本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種散熱性佳的電力金具用阻燃尼龍復(fù)合材料及其制作方法。
背景技術(shù)：
電力金具是連接和組合電力系統(tǒng)中的各類裝置，起到傳遞機械負(fù)荷、電氣負(fù)荷及某種防護作用的金屬附件，作為輸電線路上不可或缺的部件，其電能損耗一直是電力部門關(guān)注的問題。除了從電力金具鑄造工藝上改進(jìn)外，對其材料的選擇尤為重要，目前制備材料主要以無磁性鋁合金為主，雖然與以前使用的鐵磁性材料相比，對電網(wǎng)節(jié)能減排起到一定作用，但是作為金屬導(dǎo)體，渦流損耗依然存在，電能損失仍然無法避免，而且鋁合金制品必須經(jīng)過選礦、開采、電解、熔煉等高能耗、高污染工序獲得，屬于國家限制發(fā)展行業(yè)，不能滿足輸電線路的經(jīng)濟需求。用絕緣材料代替金屬材料，就可減少渦流損耗，達(dá)到更好的節(jié)能效果。隨著新興材料科學(xué)的迅猛發(fā)展，具有絕緣性的復(fù)合材料越來越多地被應(yīng)用到電力行業(yè)中，將其作為電力金具的制作材質(zhì)，將達(dá)到減少甚至消除渦流損耗的目的。
眾所周知纖維增強復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強、耐蝕、絕緣、環(huán)保等性能，在電力行業(yè)輸配電網(wǎng)絡(luò)中已有廣泛應(yīng)用，因而為了解決輸配電線路中鋼和鋁合金金具高能耗的問題，降低線路損耗，文獻(xiàn)《改性復(fù)合材料間隔棒和懸垂線夾的研制及應(yīng)用》對數(shù)十種工程塑料進(jìn)行了遴選和研究，確定以PA66尼龍作為復(fù)合材料的基材。在基材中加入玻璃纖維、增韌劑、耐臭氧和耐腐蝕等改性材料，并通過反復(fù)試驗測試和配方優(yōu)化，成功研制出一種改性復(fù)合材料，并進(jìn)行了基于改性復(fù)合材料的間隔棒和懸垂線夾設(shè)計、試制與試驗研究，結(jié)果表明其性能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，基于復(fù)合材料的懸垂線夾已應(yīng)用于35 kV 和220 kV 架空輸電線路中，運行狀況良好。
然而由于尼龍材料屬于易燃材料，電力金具長期用于戶外，尤其是在炎熱的夏季和干燥的冬季容易引起火災(zāi)，而文獻(xiàn)中對材料阻燃、抗寒、耐老化等性能的改進(jìn)未加闡述，因而開發(fā)出一種多功能高效節(jié)能的具有阻燃性能的電力金具用改性復(fù)合尼龍材料具有良好的應(yīng)用前景。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種散熱性佳的電力金具用阻燃尼龍復(fù)合材料及其制作方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種散熱性佳的電力金具用阻燃尼龍復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：尼龍66 79-80、松香樹脂18-20、碳纖維22-23、三聚氰胺氰尿酸鹽8.1-8.4、納米二氧化硅1.2-1.5、硅微粉23-25、鋅粉1-2、十二烷基苯磺酸鈉2.4-2.7、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯6-8、乙烯基三乙氧基硅烷7-9、蕉麻纖維10-12、大豆蛋白粉3-5。
所述的一種散熱性佳的電力金具用阻燃尼龍復(fù)合材料的制作方法，包括以下步驟：
（1）將大豆蛋白粉加入10-12倍質(zhì)量的水中攪拌混勻加熱煮沸，保持溫度加入納米二氧化硅、十二烷基苯磺酸鈉繼續(xù)攪拌10-20分鐘，冷卻至45-55℃，加入三聚氰胺氰尿酸鹽超聲分散20-30分鐘，噴霧干燥得改性三聚氰胺氰尿酸鹽；
（2）將硅微粉于805-905℃煅燒處理30-40分鐘，冷卻至120-130℃加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯研磨20-30分鐘，冷卻至75-80℃加入乙烯基三乙氧基硅烷超聲分散10-15分鐘，常溫烘干得改性硅微粉；
（3）將碳纖維置于質(zhì)量濃度為25％-40％的硝酸溶液中，室溫條件下浸泡10-20分鐘，再用質(zhì)量濃度5％-20％的氫氧化鈉溶液中和殘留的酸液，最后用水沖洗至中性烘干得粗化處理碳纖維；
（4）將尼龍66、松香樹脂、步驟（1）、（2）物料及其他剩余成分在混合機中混合均勻，經(jīng)上游喂料口，送入雙螺桿擠出機，同時將步驟（3）中粗化處理碳纖維經(jīng)下游喂料口，送入雙螺桿擠出機熔融擠出、造粒，出料。
本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明以三聚氰胺氰尿酸鹽為阻燃劑，添加納米二氧化硅進(jìn)行改性后可使其晶體被均勻地分散于尼龍基體中，在燃燒時通過自身吸熱分解，產(chǎn)生不可燃?xì)怏w，實現(xiàn)氣相阻隔，從而起到阻燃作用，并在復(fù)合材料自熄面上留下納米級氣孔；本發(fā)明將硅微粉進(jìn)行硅烷改性后作為導(dǎo)熱填料添加到原料中，和尼龍基體的浸潤性佳分散均勻，提高了材料的散熱性和耐熱性能；添加碳纖維作為增強材料再配伍其他有效成分相互復(fù)合制得的電力金具散熱性好，具有質(zhì)輕、耐高溫、沖擊強度高、成本低、無環(huán)境污染等優(yōu)點。
具體實施方式
一種散熱性佳的電力金具用阻燃尼龍復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：尼龍66 79、松香樹脂18、碳纖維22、三聚氰胺氰尿酸鹽8.1、納米二氧化硅1.2、硅微粉23、鋅粉1、十二烷基苯磺酸鈉2.4、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯6、乙烯基三乙氧基硅烷7、蕉麻纖維10、大豆蛋白粉3。
所述的一種散熱性佳的電力金具用阻燃尼龍復(fù)合材料的制作方法，包括以下步驟：
（1）將大豆蛋白粉加入10-12倍質(zhì)量的水中攪拌混勻加熱煮沸，保持溫度加入納米二氧化硅、十二烷基苯磺酸鈉繼續(xù)攪拌10-20分鐘，冷卻至45-55℃，加入三聚氰胺氰尿酸鹽超聲分散20-30分鐘，噴霧干燥得改性三聚氰胺氰尿酸鹽；
（2）將硅微粉于805-905℃煅燒處理30-40分鐘，冷卻至120-130℃加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯研磨20-30分鐘，冷卻至75-80℃加入乙烯基三乙氧基硅烷超聲分散10-15分鐘，常溫烘干得改性硅微粉；
（3）將碳纖維置于質(zhì)量濃度為25％-40％的硝酸溶液中，室溫條件下浸泡10-20分鐘，再用質(zhì)量濃度5％-20％的氫氧化鈉溶液中和殘留的酸液，最后用水沖洗至中性烘干得粗化處理碳纖維；
（4）將尼龍66、松香樹脂、步驟（1）、（2）物料及其他剩余成分在混合機中混合均勻，經(jīng)上游喂料口，送入雙螺桿擠出機，同時將步驟（3）中粗化處理碳纖維經(jīng)下游喂料口，送入雙螺桿擠出機熔融擠出、造粒，出料。
利用本發(fā)明制得的電力金具用阻燃尼龍復(fù)合材料抗拉強度為217MPa，延伸率為5.17%。