专利名称：绝缘组合物、应用其的绝缘材料、伞套和绝缘子及制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种绝缘用组合物及将该组合物应用在绝缘子中，尤其是涉及一种包括憎水性脂环族环氧化合物的组合物及将其应用于制备高压复合绝缘子。
背景技术：
复合绝缘子在重量、测零值、耐污闪电压等方面，尤其是污闪电压高上相比瓷质绝缘子有很大的优越性，因此越来越受到行业的青睐。传统环 氧树脂，其电气机械性能和加工工艺性能都十分优良，因此可以作为结构性绝缘材料用作绝缘子的伞套。在国外，环氧树脂在电力行业的应用已经有40年的成功使用经验。脂环族环氧树脂的化学结构是含有饱合脂环而不含苯核，因此有良好的抗紫外线能力和耐候性能，因此即使在恶劣应用环境下也能保持上述性能。同时，脂环族环氧树脂固化物交联度高，具有很高的耐温性，可耐热190°C以上，热分解温度320°C以上，适用于户外使用，受到各行业日益广泛垂识。然而，高压复合绝缘子行业具有其使用工况的特殊要求，如耐污秽性能、多种条件下的耐老化性能、耐电弧性能和耐漏电起痕性能等。需要通过使伞套材料具有优良的憎水性、憎水性迁移和憎水性恢复来达到上述这样的要求。然而现有单一的现有脂环族环氧树脂应用于高压复合绝缘子领域不能满足相应的性能要求，特别是不能满足复合绝缘子加工与运行过程中的特殊性，如抗弯、韧性、耐低温以及优良的密封性能等。研究发现，复合绝缘子的伞裙结构与污闪电压之间存在一定的关系，使得其他条件相同但伞裙结构不同的复合绝缘子其污闪电压不同。伞径对复合绝缘子污闪特性的影响如下伞径加大，则复合绝缘子的等效直径增大，对污闪特性有消极影响；伞径过小则会导致泄漏距离的不足。虽然复合绝缘子的爬电距离相应增大，在一定程度上可以提高污闪电压，但是提高的程度有限，反而导致爬电距离的利用率相对降低，并且过大的伞径会消耗过多的材料，不具有经济效益。因此选择伞径的首要原则是，在保证整支绝缘子满足泄漏距离的前提下选择具有经济效益的伞径。伞间距对复合绝缘子污闪特性的影响如下伞间距增大，首先可以提高复合绝缘子的积污特性；其次，可以有效地抑制伞间桥接，防止严重覆冰覆雪以及阻滞电弧的串接；第三，可以提升爬电距离的利用率。但是伞间距增大的前提条件是保证整支复合绝缘子具有充足的爬电距离。相反的，伞间距减小，在绝缘高度一定的情况下可以提高复合绝缘子的爬电距离，但是污闪电压并不随爬电距离的增加而线性增长。并且，伞间距过小，伞间容易发生桥接，爬电距离的利用率相对降低。据不完全统计，国内电力系统发生的绝缘子脆断事故已达多起，脆断往往发生在复合绝缘子场强集中的高压端，发生脆断事故的复合绝缘子一般都存在伞套、端部密封破损的情况。一般认为脆断发生的概率很小，无法预防，无法检测，但对电网、接触网的危害极大。所以，复合绝缘子端部密封设计质量的好坏和工艺质量的好坏是杜绝复合绝缘子发生脆断事故的关键。
复合绝缘子运行地理范围广，不同地区具有其地理特殊性，从而造成运行工况复杂，同时复合绝缘子在运输、安装与维护过程存在外界不确定因素，从而影响复合绝缘子的安全运行。
发明内容
本发明所要解决的第一技术问题是提供了一种绝缘材料组合物，具有优良的憎水性、憎水迁移性、高机械强度、良好的抗磨损性能和抗外力破坏能力，并且能够满足绝缘子加工和运行要求。本发明所要解决的第二技术问题是提供了一种应用上述绝缘材料组合物作为伞套的绝缘子，该绝缘子是一种适用于输变电线路、电气化铁路及城市轨道交通接触网系统的高压复合绝缘子，污闪电压高，并且在使用过程中能防止发生脆断，同时该产品具有防鸟害、抗风沙、抗外力破坏和可攀踏等性能。为了解决上述技术问题，本发明提供的第一技术方案是一种绝缘材料组合物，以重量份计，该组合物包括，100重量份A组分，包括环己烷二甲酸二缩水甘油酯和柔性环氧树脂，所述环己烷二甲酸二缩水甘油酯和柔性环氧树脂的重量比为70-90 30-10 ；80-120重量份B组分，包括固化剂和促进剂，其中固化剂与促进剂的重量比为100:1-5 ;以及200-400重量份C组分包括填料。前述的绝缘材料组合物，包括100重量份A组分环己烷二甲酸二缩水甘油酯和柔性环氧树脂，其中所述环己烷二甲酸二缩水甘油酯和柔性环氧树脂的重量比例为70-90 30-10 ；80-100重量份B组分固化剂和促进剂；以及270-350重量份C组分填料。前述的绝缘材料组合物，所述环己烷二甲酸二缩水甘油酯是六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯，其结构式为
权利要求
1.一种绝缘材料组合物，其特征在于，以重量份计，该组合物包括 100重量份A组分，包括环己烷二甲酸二缩水甘油酯和柔性环氧树脂，所述环己烷二甲酸二缩水甘油酯和柔性环氧树脂的重量比为70-90 30-10 ； 80-120重量份B组分，包括固化剂和促进剂，其中固化剂与促进剂的重量比为100:1-5 ;以及 200-400重量份C组分，包括填料。
2.根据权利要求I所述的绝缘材料组合物，其特征在于，以重量份计，该组合物包括 100重量份A组分，包括环己烷二甲酸二缩水甘油酯和柔性环氧树脂，所述环己烷二甲酸二缩水甘油酯和柔性环氧树脂的重量比例为70-90 30-10 ； 80-100重量份B组分，包括固化剂和促进剂；以及 270-350重量份C组分，包括填料。
3.根据权利要求I或所述的绝缘材料组合物，其特征在于，所述环己烷二甲酸二缩水甘油酯是六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯， 其结构式为
4.根据权利要求I或所述的绝缘材料组合物，其特征在于，所述环己烷二甲酸二缩水甘油酯是4，5-环氧环己烷-1，2- 二甲酸二缩水甘油酯， 其结构式为:
5.根据权利要求1-4任一项所述的绝缘材料组合物，其特征在于，所述柔性环氧树脂是弹性体增韧环氧树脂。
6.根据权利要求5所述的绝缘材料组合物，其特征在于，所述柔性环氧树脂是丁腈橡胶、聚氨酯、有机硅或聚丙烯酸酯增韧环氧树脂。
7.根据权利要求6所述的绝缘材料组合物，其特征在于，所述柔性环氧树脂是端羧基丁腈橡胶增韧双酚A环氧树脂，所述丁腈橡胶与双酚A环氧树脂的重量比为100 :12-18,其中所述丁腈橡胶中丙烯腈含量为10-26wt%，数均分子量为3400-4000，平均官能度为I.8-2. 3 ;所述双酚A环氧树脂的环氧当量为160 200。
8.根据权利要求7所述的绝缘材料组合物，其特征在于，所述双酚A环氧树脂是双酚A二缩水甘油醚。
9.根据权利要求1-8任一项所述的绝缘材料组合物，其特征在于，所述固化剂是甲基六氢苯酐。
10.根据权利要求1-9任一项所述的绝缘材料组合物，其特征在于，所述促进剂是叔胺类促进剂或咪唑类促进剂。
11.根据权利要求10所述的绝缘材料组合物，其特征在于，所述叔胺类促进剂是2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚或二甲基苯胺；所述咪唑类促进剂是2-甲基咪唑或2-乙基咪唑。
12.根据权利要求1-11任一项所述的绝缘材料组合物，其特征在于，所述填料是二氧化硅或氢氧化铝中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的绝缘材料组合物,其特征在于,所述填料由5wt%的38微米<粒径< 48微米的粒子，80wt%的23微米<粒径< 38微米的粒子、10wt%的13微米<粒径< 23微米的粒子，以及5wt%的粒径< 13微米的粒子混合配制而成。
14.根据权利要求1-13任一项所述的绝缘材料组合物，其特征在于，以C组分总重量百分比计，所述C组分进一步包括O. 1-1%紫外光吸收剂、O. 1-1%稳定剂、O. 1-1%阻燃剂或O. 1-1%偶联剂中的一种或多种。
15.根据权利要求14所述的绝缘材料组合物，其特征在于，所述紫外光吸收剂是4-二羟基二苯甲酮；所述稳定剂是硬脂酸镁或硬脂酸锌；所述阻燃剂是氢氧化镁、氢氧化铝或红磷；所述偶联剂是硅烷偶联剂，优选Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，Y-氨基丙基三乙氧基硅烷，Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基娃烧。
16.如权利要求1-15任一项所述的绝缘材料组合物在绝缘子伞套中的应用。
17.—种绝缘材料，采用权利要求1-15任一项所述的绝缘材料组合物固化而成。
18.—种绝缘子伞套，采用权利要求1-15任一项所述的绝缘材料组合物固化而成。
19.一种复合绝缘子，其特征在于，该复合绝缘子包括芯棒、金具，以及外表面上带有多个伞裙的伞套；其中，芯棒两端分别插入于金具的中心孔与两端金具紧密结合；其中，所述伞套由权利要求1-15任一项所述的绝缘材料组合物固化形成于芯棒的外表面且延伸至金具表面形成密封。
20.一种带有伞套的复合绝缘子的制备方法，该方法包括 (I)将芯棒插入到金具的中心孔中，然后压紧得到芯棒-金具复合体； (2 )将步骤(I)所得复合体放入到模具中的相应位置； (3)将权利要求1-15任一项所述的绝缘材料组合物的A组分，B组分以及C组分混合，搅拌，然后抽真空，真空度为(-0. 06) -O. 15Mpa，得到混和胶； (4)将步骤(3)所得混合胶注射入到模具中，并进行第一次固化，固化温度为130-170°C ； (5)脱模然后进行第二次固化，固化温度为110-130°C，得到带有伞套的复合绝缘子，其中，伞套外表面上带有多个伞裙，且伞套覆盖芯棒的外表面且延伸至金具表面形成密封。
21.根据权利要求20所述的绝缘子的制备方法，其特征在于，步骤(I)中压紧的压接参数为绝缘子强度-时间曲线斜率为4%时的压接参数。
22.根据权利要求21所述的绝缘子的制备方法，其特征在于，压接力为80-180bar。
23.根据权利要求21或22所述的绝缘子的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述注射工艺为自动压力凝胶成型工艺，进料压力为O. 1-0. 4MPa，进料时间为3-5min。
24.一种带有伞套的复合绝缘子，采用权利要求20的制备方法制成。
全文摘要
本发明提供了一种绝缘组合物、应用其的绝缘材料、伞套和绝缘子及制法。以重量份计，该组合物包括100重量份A组分，包括环己烷二甲酸二缩水甘油酯和柔性环氧树脂，所述环己烷二甲酸二缩水甘油酯和柔性环氧树脂的重量比为70-9030-10；80-120重量份B组分，包括固化剂和促进剂，其中固化剂与促进剂的重量比为100:1-5；以及200-400重量份C组分，包括填料。该绝缘材料组合物具有优良的憎水性、憎水迁移性、高机械强度、良好的抗磨损性能和抗外力破坏能力，能够满足绝缘子加工和运行要求。
文档编号C08K3/02GK102942767SQ201210520889
公开日2013年2月27日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者及荣军, 张春梅, 王长明, 耿卫斌 申请人:及荣军