[发明专利]一种复合支柱绝缘子芯棒及其制备方法

说明书

本发明提供了一种复合支柱绝缘子芯棒，属于电器元件技术领域，该种复合支柱绝缘子芯棒由内芯到外周依次包括：环氧树脂实心圆棒、纤维织物和环氧树脂浇注体，所述环氧树脂浇注体是由环氧树脂胶液浸渍于所述纤维织物上经固化后形成的，所述纤维织物为二维织物，所述二维织物为芳纶纤维与涤纶纤维的混编织物，本发明还提供了一种复合支柱绝缘子芯棒的制备方法，采用真空浸渍工艺将环氧树脂胶液浸渍到混编织物卷绕的环氧树脂实心圆棒上，固化后得到复合支柱绝缘子芯棒，制得的复合支柱绝缘子芯棒具有轻质、高强以及优良的电气绝缘性能。

技术领域

本发明涉及电器元件技术领域，具体涉及一种复合支柱绝缘子芯棒及其制备方法。

背景技术

支柱绝缘子是一种特殊的绝缘控件，支柱绝缘子主要用于交直流系统中各种高压电器设备上对母线进行绝缘支撑及机械固定，是变电站和换流站中非常重要的设备，支柱绝缘子一旦发生故障，将会造成供电系统停电、设备损坏，甚至带来人员伤亡，严重影响社会稳定和经济建设。

现有输电线路中应用的支柱绝缘子主要包括全瓷型、瓷芯加硅橡胶伞裙型、复合材料内芯加硅橡胶伞裙型(简称“复合支柱绝缘子芯棒”)。其中，复合支柱绝缘子芯棒是一种新型的支柱绝缘子，能够在一定程度上改善全瓷型支柱绝缘子存在的易断裂和脆断的缺陷，以及改善瓷芯加硅橡胶伞裙型存在的外部伞裙橡胶材料与陶瓷粘结不牢，产品性能差的问题。因而，近年来越来越受到广泛关注。

复合支柱绝缘子芯棒的芯棒采用复合材料制成，由于直径较大，采用拉挤工艺很难一次拉挤成型。目前支柱绝缘子的芯棒采用的成型方式多为筷子结构，采用多根内芯棒捆绑在一起进行环氧树脂整体灌注，但是此种工艺由于较细的多支内芯棒结构存在界面过多，芯棒与芯棒之间存在较多的界面，固化过程中内部产生较大的内应力，内应力不均易导致内部产生裂纹等缺陷。支柱绝缘子的芯棒还可以采用如下方式成型：内部为环氧树脂实心圆棒，外层分多次进行缠绕。以环氧玻璃纤维引拔棒为轴心，在其表面采用缠绕工艺，以达到生产出更大直径芯棒的目的。但由于缠绕角度的存在，致使缠绕管体的各项机械性能指标相较于引拔棒体都有一定的下降。而且在弯曲负荷作用下，最大正应力发生在离中性轴最远的各点处，因此这种缠绕棒体的弯曲力学性能基本等同于管体。管体的抗弯性能受玻璃丝缠绕角度影响极大，缠绕角度与中性轴夹角越小，抗弯性能越好。但缠绕角度越小，也将加大芯体的原材料损耗，导致制造成本增加。即使如此，因环氧芯棒为弹性材料，就难以克服弯曲负荷下偏移量大的缺陷。

为了解决上述问题，中国专利文献CN106298111B公开了一种绝缘子芯棒预制体、绝缘子芯棒及制备方法，该专利中披露了首先采用三维织物喷砂表面处理后，再经三维编织制得预制体，然后采用真空浸渍的方式将环氧树脂注入预制体所在模具中，固化后制得绝缘子芯棒，虽然该工艺相比于传统的拉挤工艺能够提高复合支柱绝缘子芯棒的生产效率，但是由于形成的芯棒预制体的密度较大，造成最终制得的产品重量重，强度低，机械性能差的问题，而且性能单一，不能满足现有技术的需要。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中复合支柱绝缘子芯棒重量重，强度低，机械性能差以及性能单一的问题，从而提供一种复合支柱绝缘子芯棒及其制备方法。

为此，本申请采取的技术方案为：

本发明提供一种复合支柱绝缘子芯棒，由内芯到外周依次包括：环氧树脂实心圆棒、纤维织物和环氧树脂浇注体，所述环氧树脂浇注体是由环氧树脂胶液浸渍于所述纤维织物上经固化后形成的，所述纤维织物为二维织物，所述二维织物为芳纶纤维与涤纶纤维的混编织物。

所述混编织物为1-3根所述涤纶纤维和1根所述芳纶纤维交替布置，所述芳纶纤维与涤纶纤维均各自单向平行并列排布。

所述混编织物在使用前先经等离子改性或者硅烷偶联剂改性处理。

所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷的一种或者至少两种的混合物。