玻璃纤维增强PA66复合材料作为高压开关设备绝缘件材料的可行性分析

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.09.012

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (9): 75-80.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.09.012

玻璃纤维增强PA66复合材料作为高压开关设备绝缘件材料的可行性分析

司晓闯(), 袁端鹏, 李凯, 郝留成, 陈蕊, 张娜娜

平高集团有限公司，河南平顶山，467001

收稿日期:2021-04-30 出版日期:2021-09-26 发布日期:2021-09-23
作者简介:司晓闯（1984—），男，工程师，从事高压开关绝缘材料及绝缘件等研究工作，sixiaochuang@163.com

Feasibility Analysis of Glass⁃fiber⁃reinforced PA66 Composites Used as Insulation Material for High Voltage Switchgear

SI Xiaochuang(), YUAN Duanpeng, LI Kai, HAO Liucheng, CHEN Rui, ZHANG Nana

Pinggao Group Co，Ltd，Pingdingshan 467001，China

Received:2021-04-30 Online:2021-09-26 Published:2021-09-23

摘要/Abstract

摘要：

选取不同短切玻璃纤维（SGF）含量的聚酰胺66（PA66）/SGF复合材料，研究对比PA66/SGF复合材料与热固性环氧树脂基绝缘材料的物理性能、力学性能和绝缘性能。结果表明，随着SGF含量的增加，PA66/SGF复合材料的密度增大，但均低于热固性环氧树脂基绝缘材料标准；弯曲强度、拉伸强度和冲击强度增大，当SGF含量达到20 %以上时，复合材料的综合力学性能达到热固性环氧树脂基绝缘材料标准；击穿强度和耐电弧时间增加，优于热固性环氧树脂基绝缘材料标准。因此，PA66/SGF复合材料作为高压开关设备绝缘件材料是可行的，但实际应用还需进一步的工程应用研究。

关键词: 短切玻璃纤维增强聚酰胺66复合材料, 热固性环氧树脂基绝缘材料, 力学性能, 绝缘性能, 高压开关

Abstract:

PA66/short glass fiber （SGF） composites with different content of SGF were prepared and their physical properties， mechanical properties and insulation properties were investigated and compared with those of the thermosetting epoxy?based insulating materials. The results indicated that the density of PA66/SGF composites increased with an increase in the SGF content， but it is still lower than the standard of thermosetting epoxy?based insulator material. The composites presented an increase in bending strength， tensile strength and impact strength of when the content of SGF is more than 20 %. The comprehensive mechanical performance of the composite can reach the standard of thermosetting epoxy?based insulator material. Moreover， the dielectric strength and arc resistance time of the composites were improved to be better than the standard of thermosetting epoxy?based insulator material. In conclusion， it is feasible to employ the PA66/GF composites as an insulation material for use in HV switchgear. However， an engineering application research is still necessary for the practical application of the PA66/GF composites.

Key words: short?glass?fiber?reinforced nylon 66 composite, thermosetting epoxy resin based insulator material, mechanical property, insulation property, high voltage switchgear

中图分类号:

TQ 323.6

司晓闯, 袁端鹏, 李凯, 郝留成, 陈蕊, 张娜娜. 玻璃纤维增强PA66复合材料作为高压开关设备绝缘件材料的可行性分析[J]. 中国塑料, 2021, 35(9): 75-80.

SI Xiaochuang, YUAN Duanpeng, LI Kai, HAO Liucheng, CHEN Rui, ZHANG Nana. Feasibility Analysis of Glass⁃fiber⁃reinforced PA66 Composites Used as Insulation Material for High Voltage Switchgear[J]. China Plastics, 2021, 35(9): 75-80.

图/表 9

样品编号	PA66含量	SGF含量	主抗氧剂含量	润滑剂含量	其他助剂含量
1^#	100	0	0	0	0
2^#	86.5	10	0.3	0.8	2.4
3^#	76.5	20	0.3	0.8	2.4
4^#	66.5	30	0.3	0.8	2.4
5^#	56.5	40	0.3	0.8	2.4
6^#	46.5	50	0.3	0.8	2.4

表1 SGF/PA66复合材料的样品配方表 (%)

Tab.1 Formulation of SGF/PA66 composites

图1 不同SGF含量的PA66/SGF复合材料的密度

Fig.1 Density of PA66 / SGF composites with different SGF contents

图2 不同SGF含量的PA66/SGF复合材料的降温结晶DSC曲线

Fig.2 DSC curves of PA66 / SGF composites with different SGF contents

图3 不同SGF含量的PA66/SGF复合材料的力学性能

Fig.3 Mechanical properties of PA66/SGF composites with different SGF contents

图4 不同SGF含量的PA66/SGF复合材料的击穿强度

Fig.4 Dielectric strength of PA66 / SGF composites with different SGF contents

图5 SGF含量为50 %的PA66/SGF复合材料冲击断面的SEM照片

Fig.5 SEM of impact section of PA66/SGF composites with 50% SGF contents

图6 不同SGF含量的PA66/SGF复合材料的介电常数

Fig.6 Dielectric constant of PA66/SGF composites with different SGF content

图7 不同SGF含量的PA66/SGF复合材料的耐电弧性

Fig.7 Arc resistance of PA66/SGF composites with different SGF contents

图8 不同SGF含量的PA66/SGF复合材料断面的SEM照片

Fig.8 SEM of cross section of PA66/SGF composites with different SGF content

参考文献 16

1	杨莹．热塑性复合材料⁃可循环利用和快速加工［J］．玻璃钢， 2012（2）： 39⁃45．
	YANG Y. Thermoplastic Composites⁃recyclable and Fast Machining［J］. Fiber Reinforced Plastics， 2012（2）： 39⁃45．
2	刘寿华．塑料在电子电气中的应用［J］．国外塑料，1996（4）：42⁃45.
	LIU S H. Application of Plastics in Electronics and Electricity［J］. World Plastics，1996（4）：42⁃45.
3	陈武荣，钟立松，王明军，等．国内外增强型热塑性材料发展概况［J］．绝缘材料，2013，46（6）： 29⁃32．
	CHEN W R，ZHONG L S，WANG M J，et al.Development Situation of Reinforced Thermoplastic Material［J］.Insulating Materials，2013，46（6）： 29⁃32．
4	马从．连续纤维增强热塑性复合材料结构与性能的研究［D］．天津：天津工业大学，2015．
5	FUGEL T，GENTSCH D，KLASKA A，et al．Breaking Ahead of Expectations［J］.ABB Review，2010（1）：57⁃62．
6	陈晓东，杨涛，吴小龙，等．用于低压电器壳体环保型无卤阻燃增强聚酰胺材料的研究［J］．电气制造，2007（1）：70⁃71．
	CHEN X D，YANG T，WU X L，et al．Study on Halogen Free Flame Retarding Reinforced PA66 Used in Low Voltage Electrical Apparatus［J］.Electrical Manufacturing，2007（1）：70⁃71．
7	沈建平．热塑性工程塑料绝缘材料在12 kV手车式开关柜中的应用［J］．高压电器，2018， 54（4）：227⁃232．
	SEHN J P.Application of Thermoplastic Engineering Plastics Material in 12 kV Withdrawable Switchgear［J］.High Voltage Apparatus，2018，54（4）：227⁃232．
8	钱伯章．长纤维增强热塑性塑料的进展［J］．国外塑料，2007，25（3）：42⁃44．
	QIAN B Z. Development of Long Fiber Reinforced Thermoplastics［J］. World Plastics，2007，25（3）：42⁃44．
9	吴德顺．长玻纤增强聚丙烯热塑性复合材料的制备、性能及应用［D］．长沙：湖南大学，2016．
10	张伟，别群梅，袁锦瑶．高CTI值、无卤阻燃玻纤增强尼龙66的研究及应用［J］．工程塑料应用，2006，34（8）：50⁃53．
	ZHANG W，BIE Q M，YUAN J Y．Study on High CTI Value，Halogen Free Flame⁃Retardant Glass Fibre Reinforced Nylon 66［J］.Engineering Plastics Appliction，2006，34（8）：50⁃53．
11	石建江，陈宪宏，肖鹏．阻燃玻纤增强尼龙66的研制及其应用［J］．工程塑料应用，2006，34（1）：35⁃37．
	SHI J J，CHEN X H，XIAO P．Development and Application of Flame⁃Retardant Glass Fiber Reinforced PA66［J］．Engineering Plastics Appliction，2006，34（1）：35⁃37．
12	陈武荣，钟立松，刘有龙，等．无卤阻燃增强尼龙塑料的研究［J］．绝缘材料，2007，40（3）：1⁃3．
	CHEN W R，ZHONG L S，LIU Y L，et al．Study on Halogen⁃free Flame⁃retarded Nylon Molding Compound with High Strength［J］．Insulating Materials，2007，40（3）：1⁃3．
13	彭蛟．中压固体绝缘技术的发展［J］．电气时代，2012（5）：76⁃77．
	PENG J.Development of Medium Voltage Solid Insulation Technology［J］．Electric Age，2012（5）：76⁃77．
14	西安高压电气研究院有限公司等，高压交流气体绝缘金属封闭开关设备用盆式绝缘子：NB/T 4215⁃2016［S］．北京：中国电力出版社，2017．
15	刘希从，刘春为，孙刚．SiC/Al复合材料的电阻率［J］．宇航学报，1990（2）：82⁃87．
	LIU X C，LIU C W，SUN G．Electrical Resistivity of SiC/Al Composite［J］.Journal of Astronautics，1990（2）：82⁃87．
16	周祝林，蒋汉生．"地面雷达天线罩用玻璃纤维增强塑料蜂窝夹层结构件规范"的试验论证及分析［J］．纤维复合材料，1996（2）：42⁃49．
	ZHOU Z L，JIANG H S．The Test Results and Analysis of “Specification of Sandwich Construction Parts Having Glassfiber Reinforced Plastic Facings and Honeycomb Core for Ground Radomes”［J］.Fiber Composites，1996（2）：42⁃49．

[1]	于昌永, 辛忠. 基于六氢邻苯二甲酸盐的α/β复合成核剂对聚丙烯性能的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 121-128.
[2]	谭立钦, 刘伟区, 梁利岩, 王硕, 冯志强, 林家明. 含巯基聚硅氧烷改性环氧树脂的制备及性能[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 21-29.
[3]	徐杰, 钟进福, 童晓茜, 李广富, 付栋梁, 李城城. 端羧基修饰单宁酸/没食子酸环氧树脂复合材料的制备与性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 44-50.
[4]	李凯泽, 辛勇. 改性碳纳米管增强热塑性聚氨酯复合材料的性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 1-5.
[5]	王帅, 张玉迪, 杨富凯, 徐新宇. 聚酰亚胺/多壁碳纳米管泡沫材料的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 39-45.
[6]	王金业, 唐博虎, 杨立宁, 谢猛, 郭泽朝, 杨光. PA12试件多射流熔融成型工艺研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 81-86.
[7]	孙文博, 信春玲, 何亚东, 翟玉娇, 闫宝瑞. 玻璃纤维增强PBT微发泡工艺对其制品泡孔结构的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(5): 1-7.
[8]	王轲, 龙春光. PE⁃UHMW/海泡石纤维复合材料的力学性能与摩擦学性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(5): 19-23.
[9]	陈胜, 梁颖超, 吴方娟, 方辉, 范新凤, 陈晖, 王永刚. 聚酰胺6/双向经编玻璃纤维复合材料的制备及其界面改性研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(5): 24-28.
[10]	何和智, 徐力, 杨以科. 预应力对PC/CF层合板力学性能的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(4): 1-5.
[11]	李素圆, 刘会鹏, 龚舜, 黄国桃, 李玉才, 吴鑫, 邓建平, 潘凯. 热塑性聚酰胺弹性体改性EVA复合发泡材料的制备及性能表征[J]. 中国塑料, 2022, 36(4): 6-14.
[12]	张九夫, 罗开强, 徐军, 郭宝华. 长玻璃纤维增强PA66复合材料的综合性能及其影响因素研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(3): 1-8.
[13]	王富玉, 郭金强, 张玉霞. 聚合物原位成纤方法及其在PP共混体系中的应用[J]. 中国塑料, 2022, 36(3): 146-156.
[14]	李泽洋, 岑兰, 陈胜, 陈伟杰, 杜兵华, 张二帅. 羧基丁腈橡胶/PA12热塑性弹性体的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(3): 15-20.
[15]	刘浪, 栾道成, 胡志华, 文科林, 周新宇, 米书恒, 王正云. 玄武岩纤维和钢纤维含量对树脂基摩擦材料性能的影响研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(3): 33-39.

玻璃纤维增强PA66复合材料作为高压开关设备绝缘件材料的可行性分析

Feasibility Analysis of Glass⁃fiber⁃reinforced PA66 Composites Used as Insulation Material for High Voltage Switchgear

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