本发明涉及绝缘子
技术领域：
，具体讲是一种绝缘子材料。
背景技术：
：绝缘子是安装在不同电位的导体或导体与接地构件之间的能够耐受电压和机械应力作用的器件。绝缘子的主要功能是实现电气绝缘和机械固定，为此规定有各种电气和机械性能的要求。如在规定的运行电压、雷电过电压及内部过电压作用下，不发生击穿或沿表面闪络；在规定的长期和短时的机械负荷作用下，不产生破坏和损坏；在规定的机、电负荷和各种环境条件下长期运行以后，不产生明显的劣化；绝缘子的金具，在运行电压下不产生明显的电晕放电现象，以免干扰无线电或电视的接收。因为绝缘子是大量使用的器件，对其连接金具还要求具有互换性。此外，绝缘子的技术标准还根据型号和使用条件的不同，要求对绝缘子进行各种电气的、机械的、物理的以及环境条件变化的试验，以检验其性能和质量。绝缘子种类繁多，形状各异。不同类型绝缘子的结构和外形虽有较大差别，但都是由绝缘件和连接金具两大部分组成的。绝缘子是一种特殊的绝缘控件，能够在架空输电线路中起到重要作用。早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体，它是为了增加爬电距离的，通常由玻璃或陶瓷制成，就叫绝缘子。绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。在自然环境中，各种大气中的飘尘颗粒在经过绝缘子的时候受电场力的吸引或重力的作用而沉积在瓷绝缘子表面，而瓷绝缘子的表面属于亲水性釉面，表面光滑度不够，造成表面及其容易积污，同时瓷绝缘子的外形结构也容易在风吹时影响气流，通常导致各种飞尘聚积。污秽的具体成分随绝缘子所处地区不同而不同。不过从影响上来分可以分为可溶于水的导电物质和不溶于水的惰性物质这两类。在自然环境中，瓷绝缘子表面反复进行着污秽层的积聚和大风雨自然清洁这一过程，通常会存留一定的污秽层与绝缘子表面。因西部地区的地理位置以及气候的特殊性，每年春天都会出现大风沙尘雪雾天气，盐碱含量很高的沙土在绝缘子表面形成了一层厚厚的导电介质，造成绝缘子大面积闪络跳闸。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种耐污的绝缘子材料及其制备方法。本发明的第一方面的技术解决方案如下：一种复合绝缘子材料，按照重量份数计包括以下原料：环氧树脂90～120份、聚亚苯基硫醚树脂40～60份、聚全氟乙丙烯粉10～20份、异辛酸钴30～50份、对羟基苯磺酸20～30份、碳氮化钛3～5份、碳纤维粉5～10份、羧甲基纤维素10～30份、纳米二氧化钛3～5份、纳米碳化硅1～3份。作为优选技术方案，按照重量份数计包括以下原料：环氧树脂95～115份、聚亚苯基硫醚树脂45～55份、聚全氟乙丙烯12～18份、异辛酸钴35～45份、对羟基苯磺酸22～28份、碳氮化钛3～5份、碳纤维粉6～9份、羧甲基纤维素15～25份、纳米二氧化钛3.5～4.5份、纳米碳化硅1.5～2.5份。作为优选技术方案，按照重量份数计包括以下原料：环氧树脂100～110份、聚亚苯基硫醚树脂48～52份、聚全氟乙丙烯14～16份、异辛酸钴38～42份、对羟基苯磺酸24～26份、碳氮化钛3.5～4.5份、碳纤维粉7～8份、羧甲基纤维素18～22份、纳米二氧化钛3.5～4.5份、纳米碳化硅1.5～2.5份。作为优选技术方案，照重量份数计由以下原料制成：环氧树脂105份、聚亚苯基硫醚树脂50份、聚全氟乙丙烯15份、异辛酸钴40份、对羟基苯磺酸25份、碳氮化钛4份、碳纤维粉7.5份、羧甲基纤维素20份、纳米二氧化钛4份、纳米碳化硅2份。作为优选技术方案，所述纳米二氧化钛的粒径为20～60nm；所述纳米碳化硅40～80nm。作为优选技术方案，所述聚全氟乙丙烯粉的粒径5～10μm。本发明第二方面的的技术解决方案如下：一种复合绝缘子材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将环氧树脂、聚亚苯基硫醚树脂、聚全氟乙丙烯粉、异辛酸钴、对羟基苯磺酸、碳氮化钛、羧甲基纤维素进行混合，超声高速分散混合均匀；(2)向步骤(1)得到的混合物中加入纳米二氧化钛、纳米碳化硅，超声高速分散混合均匀；(3)向步骤(2)得到的混合物中加入碳纤维粉，超声高速分散混合均匀；(4)将步骤(3)得到的混合料在真空条件下脱气；(5)将步骤(4)处理后的混合料进行固化，即制得绝缘子材料。作为优选技术方案，所述步骤(1)中，超声高速分散的超声波频率为20～30khz，分散速度4500～5000r/min，分散时间为40～60min；所述步骤(2)中，超声高速分散的超声波频率为20～30khz，分散速度5000～5500r/min，分散时间为30～50min；所述步骤(3)中，超声高速分散的超声波频率为20～30khz，分散速度4800～5200r/min，分散时间为30～50min。作为优选技术方案，所述步骤(4)中，先在30～40℃脱气1～2h，再于60～70℃脱气0.5～1h；所述步骤(5)中，先于80～90℃固化4～6h，再于140～150℃固化3～4h。本发明第三方面的的技术解决方案如下：提供上述绝缘子材料制成的绝缘子。本发明的有益效果：本发明中的环氧树脂、聚亚苯基硫醚树脂、聚全氟乙丙烯粉具有良好的绝缘性，并且聚全氟乙丙烯粉与环氧树脂、聚亚苯基硫醚树脂具有协同作用，聚全氟乙丙烯粉具有氟原子，能够降低树脂干燥后的表面张力，使得外界颗粒物质不易沉积在本发明的绝缘子材料表面；碳纤维粉、羧甲基纤维素用于增强粘结力，以增加绝缘子材料的强度和耐磨性能；同时提高绝缘子材料的绝缘性能，纳米碳化硅、碳氮化钛、纳米二氧化钛不仅具有良好的强度，而且能够改变绝缘子材料表面性质的作用，使得绝缘子材料与超疏水层更容易粘结，并且使得绝缘子材料具有一定的疏水性，从而具备自清洁能力，具有较好的耐污作用，在一定程度上具有防污闪的作用，不仅使得绝缘子表面难以积污，而且绝缘子积污后遇到雨水冲洗，污秽很容易被冲洗掉，提高绝缘子使用安全性。具体实施方式下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。实施例1称取以下重量的原料：环氧树脂90kg、聚亚苯基硫醚树脂40kg、聚全氟乙丙烯粉10kg、异辛酸钴30kg、对羟基苯磺酸20kg、碳氮化钛3kg、碳纤维粉5kg、羧甲基纤维素10kg、纳米二氧化钛3kg、纳米碳化硅1kg。其中，纳米二氧化钛的粒径为20～60nm；纳米碳化硅40～80nm；聚全氟乙丙烯粉的粒径5～10μm。按照以下方法进行制备：(1)将环氧树脂、聚亚苯基硫醚树脂、聚全氟乙丙烯粉、异辛酸钴、对羟基苯磺酸、碳氮化钛、羧甲基纤维素进行混合，超声高速分散混合均匀，超声波频率为20khz，分散速度4500r/min，分散时间为60min；(2)向步骤(1)得到的混合物中加入纳米二氧化钛、纳米碳化硅，超声高速分散混合均匀，超声波频率为20khz，分散速度5000r/min，分散时间为50min；(3)向步骤(2)得到的混合物中加入碳纤维粉，超声高速分散混合均匀；超声波频率为20khz，分散速度4800r/min，分散时间为50min。(4)将步骤(3)得到的混合料在真空条件下脱气，先在30℃脱气1h，再于60℃脱气0.5h；(5)将步骤(4)处理后的混合料加入绝缘子模具中，将模具及混合料先加热至80℃固化4h，然后再加热至140℃固化3h，冷却、脱模即得到绝缘子。实施例2称取以下重量的原料：环氧树脂95kg、聚亚苯基硫醚树脂45kg、聚全氟乙丙烯12kg、异辛酸钴35kg、对羟基苯磺酸22kg、碳氮化钛3kg、碳纤维粉6kg、羧甲基纤维素15kg、纳米二氧化钛3.5kg、纳米碳化硅1.5kg。其中，纳米二氧化钛的粒径为20～60nm；纳米碳化硅40～80nm；聚全氟乙丙烯粉的粒径5～10μm。按照以下方法进行制备：(1)将环氧树脂、聚亚苯基硫醚树脂、聚全氟乙丙烯粉、异辛酸钴、对羟基苯磺酸、碳氮化钛、羧甲基纤维素进行混合，超声高速分散混合均匀，超声波频率为25khz，分散速度4600r/min，分散时间为45min；(2)向步骤(1)得到的混合物中加入纳米二氧化钛、纳米碳化硅，超声高速分散混合均匀，超声波频率为25khz，分散速度5100r/min，分散时间为45min；(3)向步骤(2)得到的混合物中加入碳纤维粉，超声高速分散混合均匀；超声波频率为25khz，分散速度4900r/min，分散时间为35min。(4)将步骤(3)得到的混合料在真空条件下脱气，先在35℃脱气1.5h，再于65℃脱气0.6h；(5)将步骤(4)处理后的混合料加入绝缘子模具中，将模具及混合料先加热至85℃固化4.5h，然后再加热至145℃固化3.5h，冷却、脱模即得到绝缘子。实施例3称取以下重量的原料：环氧树脂105kg、聚亚苯基硫醚树脂50kg、聚全氟乙丙烯15kg、异辛酸钴40kg、对羟基苯磺酸25kg、碳氮化钛4kg、碳纤维粉7.5kg、羧甲基纤维素20kg、纳米二氧化钛4kg、纳米碳化硅2kg。其中，纳米二氧化钛的粒径为20～60nm；纳米碳化硅40～80nm；聚全氟乙丙烯粉的粒径5～10μm。按照以下方法进行制备：(1)将环氧树脂、聚亚苯基硫醚树脂、聚全氟乙丙烯粉、异辛酸钴、对羟基苯磺酸、碳氮化钛、羧甲基纤维素进行混合，超声高速分散混合均匀，超声波频率为25khz，分散速度4700r/min，分散时间为50min；(2)向步骤(1)得到的混合物中加入纳米二氧化钛、纳米碳化硅，超声高速分散混合均匀，超声波频率为25khz，分散速度5300r/min，分散时间为40min；(3)向步骤(2)得到的混合物中加入碳纤维粉，超声高速分散混合均匀；超声波频率为25khz，分散速度5000r/min，分散时间为40min；(4)将步骤(3)得到的混合料在真空条件下脱气，先在35℃脱气1.5h，再于65℃脱气0.7h；(5)将步骤(4)处理后的混合料加入绝缘子模具中，将模具及混合料先加热至85℃固化5h，然后再加热至145℃固化3.5h，冷却、脱模即得到绝缘子。实施例4称取以下重量的原料：8、环氧树脂95～115kg、聚亚苯基硫醚树脂45～55kg、聚全氟乙丙烯12～18kg、异辛酸钴35～45kg、对羟基苯磺酸22～28kg、碳氮化钛3～5kg、碳纤维粉6～9kg、羧甲基纤维素15～25kg、纳米二氧化钛3.5～4.5kg、纳米碳化硅1.5～2.5kg。其中，纳米二氧化钛的粒径为20～60nm；纳米碳化硅40～80nm；聚全氟乙丙烯粉的粒径5～10μm。按照以下方法进行制备：(1)将环氧树脂、聚亚苯基硫醚树脂、聚全氟乙丙烯粉、异辛酸钴、对羟基苯磺酸、碳氮化钛、羧甲基纤维素进行混合，超声高速分散混合均匀，超声波频率为30khz，分散速度4800r/min，分散时间为50min；(2)向步骤(1)得到的混合物中加入纳米二氧化钛、纳米碳化硅，超声高速分散混合均匀，超声波频率为30khz，分散速度5400r/min，分散时间为45min；(3)向步骤(2)得到的混合物中加入碳纤维粉，超声高速分散混合均匀；超声波频率为30khz，分散速度5100r/min，分散时间为45min。(4)将步骤(3)得到的混合料在真空条件下脱气，先在40℃脱气2h，再于70℃脱气0.8h；(5)将步骤(4)处理后的混合料加入绝缘子模具中，将模具及混合料先加热至90℃固化5.5h，然后再加热至150℃固化4h，冷却、脱模即得到绝缘子。实施例5称取以下重量的原料：环氧树脂120kg、聚亚苯基硫醚树脂60kg、聚全氟乙丙烯粉20kg、异辛酸钴50kg、对羟基苯磺酸30kg、碳氮化钛5kg、碳纤维粉10kg、羧甲基纤维素30kg、纳米二氧化钛5kg、纳米碳化硅3kg。其中，纳米二氧化钛的粒径为20～60nm；纳米碳化硅40～80nm；聚全氟乙丙烯粉的粒径5～10μm。按照以下方法进行制备：(1)将环氧树脂、聚亚苯基硫醚树脂、聚全氟乙丙烯粉、异辛酸钴、对羟基苯磺酸、碳氮化钛、羧甲基纤维素进行混合，超声高速分散混合均匀，超声波频率为30khz，分散速度5000r/min，分散时间为30min；(2)向步骤(1)得到的混合物中加入纳米二氧化钛、纳米碳化硅，超声高速分散混合均匀，超声波频率为30khz，分散速度5500r/min，分散时间为30min；(3)向步骤(2)得到的混合物中加入碳纤维粉，超声高速分散混合均匀；超声波频率为30khz，分散速度5200r/min，分散时间为30min。(4)将步骤(3)得到的混合料在真空条件下脱气，先在40℃脱气2h，再于70℃脱气1h；(5)将步骤(4)处理后的混合料加入绝缘子模具中，将模具及混合料先加热至90℃固化6h，然后再加热至150℃固化4h，冷却、脱模即得到绝缘子。对比例1配方中缺少实施例1中的聚全氟乙丙烯粉、碳氮化钛、纳米二氧化钛、纳米碳化硅，其他同实施例1。对比例2配方与实施例1相同，制备方法如下：(1)将环氧树脂、聚亚苯基硫醚树脂、聚全氟乙丙烯粉、异辛酸钴、对羟基苯磺酸、碳氮化钛、羧甲基纤维素、纳米二氧化钛、纳米碳化硅、碳纤维粉在混合机中混合均匀；(2)将步骤(1)得到的混合料加入绝缘子模具中，将模具及混合料先加热至100℃固化7h，冷却、脱模即得到绝缘子。将实施例1～5及对比例1～2制得的绝缘子的性能进行测试，测试方法如下：1、静态接触角：采用接触角测试仪进行检测。2、人工模拟积污：国家电网特高压交流试验基地人工积污试验系统进行实验，具体采用50μm的氯化钠和硅藻土模拟污物，淋雨率：1.0mm/min,淋雨10min；人工喷雾15min，干燥60min，在该环境下运行5d，观察试样表面的积污情况。3、抗拉伸强度：按照国标的方法测量。测试结果如表1所示。表1检测项目静态接触角(°)人工模拟积污抗拉伸强度(mpa)实施例1123表面几乎无粉尘15.6实施例2126表面几乎无粉尘16.3实施例3127表面无粉尘16.5实施例4136表面无粉尘16.9实施例5129表面几乎无粉尘16.8对比例198表面粉尘严重12.6对比例2113表面粉尘一般9.2由表1的可以看出，实施例1～5制得的绝缘子其表面接触角均大于120°，表面也几乎没有粉尘，明显优于对比例1(配方中缺少聚全氟乙丙烯粉、碳氮化钛、纳米二氧化钛、纳米碳化硅)、对比例2(制备方法不同)，由此可见，与对比例1～2比较，实施例1～5制得的绝缘子具有明显的耐污作用。另外，实施例1～5制得的绝缘子的抗拉伸强度也明显优于对比例1和对比例2，因此实施例1～5制得的绝缘子在保持高强度的结构性能外，还具有耐污作用，能够减少污秽物质在绝缘子表面残留。将实施例之间比较可以看出，实施例4制得绝缘子耐污性能和抗拉伸强度均优于其他实施例。以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。当前第1页1 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