CN110450436A - 玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产线及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产线及生产方法，先使玄武岩纱通过立式沉浸池进行沉浸，然后玻璃纤维布和玻璃纤维毡在牵引装置的牵引下，通过玻璃纤维布毡支架与玄武岩纱共同通过横向上沉浸池后，通过模具固定设备进行固定，再通过缠绕设备进行多道缠绕，最后进入热固化成型设备中热固化成型，最后进行打磨，ASA注塑，切割等工艺得到成品。本发明彻底通过竖横多次沉浸，彻底解决了绝缘管材沉浸不足的问题，这样研制而出的新型高强度超薄绝缘管材机械强度大，重量轻，挠度小，耐候性优异，携带使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及树脂生产技术领域，具体是一种玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产线及生产方法。
背景技术
绝缘材料在带电作业中有着非常重要的作用，是确保作业人员人身安全和电气设备安全的重要保障。它不仅起着将高电位对地绝缘隔离的作用，也起着承担机械荷载的作用。绝缘材料的绝缘和机械特性决定着带电作业的安全性和作业效率。
复合材料在带电作业领域中已经有了较为广泛的应用，如带电作业中使用的绝缘操作工具、绝缘支拉吊工器具、绝缘斗臂车等。近些年来，复合材料也逐渐应用于电力杆塔及横担。
绝缘工器具是最常用的电力工器具之一，硬质绝缘工器具是由玻璃纤维增强环氧树脂等绝缘复合材料为主材制成的绝缘杆等操作工具。绝缘杆包括实心绝缘棒、空心绝缘管和泡沫填充绝缘管。
目前国内现场作业对于绝缘杆的长度要求很高，比如10kV低电位拉闸杆、220kV以上电压等级变电站低电位作业人员用的操作杆，500kV以上电压等级输电线路带电作业用的操作杆，对绝缘杆的长度需求在6m~15m，采用现有的玻璃纤维增强环氧树脂的复合材料绝缘在弯曲强度及弯曲模量上偏小，导致长绝缘杆挠度过大、重量较重，携带的方便性和操作的准确性均无法满足现场作业的需求。
玄武岩纤维具有高强度、高模量、耐高低温、耐化学腐蚀性、抗紫外线、吸湿性低、隔音隔热、耐环境性能优良等性能特点，可广泛用于土建交通、能源环保、汽车船舶、航空航天、石油化工以及武器装备等领域。玄武岩纤维是以火山岩为原料，是所有高技术纤维中唯一纯天然非人工合成的原料；其生产工艺线路短、几乎不产生“三废”，在所有高技术纤维的生产中能耗是最低的（玄武岩纤维的能耗是碳纤维的 1/16），它是一种典型的资源节约型、环境友好型的绿色高技术纤维。在高技术纤维的范畴中，玄武岩纤维的生产对资源和能源消耗最少，符合国家节能减排的政策、符合低碳经济的要求。再有，玄武岩纤维是一个基础材料，由它可派生出很多很长的产业链，既可带动相关新兴产业的发展，又可为国民经济相关领域的升级换代提供新材料的支撑和保障。
与玻璃纤维、碳纤维材料相比，玄武岩纤维与其他材料的兼容粘合度更强，因此，与不同材料结合得到的玄武岩纤维制品性能优异，机械强度和弹性模量都能得到明显提升。例如，采用氧化石墨烯对玄武岩纤维进行表面涂覆改性制成的玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的断裂强度提高了30.8%，剪切力提高10.6%。用连续玄武岩纤维制成的单向增强复合材料在强度方面与E-玻纤相当，但弹性模量在各种纤维中具有明显优势。
目前市场上现有的绝缘管材长期耐环境老化性能差，其有机树脂复合材料，有机树脂的耐候性，尤其是耐日光中的紫外老化，是其户外应用的致命弱点，为了提升绝缘管材的耐候性，开展了很多相应材料耐候性研究，比较常见的有表面耐候涂层法，表面耐候材料复合法。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产线及生产方法，通过竖横多次沉浸，彻底解决了绝缘管材沉浸不足的问题，这样研制而出的新型高强度超薄绝缘管材机械强度大，重量轻，挠度小，耐候性优异，携带使用方便。
本发明提供了一种玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产线，包括沿管材牵引方向依次设置的张拉沉浸设备、模具固定设备、缠绕设备、热固化成型设备、第一牵引设备、打磨设备、ASA成型设备、水冷成型设备、第二牵引设备、切割设备、管线锁扣、大功率牵引机，所述的张拉沉浸设备包括依次设置的立式沉浸池、横向下沉浸池和横向上沉浸池，其中立式沉浸池入口通过上支架滚轮与玄武岩纱架连接，立式沉浸池出口设有下支架滚轮，下支架滚轮与横向下沉浸池入口之间设置有张拉支架，横向下沉浸池和横向上沉浸池之间设置有玻璃纤维布毡支架。
进一步改进，所述的ASA成型设备包括依次连接的搅拌混合机、升温装置、冷却设备、上料设备和双螺杆挤出机，双螺杆挤出机挤出熔融的ASA在管材表面注塑。
进一步改进，所述的张拉支架上设置有张拉支架压轮控制器。
进一步改进，所述的立式沉浸池上方设置有第一环保设备，所述的模具固定设备、缠绕设备和热固化成型设备处设置有第二环保设备，所述的打磨设备处设置有除尘设备。
本发明还提供了一种玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产方法，包括以下步骤：
1）玄武岩纱架上的玄武岩纱在牵引装置牵引下通过上支架滚轮进入立式沉浸池；
2）玄武岩纱通过立式沉浸后，通过张拉支架进行预张拉，然后进入横向下沉浸池；
3）玻璃纤维布和玻璃纤维毡在牵引装置的牵引下，通过玻璃纤维布毡支架与玄武岩纱共同通过横向上沉浸池后，通过模具固定设备进行固定，再通过缠绕设备进行多道缠绕，最后进入热固化成型设备中热固化成型；
4）热固化成型得到的管材通过打磨设备打磨后进入ASA成型设备，在管材表面注塑ASA；
5）注塑成型的管材通过切割设备切割得到相应尺寸的管材。
6）用管线锁扣将切割后的管材与未切割管材相连接，通过大功率牵引机后，松开锁扣得到成品管材。
进一步改进，步骤4）所述的注塑ASA过程，具体步骤为，先将ASA原料按比例混合搅拌进行升温，然后通过冷却池进行降温后通过料斗进入双螺杆挤出机进行剪切挤压，熔融出ASA在管材表面进行注塑。
本发明有益效果在于：
1、复合树脂管材强度高，刚度大，耐疲劳性能好；ASA材料更能满足抗候性的需求。对复合树脂管材表面注塑ASA，以提高其抗候性，这样研制出的新型复合材料管材强度高，刚度大，抗候性优异。
2、与玻璃纤维、碳纤维材料相比，玄武岩纤维与其他材料的兼容粘合度更强，因此，与不同材料结合得到的玄武岩纤维制品性能优异，机械强度和弹性模量都能得到明显提升。
3、通过立式沉浸池和两种水平沉浸池的混合使用，解决了传统水平沉浸工艺导致沉浸不足的问题。
4、对玄武岩纤维纱、玻璃纤维布和玻璃纤维毡进行预应力张拉，通过该工艺生产的引拔缠绕的超薄绝缘管材，机械强度大，重量轻，挠度小，耐候性优异，携带使用方便。
附图说明
图1为玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产线结构示意图。
图2为玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产线，其结构如图1所示，包括沿管材牵引方向依次设置的张拉沉浸设备、模具固定设备11、缠绕设备12、热固化成型设备13、第一牵引设备14、打磨设备15、ASA成型设备16、水冷成型设备17、第二牵引设备18、切割设备19、管线锁扣23、大功率牵引机24，所述的张拉沉浸设备包括依次设置的立式沉浸池5、横向下沉浸池9和横向上沉浸池10，其中立式沉浸池入口通过上支架滚轮4与玄武岩纱架1连接，立式沉浸池出口设有下支架滚轮6，下支架滚轮6与横向下沉浸池入口之间设置有张拉支架2，横向下沉浸池和横向上沉浸池之间设置有玻璃纤维布毡支架，包括玻璃纤维布毡上支架7和玻璃纤维布毡下支架8，玻璃纤维布毡支架附近设置有玻璃纤维布毡堆放架22。
进一步改进，所述的ASA成型设备包括依次连接的搅拌混合机、升温装置、冷却设备、上料设备和双螺杆挤出机，双螺杆挤出机挤出熔融的ASA在管材表面注塑。
进一步改进，所述的张拉支架2上设置有张拉支架压轮控制器3。
进一步改进，所述的立式沉浸池上方设置有第一环保设备20，所述的模具固定设备、缠绕设备和热固化成型设备处设置有第二环保设备21，所述的打磨设备处设置有除尘设备。
本发明还提供了一种玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产方法，如图2所示，包括以下步骤：
1）玄武岩纱架上的玄武岩纱在牵引装置牵引下通过上支架滚轮进入立式沉浸池；
2）玄武岩纱通过立式沉浸后，通过张拉支架进行预张拉，然后进入横向下沉浸池；
3）玄武岩布和玄武岩毡在牵引装置的牵引下，通过玻璃纤维布毡支架与玄武岩纱共同通过横向上沉浸池后，通过模具固定设备进行固定，再通过缠绕设备进行多道缠绕，最后进入热固化成型设备中热固化成型；
4）热固化成型得到的管材通过打磨设备打磨后进入ASA成型设备，在管材表面注塑ASA；
5）注塑成型的管材通过切割设备切割得到相应尺寸的管材。
6）用管线锁扣将切割后的管材与未切割管材相连接，通过大功率牵引机后，松开锁扣得到成品管材。
进一步改进，步骤4）所述的注塑ASA过程，具体步骤为，先将ASA原料按比例混合搅拌进行升温，然后通过冷却池进行降温后通过料斗进入双螺杆挤出机进行剪切挤压，熔融出ASA在管材表面进行注塑。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产线，其特征在于：包括沿管材牵引方向依次设置的张拉沉浸设备、模具固定设备、缠绕设备、热固化成型设备、第一牵引设备、打磨设备、ASA成型设备、水冷成型设备、第二牵引设备、切割设备、管线锁扣、大功率牵引机，所述的张拉沉浸设备包括依次设置的立式沉浸池、横向下沉浸池和横向上沉浸池，其中立式沉浸池入口通过上支架滚轮与玄武岩纱架连接，立式沉浸池出口设有下支架滚轮，下支架滚轮与横向下沉浸池入口之间设置有张拉支架，横向下沉浸池和横向上沉浸池之间设置有玻璃纤维布毡支架。
2.根据权利要求1所述的玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产线，其特征在于：所述的ASA成型设备包括依次连接的搅拌混合机、升温装置、冷却设备、上料设备和双螺杆挤出机，双螺杆挤出机挤出熔融的ASA在管材表面注塑。
3.根据权利要求1所述的玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产线，其特征在于：所述的张拉支架上设置有张拉支架压轮控制器。
4.根据权利要求1所述的玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产线，其特征在于：所述的立式沉浸池上方设置有第一环保设备，所述的模具固定设备、缠绕设备和热固化成型设备处设置有第二环保设备，所述的打磨设备处设置有除尘设备。
5.一种玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产方法，其特征在于包括以下步骤：
1）玄武岩纱架上的玄武岩纱在牵引装置牵引下通过上支架滚轮进入立式沉浸池；
2）玄武岩纱通过立式沉浸后，通过张拉支架进行预张拉，然后进入横向下沉浸池；
3）玻璃纤维布和玻璃纤维毡在牵引装置的牵引下，通过玻璃纤维布毡支架与玄武岩纱共同通过横向上沉浸池后，通过模具固定设备进行固定，再通过缠绕设备进行多道缠绕，最后进入热固化成型设备中热固化成型；
4）热固化成型得到的管材通过打磨设备打磨后进入ASA成型设备，在管材表面注塑ASA；
5）注塑成型的管材通过切割设备切割得到相应尺寸的管材；
6）用管线锁扣将切割后的管材与未切割管材相连接，通过大功率牵引机后，松开锁扣得到成品管材。
6.根据权利要求5所述的玄武岩复合树脂高强度超轻绝缘管材生产方法，其特征在于：步骤4）所述的注塑ASA过程，具体步骤为，先将ASA原料按比例混合搅拌进行升温，然后通过冷却池进行降温后通过料斗进入双螺杆挤出机进行剪切挤压，熔融出ASA在管材表面进行注塑。
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