CN102287438A - 一种耐高温绝缘复合材料包覆螺栓的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合材料包覆螺栓的制备方法，特别是涉及一种耐高温绝缘复合材料包覆螺栓的制备方法。一种耐高温绝缘复合材料包覆螺栓的制备方法为：将铁螺栓圆柱部分去污拉毛，将硬脂酸锌、铝粉、氧化镁粉加入到酚醛树脂中，再加入固化剂制成树脂糊，将树脂糊涂覆在玻纤布的表面，待树脂达到凝胶时，将复合材料板材裁成指定的宽度和长度；然后在铁螺栓外面包裹复合材料层，将包裹好复合材料的铁螺栓植入模具中进行压制成型，待冷至室温后，开模即得。本发明减少了常规生产复合材料板材时生产及储存周期长的缺陷，复合材料绝缘层与铁螺栓之间的结合更加牢固，两者间不存在滑移，可有效杜绝相关事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料包覆螺栓的制备方法，特别是涉及一种耐高温绝缘复合材料包覆螺栓的制备方法。
背景技术
耐高温绝缘螺栓是用在电解槽立柱母线上保证绝对绝缘的一种装置。原来安装在立柱母线上的是铁螺栓，再在铁螺栓外套上一个绝缘套管来达到绝缘效果。由于铁螺栓与绝缘套管之间存在间隙，在操作使用过程中，极易导致套管与铁螺栓之间产生滑移，导致绝缘套管与铁螺栓间发生错位，从而使得铁螺栓中部分会裸露在绝缘套管之外。此时，由于电流强度大、磁场高，铁螺栓极易吸附在母线上，拆卸不便，并导致放电大火，引起严重事故。所以，绝缘套管与铁螺栓间的结合是耐高温绝缘螺栓中非常重要的一部分。因此，发明一种制备方法使得耐高温绝缘螺栓的绝缘套管与铁螺栓间紧密结合就十分必要。
发明内容
本发明的目的是针对上述耐高温绝缘套管与铁螺栓间应紧密结合的需求而提供一种耐高温绝缘螺栓的制备方法。
一种耐高温绝缘复合材料包覆螺栓的制备方法如下：
(1)按重量份称取以下各组分：酚醛树脂80份，NL固化剂5-10份，硬脂酸锌3-4份，铝粉40-60份，氧化镁粉1-2份，玻纤布20-35份。
(2)取1根铁螺栓，用细砂纸将铁螺栓圆柱部分去污拉毛。
(3)按照手糊玻璃钢的成型工艺利用步骤(1)的组分复合制作板材，即先将硬脂酸锌、铝粉、氧化镁粉按配比加入到酚醛树脂中，搅拌均匀后，加入NL固化剂，搅匀制成树脂糊，再将此树脂糊涂覆在玻纤布的表面利用压辊将复合材料板材的厚度滚压成2-3mm，待上述板材中树脂达到凝胶状态时，根据步骤(2)所取的铁螺栓之圆柱部分的长度，将复合材料板材裁成指定的宽度；根据铁螺栓圆柱部分的周长，将复合材料板材裁成指定的长度。
(4)采用手工的方法，将裁好的复合材料板材包裹在铁螺栓圆柱部分的外表一周，复合材料板材的宽度方向与铁螺栓的长度方向一致，通过此步骤，使得铁螺栓的圆柱部分被复合材料完全包裹好。
(5)根据需要，可取更多的复合材料板材，采用与步骤(4)相同的方法，在铁螺栓外面包裹上1-3层复合材料层，但每层复合材料包裹后的搭接口彼此错开。
(6)将包裹好复合材料的铁螺栓植入已预热到130-140℃的模具之下半模的半圆柱状的模腔中，合上上半模，上半模同样带有半圆柱状模腔。
(7)将模具移入压机中进行压制成型，模压压力750-850t，模压时间7-9min.。
(8)压制完毕，待模具连同产品逐渐冷却至室温后，开模，即得耐高温绝缘复合材料包覆螺栓。
本发明所说的铁螺栓为市售铁螺栓，两头为螺纹结构，中间为实心圆柱体，螺纹结构用于与螺帽相匹配，以便固定螺栓；中间实心圆柱体的长度与电解槽立柱母线的宽度一致。
本发明所说的酚醛树脂为2124型酚醛树脂。
本发明所说的铝粉粒径为100目或120目。
本发明所说的氧化镁粉粒径为180目或220目。
本发明所说的玻纤布为单重27g/m2或52g/m2中的一种。
本发明得到的一种耐高温绝缘螺栓的创新之处在于：先根据耐高温绝缘复合材料的配方，采用手糊方法成型复合材料板材，在复合材料板材中树脂刚凝胶时即采用手工方法将其包裹在铁螺栓外表面，然后借助压机的高压将复合材料板材紧紧贴服在铁螺栓上。此种方法减少了常规生产复合材料板材时生产及储存周期长的缺陷，同时，由于复合材料中树脂刚开始凝胶时即被包覆在铁螺栓上，在压力和加热的共同作用下，树脂进一步固化反应，并发生收缩，从而可紧紧包裹并牢牢结合在铁螺栓上。和常规的仅通过手工包覆相比，复合材料绝缘层与铁螺栓之间的结合更加牢固；而和铁螺栓外加套管的耐高温绝缘螺栓相比，本发明制备的一种耐高温绝缘螺栓中耐高温绝缘复合材料层与铁螺栓之间不存在滑移，可有效杜绝相关事故的发生。
具体实施方式
以下的具体实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1
(1)按重量份称取以下各组分：酚醛树脂80份，NL固化剂5份，硬脂酸锌3，100目铝粉40份，180目氧化镁粉1份，27g/m2玻纤布20份。
(2)取1根铁螺栓，用细砂纸将铁螺栓圆柱部分去污拉毛。
(3)按照手糊玻璃钢的成型工艺利用步骤(1)的组分复合制作板材，即先将硬脂酸锌、铝粉、氧化镁粉按配比加入到酚醛树脂中，搅拌均匀后，加入NL固化剂，搅匀制成树脂糊，再将此树脂糊涂覆在玻纤布的表面利用压辊将复合材料板材的厚度滚压成2mm，待上述板材中树脂达到凝胶状态时，根据步骤(2)所取的铁螺栓之圆柱部分的长度，将复合材料板材裁成指定的宽度；根据铁螺栓圆柱部分的周长，将复合材料板材裁成指定的长度。
(4)采用手工的方法，将裁好的复合材料板材包裹在铁螺栓圆柱部分的外表一周，在铁螺栓外面包裹上1层复合材料层，复合材料板材的宽度方向与铁螺栓的长度方向一致，通过此步骤，使得铁螺栓的圆柱部分被复合材料完全包裹好。
(5)将包裹好复合材料的铁螺栓植入已预热到130℃的模具之下半模的半圆柱状的模腔中，合上上半模，上半模同样带有半圆柱状模腔。
(6)将模具移入压机中进行压制成型，模压压力750t，模压时间7min.。
(7)压制完毕，待模具连同产品逐渐冷却至室温后，开模，即得耐高温绝缘复合材料包覆螺栓。
实施例2
(1)按重量份称取以下各组分：酚醛树脂80份，NL固化剂10份，硬脂酸锌4份，120目铝粉60份，220目氧化镁粉2份，52g/m2玻纤布35份。
(2)取1根铁螺栓，用细砂纸将铁螺栓圆柱部分去污拉毛。
(3)按照手糊玻璃钢的成型工艺利用步骤(1)的组分复合制作板材，即先将硬脂酸锌、铝粉、氧化镁粉按配比加入到酚醛树脂中，搅拌均匀后，加入NL固化剂，搅匀制成树脂糊，再将此树脂糊涂覆在玻纤布的表面利用压辊将复合材料板材的厚度滚压成3mm，待上述板材中树脂达到凝胶状态时，根据步骤(2)所取的铁螺栓之圆柱部分的长度，将复合材料板材裁成指定的宽度；根据铁螺栓圆柱部分的周长，将复合材料板材裁成指定的长度。
(4)采用手工的方法，将裁好的复合材料板材包裹在铁螺栓圆柱部分的外表一周，复合材料板材的宽度方向与铁螺栓的长度方向一致，通过此步骤，使得铁螺栓的圆柱部分被复合材料完全包裹好。
(5)根据需要，取更多的复合材料板材，采用与步骤(4)相同的方法，在铁螺栓外面包裹上3层复合材料层，但每层复合材料包裹后的搭接口彼此错开。
(6)将包裹好复合材料的铁螺栓植入已预热到140℃的模具之下半模的半圆柱状的模腔中，合上上半模，上半模同样带有半圆柱状模腔。
(7)将模具移入压机中进行压制成型，模压压力850t，模压时间9min.。
(8)压制完毕，待模具连同产品逐渐冷却至室温后，开模，即得耐高温绝缘复合材料包覆螺栓。
实施例3
(1)按重量份称取以下各组分：酚醛树脂80份，NL固化剂7.5份，硬脂酸锌3.5份，100目铝粉50份，220目氧化镁粉1.5份，27g/m2玻纤布30份。
(2)取1根铁螺栓，用细砂纸将铁螺栓圆柱部分去污拉毛。
(3)按照手糊玻璃钢的成型工艺利用步骤(1)的组分复合制作板材，即先将硬脂酸锌、铝粉、氧化镁粉按配比加入到酚醛树脂中，搅拌均匀后，加入NL固化剂，搅匀制成树脂糊，再将此树脂糊涂覆在玻纤布的表面利用压辊将复合材料板材的厚度滚压成2.5mm，待上述板材中树脂达到凝胶状态时，根据步骤(2)所取的铁螺栓之圆柱部分的长度，将复合材料板材裁成指定的宽度；根据铁螺栓圆柱部分的周长，将复合材料板材裁成指定的长度。
(4)采用手工的方法，将裁好的复合材料板材包裹在铁螺栓圆柱部分的外表一周，复合材料板材的宽度方向与铁螺栓的长度方向一致，通过此步骤，使得铁螺栓的圆柱部分被复合材料完全包裹好。
(5)根据需要，取更多的复合材料板材，采用与步骤(4)相同的方法，在铁螺栓外面包裹上2层复合材料层，2层复合材料包裹后的搭接口彼此错开。
(6)将包裹好复合材料的铁螺栓植入已预热到135℃的模具之下半模的半圆柱状的模腔中，合上上半模，上半模同样带有半圆柱状模腔。
(7)将模具移入压机中进行压制成型，模压压力800t，模压时间8min.。
(8)压制完毕，待模具连同产品逐渐冷却至室温后，开模，即得耐高温绝缘复合材料包覆螺栓。
实施例4
(1)按重量份称取以下各组分：酚醛树脂80份，NL固化剂5份，硬脂酸锌4份，120目铝粉40份，180目氧化镁粉1份，52g/m2玻纤布20份。
(2)取1根铁螺栓，用细砂纸将铁螺栓圆柱部分去污拉毛。
(3)按照手糊玻璃钢的成型工艺利用步骤(1)的组分复合制作板材，即先将硬脂酸锌、铝粉、氧化镁粉按配比加入到酚醛树脂中，搅拌均匀后，加入NL固化剂，搅匀制成树脂糊，再将此树脂糊涂覆在玻纤布的表面利用压辊将复合材料板材的厚度滚压成3mm，待上述板材中树脂达到凝胶状态时，根据步骤(2)所取的铁螺栓之圆柱部分的长度，将复合材料板材裁成指定的宽度；根据铁螺栓圆柱部分的周长，将复合材料板材裁成指定的长度。
(4)采用手工的方法，将裁好的复合材料板材包裹在铁螺栓圆柱部分的外表一周，在铁螺栓外面包裹上1层复合材料层，复合材料板材的宽度方向与铁螺栓的长度方向一致，通过此步骤，使得铁螺栓的圆柱部分被复合材料完全包裹好。
(5)将包裹好复合材料的铁螺栓植入已预热到130℃的模具之下半模的半圆柱状的模腔中，合上上半模，上半模同样带有半圆柱状模腔。
(6)将模具移入压机中进行压制成型，模压压力850t，模压时间9min.。
(8)压制完毕，待模具连同产品逐渐冷却至室温后，开模，即得耐高温绝缘复合材料包覆螺栓。
实施例5
(1)按重量份称取以下各组分：酚醛树脂80份，NL固化剂10份，硬脂酸锌3.5份，100目铝粉55份，220目氧化镁粉2份，52g/m2玻纤布31份。
(2)取1根铁螺栓，用细砂纸将铁螺栓圆柱部分去污拉毛。
(3)按照手糊玻璃钢的成型工艺利用步骤(1)的组分复合制作板材，即先将硬脂酸锌、铝粉、氧化镁粉按配比加入到酚醛树脂中，搅拌均匀后，加入NL固化剂，搅匀制成树脂糊，再将此树脂糊涂覆在玻纤布的表面利用压辊将复合材料板材的厚度滚压成2mm，待上述板材中树脂达到凝胶状态时，根据步骤(2)所取的铁螺栓之圆柱部分的长度，将复合材料板材裁成指定的宽度；根据铁螺栓圆柱部分的周长，将复合材料板材裁成指定的长度。
(4)采用手工的方法，将裁好的复合材料板材包裹在铁螺栓圆柱部分的外表一周，复合材料板材的宽度方向与铁螺栓的长度方向一致，通过此步骤，使得铁螺栓的圆柱部分被复合材料完全包裹好。
(5)根据需要，取更多的复合材料板材，采用与步骤(4)相同的方法，在铁螺栓外面包裹上2层复合材料层，但每层复合材料包裹后的搭接口彼此错开。
(6)将包裹好复合材料的铁螺栓植入已预热到140℃的模具之下半模的半圆柱状的模腔中，合上上半模，上半模同样带有半圆柱状模腔。
(7)将模具移入压机中进行压制成型，模压压力820t，模压时间7min.。
(8)压制完毕，待模具连同产品逐渐冷却至室温后，开模，即得耐高温绝缘复合材料包覆螺栓。
实施例6
(1)按重量份称取以下各组分：酚醛树脂80份，NL固化剂6份，硬脂酸锌3.2份，100目铝粉45份，180目氧化镁粉1.2份，27g/m2玻纤布28份。
(2)取1根铁螺栓，用细砂纸将铁螺栓圆柱部分去污拉毛。
(3)按照手糊玻璃钢的成型工艺利用步骤(1)的组分复合制作板材，即先将硬脂酸锌、铝粉、氧化镁粉按配比加入到酚醛树脂中，搅拌均匀后，加入NL固化剂，搅匀制成树脂糊，再将此树脂糊涂覆在玻纤布的表面利用压辊将复合材料板材的厚度滚压成3mm，待上述板材中树脂达到凝胶状态时，根据步骤(2)所取的铁螺栓之圆柱部分的长度，将复合材料板材裁成指定的宽度；根据铁螺栓圆柱部分的周长，将复合材料板材裁成指定的长度。
(4)采用手工的方法，将裁好的复合材料板材包裹在铁螺栓圆柱部分的外表一周，复合材料板材的宽度方向与铁螺栓的长度方向一致，通过此步骤，使得铁螺栓的圆柱部分被复合材料完全包裹好。
(5)根据需要，取更多的复合材料板材，采用与步骤(4)相同的方法，在铁螺栓外面包裹上3层复合材料层，但每层复合材料包裹后的搭接口彼此错开。
(6)将包裹好复合材料的铁螺栓植入已预热到140℃的模具之下半模的半圆柱状的模腔中，合上上半模，上半模同样带有半圆柱状模腔。
(7)将模具移入压机中进行压制成型，模压压力750t，模压时间9min.。
(8)压制完毕，待模具连同产品逐渐冷却至室温后，开模，即得耐高温绝缘复合材料包覆螺栓。
以下通过检测证明本发明实施例1的效果，其检测结果如下：
热变形温度：288℃，长期耐热温度：285℃，绝缘电阻：2.0×1015Ω，击穿电压：52kV，电气强度：10.3MV/m。
以上结果明显超过中华人民共和国国家标准GB/T 1303.1-2009及行业标准JB/T 7770-1995的要求。
Claims (6)
1.一种耐高温绝缘复合材料包覆螺栓的制备方法如下：
(1)按重量份称取以下各组分：酚醛树脂80份，NL固化剂5-10份，硬脂酸锌3-4份，铝粉40-60份，氧化镁粉1-2份，玻纤布20-35份；
(2)取1根铁螺栓，用细砂纸将铁螺栓圆柱部分去污拉毛；
(3)按照手糊玻璃钢的成型工艺利用步骤(1)的组分复合制作板材，即先将硬脂酸锌、铝粉、氧化镁粉按配比加入到酚醛树脂中，搅拌均匀后，加入NL固化剂，搅匀制成树脂糊，再将此树脂糊涂覆在玻纤布的表面利用压辊将复合材料板材的厚度滚压成2-3mm，待上述板材中树脂达到凝胶状态时，根据步骤(2)所取的铁螺栓之圆柱部分的长度，将复合材料板材裁成指定的宽度；根据铁螺栓圆柱部分的周长，将复合材料板材裁成指定的长度；
(4)采用手工的方法，将裁好的复合材料板材包裹在铁螺栓圆柱部分的外表一周，复合材料板材的宽度方向与铁螺栓的长度方向一致，通过此步骤，使得铁螺栓的圆柱部分被复合材料完全包裹好；
(5)根据需要，可取更多的复合材料板材，采用与步骤(4)相同的方法，在铁螺栓外面包裹上1-3层复合材料层，但每层复合材料包裹后的搭接口彼此错开；
(6)将包裹好复合材料的铁螺栓植入已预热到130-140℃的模具之下半模的半圆柱状的模腔中，合上上半模，上半模同样带有半圆柱状模腔；
(7)将模具移入压机中进行压制成型，模压压力750-850t，模压时间7-9min.；
(8)压制完毕，待模具连同产品逐渐冷却至室温后，开模，即得耐高温绝缘复合材料包覆螺栓。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温绝缘复合材料包覆螺栓的制备方法，其特征在于所说的铁螺栓为市售铁螺栓，两头为螺纹结构，中间为实心圆柱体，螺纹结构用于与螺帽相匹配，以便固定螺栓；中间实心圆柱体的长度与电解槽立柱母线的宽度一致。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温绝缘复合材料包覆螺栓的制备方法，其特征在于所说的酚醛树脂为2124型酚醛树脂。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温绝缘复合材料包覆螺栓的制备方法，其特征在于所说的铝粉粒径为100目或120目。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温绝缘复合材料包覆螺栓的制备方法，其特征在于所说的氧化镁粉粒径为180目或220目。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温绝缘复合材料包覆螺栓的制备方法，其特征在于所说的玻纤布为单重27g/m2或52g/m2中的一种。
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