[發明專利]一種高絕緣性密實聚合物混凝土及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710051188.6
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106747121B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 吳雄;陳軒恕;吳威;胡虔;李輝;潘吉林;徐祖順;廖光福
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司;中國電力科學研究院;國網江蘇省電力公司經濟技術研究院;國家電網公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B40/00;C04B111/92
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 張惠玲

本發明提供一種高絕緣性密實聚合物混凝土及其制備方法與應用，包括如下組分及其質量份數：水泥120份、乳液10～50份、水30～60份、硅灰石10～30份、云母5～30份、二氧化硅10～20份、減水劑0.1份、消泡劑0.01份，經在真空下攪拌、成型、養護、干燥等過程加工而成，可應用于電氣絕緣管道、支架、變壓器底座。本發明采用聚合物作為電力絕緣材料，具有高絕緣性、密實性、強度和耐久性，而且制備工藝簡單、成本低廉、施工方便、適用于大規模工業生產。

技術領域

本發明涉及混凝土制備技術領域，具體涉及一種高絕緣性密實聚合物混凝土及其制備方法與應用。

背景技術

隨著人們對工作與生活品質日益增長的需求和現代科學技術的飛速發展，人們對能源和材料的開發和利用等方面性能提出了更高的要求。在2015年全球能源互聯網會議上，為滿足超大容量、資源節約、環境友好、安全可靠的遠距離輸電線路建設需求，提出了一種新型超大容量輸電管線技術，這為全球能源互聯網電力輸送指明了方向，并為后來輸電技術相關工作夯實了基礎。作為超大容量高絕緣性輸電管線的設計重點，絕緣材料的選取對保障輸電線路安全穩定運行極為重要。目前，用于輸電的絕緣材料主要有陶瓷、玻璃、環氧樹脂和硅膠高分子等材料，但在輸電工程中，陶瓷和玻璃難以制造輸電管道和絕緣支架等大型制件，而單一的環氧樹脂和硅膠等高分子材料容易老化，強度又較低，環境適應性差，并且在廣闊的輸電線路中對輸電成本也有極高的要求，聚合物改性混凝土就兼顧了這兩點要求。采用普通的無機礦物質水泥作為基材，采用合理的聚合物配比改性水泥混凝土，并通過適當的制備方法和成型工藝可得到高絕緣、高強度、高彈性模量耐老化、耐酸堿腐蝕的聚合物水泥混凝土材料。聚合物的加入在很大程度上改善了傳統混凝土的多孔、彈性模量差耐老化能力差等缺點。

在傳統的混凝土制備工藝中，混凝土都是在開放的環境中攪拌，導致攪拌時產生不少氣泡長時間存在于混凝土中，混凝土水化成型后則在內部殘留許多小孔缺陷，降低了混凝土的電氣性能和機械強度。因此在混凝土制備和成型過程中可采用適當的抽真空技術減少混凝土內部孔隙的形成，從而提高混凝土的電氣性能和機械性能。聚合物混凝土作為一種新型的工程材料，結合了無機混凝土和聚合物的性能，且性價比高，所需原料都簡便易得，通過適當的制備過程后形成的混凝土成型可塑性強，易于制得各種大型的聚合物混凝土型材，如輸電管道、大型絕緣支架等。這些優異的性能使聚合物混凝土在電力行業具有良好的發展前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種高絕緣性密實聚合物混凝土及其制備方法與應用，采用普通硅酸鹽水泥、硅灰石、云母、二氧化硅等為填料，聚合物作為電力絕緣材料，具有高絕緣性、密實性、強度和耐久性，而且制備工藝簡單、成本低廉、施工方便、適用于大規模工業生產，可應用于電氣絕緣管道、支架、變壓器底座等領域。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種高絕緣性密實聚合物混凝土，包括如下組分及其質量份數：水泥120份、乳液10～50份、水30～60份、硅灰石10～30份、云母5～30份、二氧化硅10～20份、減水劑0.1份、消泡劑0.01份。

根據以上方案，所述水泥為普通硅酸鹽水泥。

根據以上方案，所述二氧化硅的粉末粒徑為微米級。

根據以上方案，所述乳液為苯丙乳液或環氧水性乳液，形成聚合物后顆粒粒徑為微米級。

根據以上方案，所述減水劑為聚羧酸系減水劑。

根據以上方案，所述消泡劑為水性消泡劑。

根據以上方案，應用于電氣絕緣管道、絕緣子、套管、開關柜、支架或變壓器底座絕緣構件等。

一種高絕緣性密實聚合物混凝土的制備方法，包括如下步驟：