[发明专利]一种高绝缘性密实聚合物混凝土及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种高绝缘性密实聚合物混凝土及其制备方法与应用，包括如下组分及其质量份数：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、减水剂0.1份、消泡剂0.01份，经在真空下搅拌、成型、养护、干燥等过程加工而成，可应用于电气绝缘管道、支架、变压器底座。本发明采用聚合物作为电力绝缘材料，具有高绝缘性、密实性、强度和耐久性，而且制备工艺简单、成本低廉、施工方便、适用于大规模工业生产。

技术领域

本发明涉及混凝土制备技术领域，具体涉及一种高绝缘性密实聚合物混凝土及其制备方法与应用。

背景技术

随着人们对工作与生活品质日益增长的需求和现代科学技术的飞速发展，人们对能源和材料的开发和利用等方面性能提出了更高的要求。在2015年全球能源互联网会议上，为满足超大容量、资源节约、环境友好、安全可靠的远距离输电线路建设需求，提出了一种新型超大容量输电管线技术，这为全球能源互联网电力输送指明了方向，并为后来输电技术相关工作夯实了基础。作为超大容量高绝缘性输电管线的设计重点，绝缘材料的选取对保障输电线路安全稳定运行极为重要。目前，用于输电的绝缘材料主要有陶瓷、玻璃、环氧树脂和硅胶高分子等材料，但在输电工程中，陶瓷和玻璃难以制造输电管道和绝缘支架等大型制件，而单一的环氧树脂和硅胶等高分子材料容易老化，强度又较低，环境适应性差，并且在广阔的输电线路中对输电成本也有极高的要求，聚合物改性混凝土就兼顾了这两点要求。采用普通的无机矿物质水泥作为基材，采用合理的聚合物配比改性水泥混凝土，并通过适当的制备方法和成型工艺可得到高绝缘、高强度、高弹性模量耐老化、耐酸碱腐蚀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传统混凝土的多孔、弹性模量差耐老化能力差等缺点。

在传统的混凝土制备工艺中，混凝土都是在开放的环境中搅拌，导致搅拌时产生不少气泡长时间存在于混凝土中，混凝土水化成型后则在内部残留许多小孔缺陷，降低了混凝土的电气性能和机械强度。因此在混凝土制备和成型过程中可采用适当的抽真空技术减少混凝土内部孔隙的形成，从而提高混凝土的电气性能和机械性能。聚合物混凝土作为一种新型的工程材料，结合了无机混凝土和聚合物的性能，且性价比高，所需原料都简便易得，通过适当的制备过程后形成的混凝土成型可塑性强，易于制得各种大型的聚合物混凝土型材，如输电管道、大型绝缘支架等。这些优异的性能使聚合物混凝土在电力行业具有良好的发展前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种高绝缘性密实聚合物混凝土及其制备方法与应用，采用普通硅酸盐水泥、硅灰石、云母、二氧化硅等为填料，聚合物作为电力绝缘材料，具有高绝缘性、密实性、强度和耐久性，而且制备工艺简单、成本低廉、施工方便、适用于大规模工业生产，可应用于电气绝缘管道、支架、变压器底座等领域。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高绝缘性密实聚合物混凝土，包括如下组分及其质量份数：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、减水剂0.1份、消泡剂0.01份。

根据以上方案，所述水泥为普通硅酸盐水泥。

根据以上方案，所述二氧化硅的粉末粒径为微米级。

根据以上方案，所述乳液为苯丙乳液或环氧水性乳液，形成聚合物后颗粒粒径为微米级。

根据以上方案，所述减水剂为聚羧酸系减水剂。

根据以上方案，所述消泡剂为水性消泡剂。

根据以上方案，应用于电气绝缘管道、绝缘子、套管、开关柜、支架或变压器底座绝缘构件等。

一种高绝缘性密实聚合物混凝土的制备方法，包括如下步骤：