1、環(huán)氧芯棒拉擠新工藝摘要本文介紹和回顧了復(fù)合絕緣子用芯棒生產(chǎn)的現(xiàn)狀和最新進(jìn)展以及傳統(tǒng)拉擠工藝、真空輔助拉擠工藝和注射拉擠的工藝原理和產(chǎn)品特點(diǎn)。與傳統(tǒng)工藝相比真空輔助拉擠工藝在產(chǎn)品的透明性和穩(wěn)定性上有所提高，而注射拉擠從根本上解決了開(kāi)放式浸膠的缺點(diǎn)，保證了產(chǎn)品特性的一致。本文還提出了國(guó)內(nèi)芯棒生產(chǎn)需要研究和有待解決的問(wèn)題。關(guān)鍵詞復(fù)合絕緣子、環(huán)氧芯棒、拉擠工藝New pultrusion processes of epoxy core for composite insulatorsAbstract The pultrusion process and its recently development

2、 of epoxy core for composite insulators is reviewed. The traditional process, vacuum-aid process and injection pultrusion process are introduced briefly also. Comparing with traditional process ,the core by vacuum-aid process is more transparent and consistent in performance. The injection pultrusio

3、n process eliminates the disadvantages of open-to-air impregnating system and ensures the consistency of core performance. The problems to be resolved or studied are suggested in final. Key words composite insulator, epoxy core, pultrusion process 1. 前言有機(jī)復(fù)合絕緣子的最重要部件之一就是芯棒，它不僅是復(fù)合絕緣子的內(nèi)絕緣的保證，也是復(fù)合絕緣子的機(jī)械

4、負(fù)荷的承擔(dān)部件，它的質(zhì)量是復(fù)合絕緣子可靠性的重要保證。不管是復(fù)合絕緣子生產(chǎn)廠家還是芯棒生產(chǎn)廠家都認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，一方面復(fù)合絕緣子生產(chǎn)廠家對(duì)絕緣芯棒提出了更具體和更高的要求；另一方面芯棒廠家也不斷的推成出新，提高產(chǎn)品質(zhì)量。在近幾年內(nèi)開(kāi)發(fā)出耐熱芯棒、耐酸芯棒、透明芯棒和注射拉擠芯棒，在生產(chǎn)工藝上開(kāi)發(fā)出真空拉擠工藝和注射拉擠工藝，取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，本文將首先介紹拉擠工藝的發(fā)展和不同工藝生產(chǎn)的芯棒的特點(diǎn)。2. 我國(guó)環(huán)氧芯棒拉擠工藝的進(jìn)展拉擠成型技術(shù)開(kāi)始于50年代，首先在美國(guó)注冊(cè)專利，60年代得到應(yīng)用，70年代得到發(fā)展，80年代發(fā)展速度達(dá)到最快，近年拉擠產(chǎn)品的增長(zhǎng)率還維持在10以上。拉擠成型工藝受到各國(guó)同行

5、們的重視，各種拉擠設(shè)備和工藝不斷涌現(xiàn)，如立式拉擠、臥式拉擠、彎曲型材拉擠、注射拉擠等。我國(guó)絕緣子用環(huán)氧拉擠芯棒與復(fù)合絕緣子的興起是同步的，都從上世紀(jì)八十年代初開(kāi)始興起，拉擠設(shè)備包括導(dǎo)紗器、預(yù)成型模、環(huán)氧樹(shù)脂浸膠槽、成型模、牽引機(jī)。工藝過(guò)程為：玻璃纖維經(jīng)過(guò)導(dǎo)紗器和預(yù)成型模后（有些廠家沒(méi)有），再經(jīng)過(guò)開(kāi)放式的浸膠槽，在常壓下使玻璃纖維浸透，經(jīng)過(guò)成型模固化成型后，由牽引機(jī)拉出。所用設(shè)備大多是履帶式牽引裝置，如圖所示。圖傳統(tǒng)拉擠工藝示意圖這種工藝有幾個(gè)明顯的缺點(diǎn)，首先是產(chǎn)品的氣孔率較大，難于得到透明的產(chǎn)品，使芯棒的內(nèi)部缺陷（如接紗頭、夾雜、浸膠不充分等）不容易發(fā)現(xiàn)；其次是產(chǎn)品質(zhì)量受環(huán)境的影響，尤其是受環(huán)

6、境溫度和濕度的影響；第三是膠槽中膠的固化特性隨時(shí)間的延長(zhǎng)而變化，產(chǎn)品特性的一致性得不到很好的保證。所以有些廠家在濕度較大、溫度較高的季節(jié)停產(chǎn)或采取在浸膠部分加裝空調(diào)、去濕器、經(jīng)常換膠等方法，試圖想解決這些問(wèn)題，但這些方法的效果有限。1) 真空輔助拉擠工藝為了解決普通拉擠芯棒氣孔率較大，產(chǎn)品不透明的問(wèn)題，我所在二一年開(kāi)發(fā)出真空輔助拉擠工藝，這種工藝的特點(diǎn)是多次浸膠、真空輔助和盡量減少膠與大氣的接觸面積，從而改善產(chǎn)品的性能。玻璃纖維分多層經(jīng)第一次浸膠后進(jìn)入預(yù)成形模擠膠，含一定膠的玻璃纖維進(jìn)入真空浸膠系統(tǒng)，在真空條件下排除氣孔和進(jìn)一步浸膠以減少氣孔和確保玻璃纖維充分浸透，入圖中所示。預(yù)成形成形真空輔

7、助多次浸膠固化模具分層浸膠圖真空輔助拉擠示意圖這種工藝在西北比較干燥的環(huán)境下取得了比較好的結(jié)果，所生產(chǎn)的產(chǎn)品性能比普通拉擠工藝在以下幾個(gè)方面有明顯的改善：a) 氣孔少，產(chǎn)品透明性高，使產(chǎn)品缺陷易于剔除，如接紗頭、夾雜、缺膠等；b) 多層浸膠減少了膠液與大氣的接觸面積，從而使產(chǎn)品受環(huán)境條件的影響減?。籧) 多次真空輔助浸膠使玻璃纖維得以充分浸透；d) 以上幾方面保證了真空拉擠芯棒的特性較普通拉擠的穩(wěn)定。無(wú)疑，這種工藝與傳統(tǒng)工藝相比有較大的進(jìn)步，它的出現(xiàn)使國(guó)內(nèi)逐漸興起了環(huán)氧透明芯棒，但這種工藝還未完全解決環(huán)境溫濕度對(duì)產(chǎn)品特性的影響和“新舊膠”的問(wèn)題（膠的適用期的問(wèn)題）。新膠是指剛加入膠槽的膠，其固

8、化特性較好；舊膠是指膠槽中剩于的膠，因酸酐（固化劑）與空氣中的H2O反應(yīng)和膠本身固化反應(yīng)使膠的固化特性發(fā)生變化。2) 注射拉擠工藝為了從根本上解決常壓開(kāi)放式浸膠容易發(fā)生玻璃纖維浸膠不透和夾帶氣泡、產(chǎn)品性能受環(huán)境因數(shù)影響的缺點(diǎn)以及生產(chǎn)工藝對(duì)樹(shù)脂基的適用期有較高的要求的缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)已有單位開(kāi)發(fā)出注射拉擠新工藝并申報(bào)了國(guó)家專利和通過(guò)了鑒定。圖是注射拉擠的示意圖。玻璃纖維通過(guò)導(dǎo)紗器和預(yù)成型模后，進(jìn)入連續(xù)樹(shù)脂傳遞模塑模具中，在模具中以穩(wěn)定的高壓和流量，注入專用樹(shù)脂，使玻璃纖維充分浸透和排除氣泡；充分浸透和不含氣泡的玻璃纖維在牽引機(jī)的牽引下進(jìn)入模具的固化成型模具內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)樹(shù)脂傳遞模塑（Continuo

9、us Resin Transfer Molding Pultrusion ProcessCRTM）或注射拉擠 。圖 注射拉擠原理圖其特點(diǎn)為：a) 玻璃纖維充分浸透，所生產(chǎn)的FRP制品中微氣泡含量少，機(jī)電性能優(yōu)良；b) 供樹(shù)脂系統(tǒng)與大氣容易隔離，產(chǎn)品性能不易受環(huán)境影響；c) 注射的樹(shù)脂一直保持有相同的固化特性（一直是“新膠”）；d) 容易得到透明的產(chǎn)品，使產(chǎn)品缺陷（如夾雜、結(jié)紗等）易于發(fā)現(xiàn)和剔除。e) 對(duì)環(huán)境和操作人員的影響小。芯棒性能的穩(wěn)定性和一致性，一直是開(kāi)放式浸膠芯棒廠家難于解決和頭痛的問(wèn)題，這一問(wèn)題也給合成絕緣子生產(chǎn)廠家?guī)?lái)了一定的損失，尤其是在濕度較大、溫度較高的5到10月份（在南方問(wèn)

10、題可能更大、時(shí)間更長(zhǎng)）。注射拉擠工藝除了解決環(huán)境的影響問(wèn)題外，還解決膠的適用期的問(wèn)題，它不存在“新舊”膠的問(wèn)題，一直都是“新膠”，所以保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定和一致性。3. 芯棒存在的問(wèn)題和拉擠工藝的展望目前，我國(guó)復(fù)合絕緣子芯棒的生產(chǎn)工藝還主要是傳統(tǒng)工藝，最大問(wèn)題是產(chǎn)品特性隨時(shí)間和季節(jié)變化較大，芯棒廠家應(yīng)加強(qiáng)控制，嚴(yán)密監(jiān)控產(chǎn)品的特性變化，一種比較簡(jiǎn)便的方法就是及時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品的高溫機(jī)械特性和顏色變化，如熱態(tài)彎曲強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)其值低于某數(shù)值時(shí)應(yīng)積極采取措施，如換膠等，在樹(shù)脂中不能加入染料以保證顏色的一致，當(dāng)然如果有條件采用真空或注射拉擠是較好的解決辦法；其次，由于大多芯棒不透明，芯棒生產(chǎn)廠家應(yīng)設(shè)法去除芯棒中的缺

11、陷，如接紗頭、夾雜、缺膠、硬膠塊、局部開(kāi)裂等；第三，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)玻璃纖維和原料，尤其是固化劑的控制，使工藝過(guò)程規(guī)范化；第四編寫復(fù)合絕緣子用芯棒的專用標(biāo)準(zhǔn)，目前所引用的技術(shù)條件和要求還不夠完整。除了上述問(wèn)題外，還有一些基本問(wèn)題應(yīng)引起重視，首先是玻璃纖維含量的問(wèn)題，按照國(guó)內(nèi)的經(jīng)常被接受的觀點(diǎn)認(rèn)為，玻璃纖維含量高一些較好，直徑為mm的芯棒玻璃纖維含量(重量百分表)為，而國(guó)外的產(chǎn)品玻璃纖維含量較低為。如Glassforms公司：線路懸式絕緣子用芯棒，線路支柱式和橫擔(dān)用芯棒，這么低玻璃纖維含量的芯棒國(guó)內(nèi)還不能生產(chǎn)，這里提出了一個(gè)問(wèn)題，那就是玻璃纖維含量高低意味著什么；其次是國(guó)內(nèi)芯棒生產(chǎn)都用內(nèi)脫模劑，這些內(nèi)脫模劑都不參加固化反應(yīng)，隨著時(shí)間的推移，內(nèi)脫模劑有向芯棒表面或芯棒與硅橡膠界面或芯棒與金屬附件界面擴(kuò)散的可能，從而影響絕緣子的長(zhǎng)期適用性能。國(guó)外有