[发明专利]轻质泡沫夹芯复合材料绝缘棒及其制备方法

权利要求书

1.一种轻质泡沫夹芯复合材料绝缘棒，包括外部的绝缘筒（2）和绝缘筒（2）内填充的夹芯棒（1），其特征在于：所述绝缘筒（2）为环氧树脂基复合材料制成，所述夹芯棒（1）为轻质泡沫材料制成，所述绝缘筒（2）内壁与所述夹芯棒（1）外壁之间紧密贴合，且构成绝缘筒（2）基体的环氧树脂材料充填到所述夹芯棒（1）外壁的孔隙中。

2.根据权利要求1所述的轻质泡沫夹芯复合材料绝缘棒，其特征在于，所述绝缘筒（2）的内壁上设有加强筋（4），所述夹芯棒（1）外壁上设有与所述加强筋（4）紧密配合的加强筋沟槽（3）。

3.根据权利要求1或2所述的轻质泡沫夹芯复合材料绝缘棒，其特征在于，所述绝缘筒（2）的增强材料为无碱玻璃纤维、无碱玻璃纤维布、无碱玻璃纤维毡、聚酯布或聚酯毡。

4.根据权利要求1或2所述的轻质泡沫夹芯复合材料绝缘棒，其特征在于，所述轻质泡沫材料为密度为200 kg/m³～300 kg/m³的聚氨酯泡沫材料。

5.一种如权利要求2～4中任一项所述的轻质泡沫夹芯复合材料绝缘棒的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备轻质泡沫夹芯棒：制备一轻质泡沫夹芯棒，并在其外壁上开设加强筋沟槽（3）； 

（2）增强材料卷绕：在所述轻质泡沫夹芯棒外侧铺绕数圈所述绝缘筒（2）的增强材料，然后用预制的加强筋条填充到所述加强筋沟槽（3）中，再继续卷绕增强材料直至达到绝缘棒要求的外径，对所述增强材料进行真空干燥处理；

（3）真空浸渍：用环氧树脂胶液将上述步骤（2）后得到的卷筒进行真空浸胶处理，真空浸胶处理时的真空压力在100Pa以下，浸胶时间在90min～150min；

（4）固化脱模：对上述步骤（3）后得到的浸胶卷筒进行加热固化，固化温度为80℃～160℃，固化时间为8h～16h，固化完成后降温、脱模，得到轻质泡沫夹芯复合材料绝缘棒。

6.一种如权利要求2～4中任一项所述的轻质泡沫夹芯复合材料绝缘棒的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备轻质泡沫夹芯棒：制备一轻质泡沫夹芯棒，并在其外壁上开设加强筋沟槽（3）；

（2）预浸料制备：将所述绝缘筒（2）的增强材料浸渍环氧树脂胶液后烘焙，使树脂处于半固化状态，收卷得到预浸料； 

（3）预浸料卷绕：在所述轻质泡沫夹芯棒上铺绕数圈经预热的预浸料，再用预制的加强筋条填充到加强筋沟槽（3）中，缠绕固定后继续卷绕预浸料直至达到所述绝缘棒要求的外径；

（4）固化：将上述步骤（3）后得到的卷筒在转动状态下进行加热固化，固化温度为80℃～160℃，固化时间为8h～16h，固化完成后降温，得到轻质泡沫夹芯复合材料绝缘棒。

7.一种如权利要求2～4中任一项所述的轻质泡沫夹芯复合材料绝缘棒的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备轻质泡沫夹芯棒：制备一嵌有金属芯轴的轻质泡沫夹芯筒，并在其外壁上开设加强筋沟槽（3）；

（2）增强材料缠绕：在装有金属芯轴（5）的轻质泡沫夹芯筒上铺绕数圈所述绝缘筒（2）的增强材料，用配制好的环氧树脂胶液淋湿浸透所述增强材料，再用预制的加强筋条填充到所述加强筋沟槽（3）中，继续缠绕浸渍了环氧树脂胶液的增强材料直至达到所述绝缘棒要求的外径； 

（3）固化：将上述步骤（2）后得到的卷筒在转动状态下进行加热固化，固化温度为80℃～160℃，固化时间为8h～16h，固化完成后降温；

（4）芯部填充：将上述轻质泡沫夹芯筒中的金属芯轴抽出，在空心处灌注填满轻质泡沫材料，得到轻质泡沫夹芯复合材料绝缘棒。

8.根据权利要求5～7中任一项所述的轻质泡沫夹芯复合材料绝缘棒的制备方法，其特征在于，所述加热固化的具体操作为：加热到80℃温度条件下保温1.5h～2h，升温到100℃保温1h～2h，再升温到130℃保温1h～2h，再升温到145℃保温1.5h～4.5h，再升温到160℃保温4h～6h，完成加热固化。