阅读说明：本技术 一种自修复电工作业绝缘操作杆的制备方法 (Preparation method of self-repairing electrical operation insulating operating rod ) 是由 徐爱民 李周选 高义波 韩怡秋 朱峰 于 2020-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自修复电工作业绝缘操作杆的制备方法,它包括如下步骤：1、将尿素和甲醛加入三口烧瓶中,通过调节ph值和温度,形成稳定透明的尿素甲醛预聚体；2、将环氧树脂与二甲苯混合,加入消泡剂正辛醇,得到芯材乳液,将预聚体缓慢加入芯材中,调节ph值后进行恒温固化,随后经过滤洗和干燥,得到微胶囊；3、将步骤2得到的微胶囊与环氧树脂、固化剂混合均匀,上述微胶囊的质量为总质量的5%～20%；4、将步骤3得到的与微胶囊均匀混合的环氧树脂浸润玻璃纤维,将浸润后的玻璃纤维经过拉挤模具并加热固化,最终制得自修复电工作业绝缘操作杆杆体。本发明制作的自修复电工作业绝缘操作杆在运输或施工过程中受到外力破坏时,其包含的微胶囊能够自行释放粘结剂,对裂纹进行修复,保证了电工作业绝缘操作杆的结构完整性,减少了产品的报废率,大幅提升带电作业人员的生命安全。(The invention discloses a preparation method of a self-repairing electrician operation insulating operating rod, which comprises the following steps: 1. adding urea and formaldehyde into a three-neck flask, and forming a stable and transparent urea-formaldehyde prepolymer by adjusting the pH value and the temperature; 2. mixing epoxy resin and xylene, adding n-octyl alcohol serving as a defoaming agent to obtain a core material emulsion, slowly adding a prepolymer into a core material, adjusting the pH value, curing at a constant temperature, and then filtering, washing and drying to obtain a microcapsule; 3. uniformly mixing the microcapsule obtained in the step 2 with epoxy resin and a curing agent, wherein the mass of the microcapsule is 5-20% of the total mass; 4. and (3) soaking the glass fiber with the epoxy resin uniformly mixed with the microcapsule obtained in the step (3), and heating and curing the soaked glass fiber through a pultrusion die to finally prepare the self-repairing electrical operation insulating operating rod body. When the self-repairing electrical operation insulating operating rod manufactured by the invention is damaged by external force in the transportation or construction process, the microcapsules contained in the self-repairing electrical operation insulating operating rod can automatically release the binder to repair cracks, so that the structural integrity of the electrical operation insulating operating rod is ensured, the rejection rate of products is reduced, and the life safety of live working personnel is greatly improved.)

一种自修复电工作业绝缘操作杆的制备方法

技术领域

本发明涉及电工作业绝缘操作杆制备技术领域，具体涉及一种自修复电工作业绝缘操作杆杆体的制备方法。

背景技术

绝缘操作杆的绝缘性高，操作距离长，是带电作业人员的重要防护工具。随着输电线路电压等级的不断提高，绝缘操作杆的性能需求日益增加，同时绝缘操作杆本身也存在着一些技术难题，比如杆体容易老化、粉化以及出现缺陷无法检测等问题，尤其是出现肉眼看不见的微细裂缝，一般称为微裂缝。这种微细裂缝的分布是不规则的，且不连贯，但在外力破坏作用下或进一步产生温度、干缩的情况下，裂缝开始扩展，并逐渐互相贯通，从而出现杆体断裂。如果对微裂缝能及早发现并采取有力的修复措 施，这对绝缘操作杆的使用寿命至关重要。

目前大多数研究人员关注的是绝缘操作杆的绝缘性能和力学性能，而忽略了最基础的结构稳定性。因此，急需研究一种延长绝缘操作杆使用寿命的方法。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种既高效又经济的自修复电工作业绝缘操作杆杆体的制备方法。

为实现此目的，本发明所采用的技术方案是：一种自修复电工作业绝缘操作杆杆体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将尿素和甲醛加入三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH值到8~9，并加热至70℃，缓慢搅拌下保温反应1h得到粘稠的液体，形成稳定透明的尿素-甲醛预聚体，待用；

步骤2：将环氧树脂与二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液，将芯材倒入250ml的三颈烧瓶中，在缓慢转速下将步骤1得到的预聚体缓慢滴入芯材中，滴完后用柠檬酸酸化1.5h调节pH值至3，而后进行恒温固化；将所得产物抽滤，用丙酮和蒸馏水洗涤3次，得到滤饼，30℃下干燥30min，所得固体粉末为微胶囊；

步骤3：将步骤2得到的微胶囊与环氧树脂、固化剂混合均匀，上述微胶囊的质量为总质量的5%～20%；

步骤4：将步骤3得到的与微胶囊均匀混合的环氧树脂浸润玻璃纤维，将浸润后的玻璃纤维经过拉挤模具并加热固化，最终制得自修复电工作业绝缘操作杆杆体。

上述技术方案中，步骤1中，所述尿素和甲醛的质量比为1:1~1:5。

上述技术方案中，步骤2中，所述环氧树脂与二甲苯的质量比为1:1~4:1。

上述技术方案中，步骤2中，环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、四溴双酚A环氧树脂中的任意一种或两种以上的组合。

上述技术方案中，步骤2中，所述转速为200~1000r/min。

上述技术方案中，步骤3中，所述固化剂选自胺类固化剂中的任意一种或者两种以上的组合。

上述技术方案中，步骤3中，所述固化剂的添加量为环氧树脂质量的8~12%。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1）本发明采用微胶囊弥散于电工作业绝缘操作杆杆体中，当杆体受到外力破坏时，微胶囊能够自行破裂释放粘结剂填补裂纹，防止裂纹扩展达到自修复的效果，起到了在运输和施工过程中保证了电工作业绝缘操作杆杆体的安全可靠性，大大保障了电工作业人员的生命安全；

2）本发明的制备方法所需设备成本较低，操作方便，制备周期较短；所用原材料绿色环保，适用于工业化批量生产。

附图说明

图1为本发明的一种工艺流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

本发明的自修复电工作业绝缘操作杆杆体的制备方法，它包括如下步骤：

步骤1：将尿素和甲醛加入三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH值到8~9，并加热至70℃，缓慢搅拌下保温反应1h得到粘稠的液体，形成稳定透明的尿素-甲醛预聚体，待用；

步骤2：将环氧树脂与二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液，将芯材倒入250ml的三颈烧瓶中，在缓慢转速下将步骤1得到的预聚体缓慢滴入芯材中，滴完后用柠檬酸酸化1.5h调节pH值至3，而后进行恒温固化；将所得产物抽滤，用丙酮和蒸馏水洗涤3次，得到滤饼，30℃下干燥30min，所得固体粉末为微胶囊；

步骤3：将步骤2得到的微胶囊与环氧树脂、固化剂混合均匀，上述微胶囊的质量为总质量的5%～20%；

步骤4：将步骤3得到的与微胶囊均匀混合的环氧树脂浸润玻璃纤维，将浸润后的玻璃纤维经过拉挤模具并加热固化，最终制得自修复电工作业绝缘操作杆杆体。

步骤1中，所述尿素和甲醛的质量比为1:1~1:5。

步骤2中，所述环氧树脂与二甲苯的质量比为1:1~4:1。

步骤2中，环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、四溴双酚A环氧树脂中的任意一种或两种以上的组合。

步骤2中，所述转速为200~1000r/min。

步骤3中，所述固化剂选自胺类固化剂中的任意一种或者两种以上的组合。

步骤3中，所述固化剂的添加量为环氧树脂质量的8~12%。

实施例1

步骤1：将12g尿素和24g甲醛加入三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH值到8~9，并加热至70℃，缓慢搅拌下保温反应1h得到粘稠的液体，形成稳定透明的尿素-甲醛预聚体，待用。

步骤2：将10g双酚A型环氧树脂与5g二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液。将芯材倒入250ml的三颈烧瓶中，在400r/min转速下将步骤1得到的预聚体缓慢滴入芯材中，滴完后用柠檬酸酸化1.5h调节pH值至3，而后进行恒温固化。将所得产物抽滤，用丙酮和蒸馏水洗涤3次，得到滤饼，30℃下干燥30min，所得固体粉末为微胶囊。

步骤3：将步骤2得到的微胶囊与500g双酚A型环氧树脂、50g二乙烯三胺混合均匀；

步骤4：将步骤3得到的与微胶囊均匀混合的环氧树脂浸润玻璃纤维，将浸润后的玻璃纤维经过拉挤模具并加热固化，最终制得自修复电工作业绝缘操作杆杆体。

实施例2

与实施例1基本相同，区别在于步骤1中将12g尿素与12g甲醛进行混合。

实施例3

与实施例1基本相同，区别在于步骤1中将12g尿素与36g甲醛进行混合。

实施例4

与实施例1基本相同，区别在于步骤1中将12g尿素与48g甲醛进行混合。

实施例5

与实施例1基本相同，区别在于步骤2中将10g环氧树脂与2.5g二甲苯进行混 合。

实施例6

与实施例1基本相同，区别在于步骤2中将10g环氧树脂与7.5g二甲苯进行混 合。

实施例7

与实施例1基本相同，区别在于步骤2中将10g环氧树脂与10g二甲苯进行混合。

实施例8

与实施例1基本相同，区别在于步骤2中环氧树脂种类为双酚F型环氧树脂。

实施例9

与实施例1基本相同，区别在于步骤2中环氧树脂种类为氢化双酚A型环氧树脂。

实施例10

与实施例1基本相同，区别在于步骤2中环氧树脂种类为脂肪族缩水甘油醚环氧树脂。

实施例11

与实施例1基本相同，区别在于步骤2中转速为200r/min。

实施例12

与实施例1基本相同，区别在于步骤2中转速为600r/min。

实施例13

与实施例1基本相同，区别在于步骤2中转速为800r/min。

实施例14

与实施例1基本相同，区别在于步骤3中二乙烯三胺的添加量为40g。

实施例15

与实施例1基本相同，区别在于步骤3中二乙烯三胺的添加量为45g。

实施例16

与实施例1基本相同，区别在于步骤3中二乙烯三胺的添加量为55g。

由实施例1~16所制得自修复电工作业绝缘操作杆杆体的电阻率和抗压强度如下表1所示。

从表1中可以看出，分别以不同的尿素和甲醛的配比、环氧树脂与二甲苯的配比、环氧树脂的种类、预聚体加入芯材的转速以及固化剂的添加量作为变量，通过对比实验，可见实施例1得到的自修复电工作业绝缘操作杆杆体的性能均好于实施例2-~16的接地模块，其中根据实施例1制作的电工作业绝缘操作杆杆体，其额定弯曲负荷可以达到6kN、雷电冲击耐受电压达到380kV，均优于其他各实施例。 因此实施例1为最佳实施例。

本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。