本发明涉及一种断路器用高强度绝缘拉杆及其制备方法，属于断路器技术领域。
背景技术
在中压成套开关柜中，绝缘拉杆主要是与固封极柱配套使用，靠连接杆与固封极柱的灭弧室动端连接在一起，然后固定安装在断路器中，起到通路与断开的作用。尤其当断路器在运行时，固封极柱需要承受30000次的机械寿命。因此，对绝缘拉杆的抗拉强度要求比较高。如果绝缘拉杆的抗拉强度较低，则不能满足断路器开断30000次的机械寿命，无法保证断路器的运行安全。
现有技术中常用的绝缘拉杆是采用不饱和聚酯玻璃纤维材料压制成型，但是该材料制得的绝缘拉杆抗拉强度低，致密性差、易断裂。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种抗拉强度高的断路器用高强度绝缘拉杆。本发明的目的还在于提供一种上述断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种断路器用高强度绝缘拉杆，包括如下重量份数的组分：2-10份的玻纤增强尼龙66、1-2份的增韧尼龙66。
本发明采用玻纤增强尼龙66与增韧尼龙66组合制成绝缘拉杆，能够大大提高绝缘拉杆的抗拉强度。
玻纤增强尼龙66是热塑性绝缘材料，该材料具有优良的力学性能、耐热性、抗开裂性以及优异的电绝缘性，因此能够大大提高中压成套开关设备用绝缘件的综合性能。热塑性绝缘材料与热固性环氧树脂体系相比，产品的重量轻，绝缘强度增强，机械强度高3～4倍，完全能够满足中压成套开关设备的各项性能要求。
玻纤增强尼龙66为现有技术中的玻纤增强尼龙66。玻纤增强尼龙66中的玻纤含量不宜太高，以避免影响绝缘拉杆的韧性，玻纤含量也不宜太低，以免降低绝缘拉杆的强度。一般的，所述玻纤增强尼龙66中玻纤的质量分数为20％～50％。优选为30％～35％。进一步优选为30％～33％。
玻纤增强尼龙66可以选择商品化的产品，一般的，所述玻纤增强尼龙66为a3wg6、70g33l、70g33hs1l中的任意一种或者几种。具体的，玻纤增强尼龙66为巴斯夫产的a3wg6、杜邦产的70g33lbk031、杜邦产的70g33hs1lbk031、杜邦产的st801nc010a中的任意一种或者几种。巴斯夫产的a3wg6的玻纤含量为30％。杜邦产的70g33lbk031和70g33hs1lbk031中的玻纤含量为33％。
增韧尼龙66为不含玻纤的尼龙66。一般情况下，所述增韧尼龙66为st801nc010a。增韧尼龙66为增韧剂，可以提高绝缘拉杆的耐冲击性能。
一种断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法，包括如下步骤：将玻纤增强尼龙与增韧尼龙混合均匀，干燥，注塑，脱模，即得。
本发明的制备方法简单、易操作，无需加入其它助剂。
上述干燥可以采用现有技术中的方式干燥，一般的，所述干燥是在120℃下干燥4-6h。
所述注塑的温度为280℃～295℃。注塑压力为28mpa～80mpa。优选的，当制备12kv/3150a～4000a固封极柱配套的绝缘拉杆时，注塑压力为28mpa～43mpa。当制备40.5kv/1250a，2500a的绝缘拉杆时，注塑压力为80mpa。
注塑时将注塑料注射入模具中。注塑时对模具进行加热，所述注塑时模具温度为75℃～95℃。注塑时采用模温机对模具加热，模温机的油温为120℃～125℃。
注塑时在模具中保压的压力为35mpa～50mpa。保压的时间为3s～25s。优选为10s～25s。
保压后进行冷却，保压后冷却的时间为90s～300s。优选的，当制备12kv/3150a～4000a固封极柱配套的绝缘拉杆时，冷却时间为90s～100s。当制备40.5kv/1250a，2500a的绝缘拉杆时，冷却时间为300s。
脱模后得到的绝缘拉杆在100℃的水中煮2h～3h。在沸水中煮后，可以增加绝缘拉杆的吸水程度，进一步增强绝缘拉杆的强度。
附图说明
图1为实施例1中的绝缘拉杆的结构示意图；
图2为实施例1中的绝缘拉杆的剖视图；
图3为实施例8中的绝缘拉杆的结构示意图；
图4为实施例8中的绝缘拉杆的剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
下面实施例中使用的注塑机为海天塑机集团有限公司生产的型号为ma4700ⅱ/2950塑料注射成型机。
实施例1
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆为12kv/3150a～4000a固封极柱配套的绝缘拉杆，如图1和图2所示，包括绝缘外壳3和设置在绝缘外壳中的第一嵌件1和第二嵌件2，绝缘外壳由如下重量份数的组分组成：2份的玻纤增强尼龙66、1份的增韧尼龙66。玻纤增强尼龙66为70g33lbk031(杜邦生产)，其中玻纤质量分数为33％。增韧尼龙66为st801nc010a(杜邦生产)。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将2份的玻纤增强尼龙66和1份的增韧尼龙66在搅拌罐中搅拌混合均匀，然后在120℃下干燥6h，得到混合料；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在80℃；
2)将步骤1)得到的混合料加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为280℃，注塑压力为45mpa，保压压力25mpa，保压时间8s，冷却时间90s。
实施例2
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆为12kv/3150a～4000a固封极柱配套的绝缘拉杆，包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳中的第一嵌件和第二嵌件，绝缘外壳由如下重量份数的组分组成：3份的玻纤增强尼龙66、1份的增韧尼龙66。玻纤增强尼龙66为70g33lbk031(杜邦生产)，其中玻纤质量分数为33％。增韧尼龙66为st801nc010a(杜邦生产)。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将3份的玻纤增强尼龙66和1份的增韧尼龙66在搅拌罐中搅拌混合均匀，然后在120℃下干燥6h，得到混合料；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在75℃；
2)将步骤1)得到的混合料加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为280℃，注塑压力为45mpa，保压压力25mpa，保压时间10s，冷却时间90s。
实施例3
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆为12kv/3150a～4000a固封极柱配套的绝缘拉杆，包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳中的第一嵌件和第二嵌件，绝缘外壳由如下重量份数的组分组成：4份的玻纤增强尼龙66、1份的增韧尼龙66。玻纤增强尼龙66为70g33lbk031(杜邦生产)，其中玻纤质量分数为33％。增韧尼龙66为st801nc010a(杜邦生产)。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将4份的玻纤增强尼龙66和1份的增韧尼龙66在搅拌罐中搅拌混合均匀，然后在120℃下干燥6h，得到混合料；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在85℃；
2)将步骤1)得到的混合料加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为285℃，注塑压力为45mpa，保压压力25mpa，保压时间12s，冷却时间90s。
实施例4
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆为12kv/3150a～4000a固封极柱配套的绝缘拉杆，包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳中的第一嵌件和第二嵌件，绝缘外壳由如下重量份数的组分组成：5份的玻纤增强尼龙66、1份的增韧尼龙66。玻纤增强尼龙66为70g33lbk031(杜邦生产)，其中玻纤质量分数为33％。增韧尼龙66为st801nc010a(杜邦生产)。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将5份的玻纤增强尼龙66和1份的增韧尼龙66在搅拌罐中搅拌混合均匀，然后在120℃下干燥6h，得到混合料；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在87℃；
2)将步骤1)得到的混合料加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为285℃，注塑压力为45mpa，保压压力25mpa，保压时间15s，冷却时间90s。
实施例5
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆为12kv/3150a～4000a固封极柱配套的绝缘拉杆，包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳中的第一嵌件和第二嵌件，绝缘外壳由如下重量份数的组分组成：10份的玻纤增强尼龙66、1份的增韧尼龙66。玻纤增强尼龙66为70g33lbk031(杜邦生产)，其中玻纤质量分数为33％。增韧尼龙66为st801nc010a(杜邦生产)。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将10份的玻纤增强尼龙66和1份的增韧尼龙66在搅拌罐中搅拌混合均匀，然后在120℃下干燥6h，得到混合料；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在90℃；
2)将步骤1)得到的混合料加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为280℃，注塑压力为45mpa，保压压力25mpa，保压时间18s，冷却时间90s。
实施例6
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆为12kv/3150a～4000a固封极柱配套的绝缘拉杆，包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳中的第一嵌件和第二嵌件，绝缘外壳由如下重量份数的组分组成：5份的玻纤增强尼龙66、1份的增韧尼龙66。玻纤增强尼龙66为70g33hs1lbk031(杜邦生产)，其中玻纤质量分数为33％。增韧尼龙66为st801nc010a(杜邦生产)。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将5份的玻纤增强尼龙66和1份的增韧尼龙66在搅拌罐中搅拌混合均匀，然后在120℃下干燥6h，得到混合料；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在90℃；
2)将步骤1)得到的混合料加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为280℃，注塑压力为45mpa，保压压力25mpa，保压时间20s，冷却时间90s。
实施例7
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆为12kv/3150a～4000a固封极柱配套的绝缘拉杆，包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳中的第一嵌件和第二嵌件，绝缘外壳由如下重量份数的组分组成：5份的玻纤增强尼龙66、1份的增韧尼龙66。玻纤增强尼龙66为70g33hs1lbk031(杜邦生产)，其中玻纤质量分数为33％。增韧尼龙66为st801nc010a(杜邦生产)。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将5份的玻纤增强尼龙66和1份的增韧尼龙66在搅拌罐中搅拌混合均匀，然后在120℃下干燥6h，得到混合料；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在90℃；
2)将步骤1)得到的混合料加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为280℃，注塑压力为45mpa，保压压力25mpa，保压时间25s，冷却时间90s。
3)将步骤2)脱模后的绝缘拉杆在100℃的沸水中煮2h。
实施例8
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆为40.5kv/1250a～2500a固封极柱配套的绝缘拉杆，如图3和图4所示，包括绝缘外壳30和设置在绝缘外壳中的第一嵌件10和第二嵌件20，绝缘外壳由如下重量份数的组分组成：5份的玻纤增强尼龙66、1份的增韧尼龙66。玻纤增强尼龙66为70g33hs1lbk031(杜邦生产)，其中玻纤质量分数为33％。增韧尼龙66为st801nc010a(杜邦生产)。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将5份的玻纤增强尼龙66和1份的增韧尼龙66在搅拌罐中搅拌混合均匀，然后在120℃下干燥6h，得到混合料；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在90℃；
2)将步骤1)得到的混合料加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为295℃，注塑压力为80mpa，保压压力30mpa，保压时间18s，冷却时间300s。
实施例9
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆为40.5kv/1250a～2500a固封极柱配套的绝缘拉杆，包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳中的第一嵌件和第二嵌件，绝缘外壳由如下重量份数的组分组成：9份的玻纤增强尼龙66、1份的增韧尼龙66。玻纤增强尼龙66为70g33hs1lbk031(杜邦生产)，其中玻纤质量分数为33％。增韧尼龙66为st801nc010a(杜邦生产)。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将9份的玻纤增强尼龙66和1份的增韧尼龙66在搅拌罐中搅拌混合均匀，然后在120℃下干燥6h，得到混合料；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在90℃；
2)将步骤1)得到的混合料加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为295℃，注塑压力为80mpa，保压压力30mpa，保压时间18s，冷却时间300s。
实施例10
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆为12kv/3150a～4000a固封极柱配套的绝缘拉杆，包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳中的第一嵌件和第二嵌件，绝缘外壳由如下重量份数的组分组成：5份的玻纤增强尼龙66、1份的增韧尼龙66。玻纤增强尼龙66为70g33hs1lbk031(杜邦生产)，其中玻纤质量分数为33％。增韧尼龙66为st801nc010a(杜邦生产)。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将5份的玻纤增强尼龙66和1份的增韧尼龙66在搅拌罐中搅拌混合均匀，然后在120℃下干燥4h，得到混合料；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在90℃；
2)将步骤1)得到的混合料加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为280℃，注塑压力为30mpa，保压压力50mpa，保压时间25s，冷却时间90s。
3)将步骤2)脱模后的绝缘拉杆在100℃的沸水中煮3h。
对比例1
本对比例的断路器用高强度绝缘拉杆包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳中的第一嵌件和第二嵌件，绝缘外壳由玻纤增强尼龙66制成。玻纤增强尼龙66为a3wg6(巴斯夫生产)，其中玻纤质量分数为30％。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将玻纤增强尼龙66在120℃下干燥6h；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在95℃；
2)将步骤1)干燥后的玻纤增强尼龙66加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为280℃，注塑压力为45mpa，保压压力25mpa，保压时间3s，冷却时间90s。
对比例2
本对比例的断路器用高强度绝缘拉杆包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳中的第一嵌件和第二嵌件，绝缘外壳由玻纤增强尼龙66制成。玻纤增强尼龙66为70g33lbk031(杜邦生产)，其中玻纤质量分数为33％。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将玻纤增强尼龙66在120℃下干燥6h；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在85℃；
2)将步骤1)干燥后的玻纤增强尼龙66加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为292℃，注塑压力为43mpa，保压压力25mpa，保压时间5s，冷却时间95s。
对比例3
本对比例的断路器用高强度绝缘拉杆包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳中的第一嵌件和第二嵌件，绝缘外壳由玻纤增强尼龙66制成。玻纤增强尼龙66为70g33hs1lbk031(杜邦生产)，其中玻纤质量分数为33％。
本实施例的断路器用高强度绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)将玻纤增强尼龙66在120℃下干燥6h；
将注塑模具通过模温机加热，模具的温度保持在95℃；
2)将步骤1)干燥后的玻纤增强尼龙66加入注塑机中，注塑成型，脱模即得。注塑参数为：注塑温度为280℃，注塑压力为45mpa，保压压力25mpa，保压时间3s，冷却时间90s。
试验例
将实施例1-9及对比例中的绝缘拉杆各取三个样品在万能试验机上进行抗拉强度测试(万能试验机由深圳三思纵横科技股份有限公司生产，型号为utm4304电子万能试验机，试验速度是5mm/min)，测试结果如表1所示。
表1实施例1-9中的绝缘拉杆抗拉强度测试结果
从对比例1、对比例2和对比例3中的测试结果可以看出，由单组分的增强尼龙66即a3wg6、70g33lbk031和70g33hs1lbk031制备出的大电流绝缘拉杆的抗拉强度的平均值分别是15.65kn，17.5kn，21.9kn。由于a3wg6是普通的增强尼龙66，而70g33l和70g33hs1l是玻纤含量为33％的增强尼龙66，后两者的抗拉强度均高于前者。
从实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5中可以看出，由双组份的增强尼龙66，即70g33lbk031和st801nc010a依次按照2:1、3:1、4:1、5:1、10:1的质量比例制备出的大电流绝缘拉杆的抗拉强度的平均值分别是18kn、19.2kn、19.5kn、23.1kn、23.2kn。由以上数据可以看出，当在玻纤含量为33％的70g33l增强尼龙66中加入增韧材料st801之后，与单组份的70g33l相比，该绝缘拉杆的抗拉强度得到了大大提高。
从实施例6中可以看出，由双组份的增强尼龙66，即70g33hs1lbk031和st801nc010a按照5:1的质量比例制备出的大电流绝缘拉杆的抗拉强度的平均值是23.5kn。当在玻纤含量为33％的70g33hs1lbk031增强尼龙66中加入增韧材料st801nc010a之后，与单组份的70g33hs1l对比例3相比，该绝缘拉杆的抗拉强度提高l.6kn。
从实施例6和实施例7中可以看出，当制备出的绝缘拉杆经过沸水煮2h后，绝缘拉杆的抗拉强度的平均值提高了0.9kn。绝缘拉杆在制备的过程中，增强尼龙66原材料需要经过烘干干燥的过程，然后再注塑成型，因此，当绝缘拉杆制品刚从注塑成型机中取出时有一定的脆性。而原材料增强尼龙66在沸水煮后会吸水，绝缘拉杆制品经过吸水过程后，韧性增强，抗拉强度得到了提高。