一种大直径多芯组合芯棒的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种大直径多芯组合芯棒的制作方 法。
【背景技术】
[0002] 随着输变电800kV、1100kV以上特高压等级的发展，为了确保输变电的可靠性，支 柱绝缘子在设计上从过去的几米高已经逐步发展到十几米甚至更高的高度，从结构上讲对 复合绝缘子芯棒的直径尺寸要求也在不断增大，而采用传统的拉挤生产工艺制作复合绝缘 子芯棒的过程中存在诸多技术缺陷，导致传统工艺很难制作出直径在170mm以上的复合绝 缘子用大直径芯棒。因此，亟需研发一种直径在170mm以上的复合绝缘子用大直径芯棒的 制作方法。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种大直径多芯 组合芯棒的制作方法。采用该方法制作的多芯组合芯棒由多根单芯芯棒集束组合后，再采 用胶液注射成型而成，所制芯棒的截面直径在170mm以上，属于大直径范畴，并且其性能优 异，满足复合绝缘子用芯棒的相关技术要求。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大直径多芯组合芯棒的制 作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0005] 步骤一、根据所要制作的大直径多芯组合芯棒的设计要求对单芯芯棒进行选取， 然后对所选取的单芯芯棒进行预处理；
[0006] 步骤二、制备胶液，具体过程为：
[0007] 步骤201、称取以下重量份的各种原料：双酚A型环氧树脂100份，固化剂60~80 份，促进剂1. 5~2. 5份，玻璃微珠100~200份，桐油酸酐10~25份；
[0008] 步骤202、将步骤201中所称取的各种原料混合均匀，得到胶液；
[0009] 步骤三、将多根步骤一中预处理后的单芯芯棒集束组合后装入注射成型机的模具 中，再将装有多根单芯芯棒的模具预热至177°C，然后将步骤二中所述胶液加入到注射成型 机的料仓中并预热至l〇〇°C~120°C，之后将预热后的胶液注射入预热后的模具中，得到未 固化半成品，最后将未固化半成品在温度为177°C的条件下保温0. 5h后出模，得到成型品；
[0010] 步骤四、将步骤三中所述成型品置于固化炉中进行后固化处理，得到大直径多芯 组合芯棒；所述大直径多芯组合芯棒为圆柱体结构，所述大直径多芯组合芯棒的截面直径 不小于170mm。
[0011] 上述的一种大直径多芯组合芯棒的制作方法，其特征在于，步骤一中所述预处理 的具体过程为：
[0012] 步骤101、对所选取的单芯芯棒进行喷砂处理；
[0013] 步骤102、将步骤101中喷砂处理后的单芯芯棒采用蘸有酒精的抹布擦拭干净，然 后置于温度为60°C~80°C的干燥箱中干燥lh;
[0014] 步骤103、在步骤102中干燥后的单芯芯棒表面均匀涂抹偶联剂，然后自然晾干；
[0015] 步骤104、在步骤103中自然晾干后的单芯芯棒表面喷涂有机硅树脂，在单芯芯 棒表面得到厚度为〇? 5mm~0? 8mm的涂层，然后将表面喷涂有涂层的单芯芯棒在温度为 180°C，压力为0. 5MPa的条件下进行加压固化处理，在单芯芯棒表面得到界面层。
[0016] 上述的一种大直径多芯组合芯棒的制作方法，其特征在于，步骤103中所述偶联 剂为硅烷偶联剂KBM-603或硅烷偶联剂KH-570。
[0017] 上述的一种大直径多芯组合芯棒的制作方法，其特征在于，步骤一中所述单芯芯 棒的材质为玻璃纤维增强环氧树脂。
[0018] 上述的一种大直径多芯组合芯棒的制作方法，其特征在于，步骤201中所述固化 剂为甲基四氢苯酐，所述促进剂为N，N_二（缩水甘油基）苯胺或环烷基咪唑啉。
[0019] 上述的一种大直径多芯组合芯棒的制作方法，其特征在于，步骤三中所述注射的 压力为l5MPa~2〇MPa。
[0020] 上述的一种大直径多芯组合芯棒的制作方法，其特征在于，步骤四中所述后固化 处理的温度为177°c，所述后固化处理的时间为4h。
[0021] 上述的一种大直径多芯组合芯棒的制作方法，其特征在于，步骤四中所述大直径 多芯组合芯棒的截面直径为170mm~400mm。
[0022] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0023] 1、本发明所提供的大直径多芯组合芯棒的制作方法，制作工艺简单，技术稳定可 行，可重复性强，满足大规模工业化生产。
[0024] 2、采用本发明制作的多芯组合芯棒由多根单芯芯棒集束组合后，再采用胶液注射 成型而成，所制芯棒的截面直径在170mm以上，属于大直径范畴，并且其性能优异，满足复 合绝缘子用芯棒的相关技术要求。
[0025] 3、本发明将多支截面尺寸较小的单芯芯棒通过合理的集束组合后，通过环氧树脂 胶液注射成型进行二次复合，最终制作成性能优良的大直径芯棒，具有显著的技术特点，这 是普通拉挤工艺所无法实现的。
[0026] 4、本法明通过制作有机硅树脂界面层，能够有效地改善芯棒在组合成型制作过程 中应力的缓释。
[0027]5、采用本发明制作的大直径多芯组合芯棒的技术指标如下：
[0028] 染料渗透试验 > 15min，试样顶部无染料溶液渗出； 水扩散试验 12kV,试样无击穿、无闪络； 泄漏电流测试 < 1mA; 体积电阻率 21013; 层间剪切强度 250MPa; 弯曲强度 SllOOMPa;
[0029] 密度 >2g/cm3;
[0030] 由此可知，本发明制作的大直径多芯组合芯棒性能优异，满足复合绝缘子用芯棒 的相关技术要求。
[0031] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明实施例1~3未固化半成品的结构示意图。
[0033] 图2为本发明实施例4~5未固化半成品的结构示意图。
[0034] 附图标记说明：
[0035] 1一单芯芯棒； 2-J3父液。
【具体实施方式】
[0036] 实施例1
[0037] 本实施例所要制作的大直径多芯组合芯棒为截面直径为180mm的圆柱体结构；本 实施例大直径多芯组合芯棒的制作方法包括以下步骤：
[0038] 步骤一、根据所要制作的大直径多芯组合芯棒的设计要求对材质为玻璃纤维增强 环氧树脂的单芯芯棒1进行选取，本实施例所选取的单芯芯棒1分别为：规格为〇74. 5mm 的单芯芯棒4根，规格为①30. 5mm的单芯芯棒5根，规格为①15mm的单芯芯棒8根；然后 对所选取的单芯芯棒1进行预处理，具体过程为：
[0039] 步骤101、对所选取的单芯芯棒1进行喷砂处理；
[0040] 步骤102、将步骤101中喷砂处理后的单芯芯棒1用蘸有酒精的抹布擦拭干净，然 后置于温度为70°C的干燥箱中干燥lh;
[0041] 步骤103、将步骤102中干燥后的单芯芯棒1表面均匀涂抹偶联剂，然后自然晾干； 所述偶联剂优选为硅烷偶联剂KBM-603;
[0042] 步骤104、在步骤103中自然晾干后的单芯芯棒1表面喷涂有机硅树脂，在单芯芯 棒1表面得到厚度为0. 6mm的涂层，然后将表面喷涂有涂层的单芯芯棒1在温度为180°C， 压力为0. 5MPa的条件下进行加压固化处理，在单芯芯棒1表面得到界面层；所述加压固化 处理可在加压固化罐等现有设备中进行；
[0043]步骤二、制备胶液2，具体过程为：
[0044] 步骤201、称取以下重量份的各种原料：双酚A型环氧树脂100份，固化剂70份， 促进剂2. 0份，玻璃微珠150份，桐油酸酐20份；所述固化剂优选为甲基四氢苯酐，所述促 进剂优选为环烷基味挫琳；
[0045] 步骤202、将步骤201中所称取的各种原料混合均匀，得到胶液2 ;
[0046] 步骤三、将多根步骤一中预处理后的单芯芯棒1集束组合后装入注射成型机的模 具中，然后将装有单芯芯棒1的模具预热至177°C，之后将步骤二中所述胶液2加入注射成 型机的料仓中并预热至ll〇°C后，在注射压力为18MPa的条件下注射入预热后的模具中，得 到未固化半成品，最后将未固化半成品在温度为177°C的条件下保温0.5h后出模，得到成 型品；本实施例未固化半成品的结构示意图如图1所示，由图1可知，胶液2填充于单芯芯 棒1与模具之间的空隙以及相邻单芯芯棒1之间的空隙中；
[0047] 步