Патент на изобретение №2389096
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ИЗОЛЯТОРОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к способам получения высоковольтных полимерных изоляторов методом литья под давлением и может быть использовано в электротехнической промышленности. Способ включает предварительное сдвиговое деформирование изоляционного материала на основе наполненных силоксановых композиций при определенной скорости сдвига и времени деформирования, установку стержня изолятора внутри разъемной пресс-формы, подачу под давлением дозированного количества изоляционного материала и его отверждение на стержне в две стадии, при этом в изоляционный материал предварительно вводят регенерат в виде высоковязкой тестообразной массы того же материала, который добавляют в количестве 5-20 мас.ч. на 100 мас.ч. изоляционного материала, а время предварительного сдвигового деформирования сокращают пропорционально количеству введенного регенерата. Техническим результатом является возможность получать полимерные изоляторы более низкой себестоимости. 4 табл.
Изобретение относится к способам получения высоковольтных полимерных изоляторов методом литья под давлением и может быть использовано в электротехнической промышленности. Полимерные изоляторы обладают рядом преимуществ по сравнению с керамическими: существенно меньшим весом; сопротивляемостью по отношению к актам вандализма; лучшей устойчивостью к механическим нагрузкам, вибрациям и ударам; лучшими разрядными характеристиками. Однако широкое внедрение полимерных изоляторов сдерживается их высокой стоимостью, в том числе защитных оболочек. Известно, что защитные оболочки изоляторов изготавливают из следующих полимерных материалов: эпоксидных смол, этилен-пропиленовых полимеров и сополимеров на их основе, силиконовых эластомеров (кремнийорганических резин). Наиболее надежными материалами для наружной изоляции являются силиконовые эластомеры, сохраняющие высокую гидрофобность даже при загрязнениях поверхности. Кроме того, эти материалы более устойчивы к солнечным ультрафиолетовым лучам, чем термопластичные материалы (E.A.Chemy J.E.E. Elektrical insulation Magazine, May/June, 1996, Vol.12, Наиболее высокопроизводительным методом получения полимерных изоляторов из силиконовых эластомеров является литье под давлением (авт.св. Наиболее близким к предлагаемому является «Способ получения полимерных изоляторов» (пат. Недостатком данного способа является высокая себестоимость получаемого полимерного изолятора. Задача предлагаемого технического решения заключается в получении изоляционного покрытия на высоковольтных полимерных изоляторах более низкой себестоимости. Поставленная задача достигается тем, что в способе получения полимерных изоляторов методом литья, включающем предварительное сдвиговое деформирование изоляционного материала при определенной скорости сдвига и времени деформирования, выбираемых из соотношения µ· Техническим результатом заявленного способа является получение высоковольтных полимерных изоляторов более низкой себестоимости. Способ осуществляют следующим образом: отходы изоляционного материала измельчают до размеров 5-10 мм и регенерируют методом комплексной механо-термодеструкции (Шаховец С.Е., Богданов В.В. Комплексная регенерация шин. СПб.: «Проспект науки», 2008. – 192 с.) в червячных машинах до получения тестообразного регенерата без комков. Особенностью данной регенерации является комбинированное воздействие механического и теплового полей в совокупности с химической активацией материала. Регенерация включает две стадии: механотермическую деструкцию резиновой крошки и последующую обработку регенерата деструктирующим агентом (активатором). Роль такого агента может играть вода, которая, превращаясь в пар в зоне деструкции, осуществляет дополнительно к механо-термодеструкции материала его химическую (паровую) регенерацию и последующее охлаждение полученного продукта. Подобное совмещение механохимического и парового воздействия во многом исключает нежелательные механодеструктивные процессы в материале, что позволяет получать продукт более высокого качества. Далее полученный регенерат смешивают на любом из известных типов смесителей (валковые, лопастные, роторные) с чистым изоляционным материалом в количестве 5-20 мас.%. При этом происходит не только смешение, но и предварительное сдвиговое деформирование чистого изоляционного материала, благодаря чему его вязкость снижается. Учитывая тот факт, что в состав исходной композиции вводится материал с уже пониженной в процессе регенерации вязкостью, время предварительного сдвигового деформирования может быть сокращено пропорционально количеству введенного регенерата. Пример 1. Защитные оболочки полимерных изоляторов, выведенных из эксплуатации, или бракованные изделия измельчают в любом из известных типов дробилок (ножевые, роторные и др.) до размеров 5-10 мм и помещают в червячный экструдер. Изменяя условия обработки материала, добиваются получения регенерата в виде высоковязкой тестообразной массы без комков (табл.1). Полученный регенерат смешивают в количестве 5-20 мас.ч. со стандартной смесью для получения высоковольтных изоляторов (состав: синтетический каучук термостабильный с винильными группами СКТВ-1 – 100 мас.ч.; наполнитель аэросил А-175 – 30 мас.ч.; антиструктурирующая добавка НД-8 – 8 мас.ч.; оксид титана – 10 мас.ч. (или оксид цинка – 5 мас.ч.); вулканизующий агент – 2,3-дихлорбензоил (ДХБ) – 1,3 мас.ч.) в любом из известных типов смесителей. Нижний предел количества введенного регенерата объясняется тем, что введение меньшего количества регенерата не рационально с экономической точки зрения; верхний предел ограничивается падением физико-механических и электрических свойств композиции (табл.2). Ввиду того, что в композицию вводят определенное количество регенерата с низкой вязкостью, исходная вязкость смеси понижается и цикл предварительного сдвигового деформирования можно сократить. Так, в исходную смесь с вязкостью 63,5 МПа·с вводят регенерат в количестве 5 мас.% с вязкостью 0,5 МПа·с. Вязкость композиции будет: где µи – вязкость исходной смеси, µp – вязкость регенерата, Для рассматриваемого случая М=63,5(1-0,05)+0,5·0,05=60,32+0,02=60,34. При содержании регенерата 20 мас.% вязкость композиции будет М=63,5(1-0,2)+0,5·0,2=50,8+0,1=50,9. Таким образом, время предварительного сдвигового деформирования, определяемого из зависимости µ· Далее из полученной смеси изготавливают изоляторы с защитной оболочкой аналогично тому, как описано в прототипе: обработанную подобным образом композицию дозируют и подают под давлением в разъемную нагретую литьевую форму с предварительно установленным в ней стержнем, где происходит вулканизация (отверждение), после чего изделие извлекают из формы и проводят вторую стадию его вулканизации в термошкафу. В настоящее время стоимость 1 кг исходной смеси для защитного покрытия изоляторов составляет от 350 до 400 руб./кг. Для наиболее распространенных подвесных изоляторов расход смеси составляет от 0,3 до 1,5 кг на одно изделие в зависимости от размеров, следовательно, для изоляторов средних размеров при введении 20% регенерата может быть получена экономия (с учетом расходов на измельчение отходов и получение регенерата) в среднем от 20 до 120 руб. на одно изделие. Таким образом, заявленный способ позволяет снизить себестоимость полимерных изоляторов.
В табл.2 использованы следующие обозначения:
Формула изобретения
Способ получения полимерных изоляторов методом литья, включающий предварительное сдвиговое деформирование изоляционного материала при определенной скорости сдвига и времени деформирования, выбираемых из соотношения µ·
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||