[發明專利]具有表面二維電導率線性梯度分布的盆式絕緣子制作方法

在審

• 申請號: 202010465483.8
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111599552A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 杜伯學;姚航;李進;梁虎成;陳允;冉昭玉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01B19/00
• 分類號: H01B19/00;H01B19/04;B29C39/42;B29C35/02;B29C71/00;B29L31/34;B29K63/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程小艷

1.具有表面二維電導率線性梯度分布的盆式絕緣子制作方法，其中，柔性表面功能層為電導率呈梯度分布的功能材料沉積層，建設方法為靜電紡絲構筑法，該方法包括如下步驟:

1)制備環氧樹脂材料：

(1)將雙酚A型環氧樹脂基體、聚酰胺固化劑和氧化鋁按照100:38的配比混合，然后加入質量為環氧樹脂基體質量2.5-3.3倍的氧化鋁粉末，用玻璃棒攪拌均勻，得到環氧樹脂混合材料；

(2)電動攪拌30-40分鐘、在-0.1MPa的真空度下真空脫泡一個小時；

(3)將步驟(2)中所得的環氧樹脂混合材料澆注至經預熱處理后內壁涂有脫模劑的盆式絕緣子模具內，進行抽空處理；

2)采用階梯固化方法進行處理，固化過程分為兩步：

(1)先將模具放入烤箱在130℃下進行一次固化8小時，然后脫模；

(2)脫模后的產品放入烤箱在130℃下進行二次固化8小時，冷卻后即可得到環氧樹脂盆式絕緣子試樣；

3)制備靜電紡絲前驅體溶液

(1)將PVA粉末以10wt％的濃度溶解在去離子水中，將CCTO粉末以10wt％的濃度分散在無水乙醇中；

(2)將步驟(1)中的兩種溶液以1:1的比例均勻混合，電機攪拌40-60分鐘，超聲震蕩1-2小時，溫度90℃，使CCTO粉末在PVA溶液中均勻分散；

(3)將經過步驟(2)處理后的溶液置于真空箱中，常溫真空脫泡處理30-40min，除去PVA/CCTO溶液中的氣泡，靜置30min得到紡絲前驅體溶液；

4)對環氧樹脂盆式絕緣子進行梯度設計：

(1)將其表面由內向外分為五個緊密相連的環形，令環形的電導率依次減小；

(2)將環氧樹脂盆式絕緣子放置于靜電紡絲設備內，按照單調分布梯度在不同位置電紡不同時間，得到二維梯度分布的盆式絕緣子；

5)靜電紡絲過程

(1)將前驅體溶液轉移到注射器中進行靜電紡絲，向上排出針管內多余氣體，注射器出口處連接塑料軟管，軟管另一端接金屬針頭；

(2)緩慢增加針頭處的電壓，針頭處混合液滴呈絲狀噴出，通過注射泵控制溶液流速；

(3)帶有納米鈦酸鋇的PVA絲狀粘稠溶液會定向噴涂纏繞在被沉積試樣表面，通過控制針頭的位置與紡絲的時間，可以在圓臺絕緣子表面構建電導率梯度分布的功能材料層；

(4)電紡完成之后，將絕緣子置于90℃的真空烘箱中干燥12小時。最終在絕緣子的表面形成一層均勻、致密的PVA/CCTO功能梯度層。

2.根據權利要求1所述的具有表面二維電導率線性梯度分布的盆式絕緣子制作方法，其特征在于，所述步驟4)中分步驟(2)中按照單調分布梯度在不同位置濺射不同時間，由內向外紡絲時間分別為120min、90min、60min、30min、0min。

3.根據權利要求1所述的具有表面二維電導率線性梯度分布的盆式絕緣子制作方法，其特征在于，所述步驟4)中分步驟(2)中按照單調分布梯度在不同位置濺射不同時間，由內向外紡絲時間分別為80min、60min、40min、20min、0min。

4.根據權利要求1所述的具有表面二維電導率線性梯度分布的盆式絕緣子制作方法，其特征在于，所述步驟4)中分步驟(2)中按照單調分布梯度在不同位置濺射不同時間，由內向外紡絲時間分別為40min、30min、20min、10min、0min。

5.根據權利要求1所述的具有表面二維電導率線性梯度分布的盆式絕緣子制作方法，其特征在于，所述步驟5)中分步驟(2)中紡絲過程中的射頻電壓優選范圍為7-10kV，距離為7-10cm。

6.根據權利要求1所述的具有表面二維電導率線性梯度分布的盆式絕緣子制作方法，其特征在于，所述步驟5)中分步驟(2)中紡絲過程中的紡絲溶液流速優選范圍為0.5-2ml/h。