苯基聚硅氧烷和氟醚撑聚硅氧烷加入密闭式炼胶机内,在室温下混合炼制至均匀;2)、加入所述重量份的高补强白炭黑、二苯基硅二醇、二甲基二乙氧基硅烷和α,ω-二烷氧基硅氧烷,炼制温度为130℃,时间为3h;3)、加入所述重量份的二氧化钛、氢氧化铝、碳酸锰、碳酸锌、三氧化二锑、云母粉、氧化镉、二硫化钼、氧化钡、氨基硅氧烷、环氧代烷基硅氧烷、乙烯基硅烷偶联剂和正硅酸乙脂,炼制温度为150℃,真空度为-0.08mpa,时间为3h,抽出物料中的挥发物,混炼至物料均匀;4)冷却至室温,出料成为胶坯;5)、将上述胶坯加入捏炼机,加入所述重量份的氧化铁、颜料和过氧化物硫化剂,捏炼温度为60℃,时间为3h,出料为混炼胶;6)、将混炼胶置于开炼机上,调整开炼机辊筒间距为5mm之间,反复薄通6遍,出料为混炼胶片,为复合绝缘子或其伞套生产用料。

一种用超强憎水自洁性材料生产复合绝缘子,包括下列步骤:将预制的带端部装配件的复合绝缘子芯棒放置入模具中,向模具加入所述的混炼胶片,在温度为170℃,锁模压力为20mpa下,硫化成型,10min后脱模,制得超强憎水自洁性复合绝缘子。

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