CN101633772B - 一种环氧树脂组合物浇注变压器的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及树脂技术领域，尤其涉及变压器用环氧树脂组合物及用该组合物浇注变压器的工艺，其包括有环氧树脂、固化剂、增韧剂和促进剂，环氧树脂为通式(I)的混合物，通式(I)的组成单元中，两末端的环氧基具有反应活性，双酚A骨架提供强韧性和耐热性，亚甲基链具有柔软性，醚键具有耐化学性，羟基具有反应性和粘接性，本发明采用卤化环氧树脂中的溴化环氧树脂作为阻燃剂，其既可作为反应型阻燃剂，也可作为阻燃型环氧树脂来使用，从而使浇注的线圈阻燃性更好，局部放电量也小。

Description

一种环氧树脂组合物浇注变压器的工艺

技术领域：

本发明涉及树脂技术领域，尤其涉及变压器用环氧树脂组合物及用该组合物浇注变压器的工艺。 

背景技术：

环氧树脂是一类具有良好粘性、耐腐蚀、电气绝缘、高强度等性能的热固性高分子合成材料，因而环氧树脂广泛用于干式变压器的浇注。环氧树脂泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不熔的、具有三向网状结构的高聚物。 

随着变压器深入负荷中心程度的提高，环氧树脂对其阻燃性提出了更高的要求，对于阻燃化的方法有混合非反应性阻燃剂的方法，与反应性阻燃剂共聚或使环氧树脂阻燃化的方法。现有的环氧树脂组合物都是单纯地把阻燃剂与环氧树脂共混热固化，共混热固化后经常会发生起霜现象，导致局部放电量的增大。 

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种可使浇 注的线圈阻燃性更好、局部放电量小的变压器用环氧树脂组合物，还提供使用这种环氧树脂组合物浇注变压器的工艺。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 

变压器用环氧树脂组合物，它包括有环氧树脂、固化剂、增韧剂和促进剂，所述环氧树脂为通式(I)的混合物： 

其中n为0～100的整数。 

所述的环氧树脂组合物的原料包括如下组分，含量(重量份)为： 

环氧树脂        100 

固化剂          100 

增韧剂          8～10

促进剂          0～0.05。 

所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，它是由双酚A与环氧氯丙烷反应而生成的双酚A二缩水甘油醚。 

所述固化剂为异构化甲基四氢苯酐或异构化甲基六氢苯酐。 

所述增韧剂为侧链型环氧树脂。 

本发明还公开了用上述环氧树脂组合物浇注变压器的工艺，它 包括以下步骤： 

A、将环氧树脂、固化剂、增韧剂和促进剂在65～75℃下预烘1.5～2.5小时，线圈在95～105℃下预烘8.5～9.5小时； 

B、将预烘好的模具检验后放入浇注罐中，启动浇注设备，然后把混料机提前预热55～65℃，浇注罐预热65～75℃； 

C、投料，按工艺配方(重量份)：将环氧树脂100份、固化剂100份、增韧剂8～10份、促进剂0～0.05份的原料投入混料罐进行混合； 

D、在连续真空状态下将混料缓缓浇注入模具内； 

E、待浇注完成后，再抽真空0.5～1.5小时后开始充气，然后又开始抽真空0.5～1.5小时达到真空度在150Pa以下，最后出炉； 

F、浇注好的线圈进行预固化； 

G、用增韧剂清理混料罐及管路阀门，将清洗料放入混料罐头中搅拌30～40分钟。 

步骤C中所述的原料投入混料罐进行混合具体为：边投边搅拌，完备后搅拌及抽小罐真空1～2小时，真空度为100～200Pa，混料投完后抽大罐真空，待模具温度达到63～73℃时，真空度在400Pa以下。 

所述步骤D在浇注时真空泵不停止工作，边浇边抽真空，直到完成浇注，浇注时罐内温度63～73℃，浇注速度为每个线圈10～40分钟，真空度150Pa以下。 

所述步骤F使用烘箱进行预固化，烘箱提前在75～85℃下预热20～40分钟。 

本发明有益效果在于： 

本发明包括有环氧树脂、固化剂、增韧剂和促进剂，环氧树脂为通式(I)的混合物，通式(I)的组成单元中，两末端的环氧基具有反应活性，双酚A骨架提供强韧性和耐热性，亚甲基链具有柔软性，醚键具有耐化学性，羟基具有反应性和粘接性，本发明采用卤化环氧树脂中的溴化环氧树脂作为阻燃剂，其既可作为反应型阻燃剂，也可作为阻燃型环氧树脂来使用，从而使浇注的线圈阻燃性更好，局部放电量也小； 

另外，环氧树脂组合物的原料包括组分：环氧树脂100份、固化剂100份、增韧剂8～10份、促进剂0～0.05份，通过合理的树脂配方，使树脂与线圈的导线有更接近的热膨胀系数，线圈浇注成形后，不易龟裂。 

具体实施方式：

变压器用环氧树脂组合物，包括有环氧树脂、固化剂、增韧剂和促进剂，环氧树脂为双酚A型环氧树脂，它是由双酚A与环氧氯丙烷反应而生成的双酚A二缩水甘油醚。 

固化剂为异构化甲基四氢苯酐或异构化甲基六氢苯酐，在环氧树脂混合料中，由于环氧树脂必须与固化剂交联固化形成不熔、不溶的体型网状结构才能显示出环氧树脂的优良的电气性能和机械性能，所以，在环氧树脂浇注过程中，固化剂是必不可少的重要组分，这种固化剂粘度低，挥发分低，浇注工艺性优良，固化后的固化体电气化性能和机械性能良好。 

在环氧树脂混合料的配方中加入一定量的增韧剂，以改善环氧树脂固化体的脆性，防止固化体出现开裂，满足产品的性能要求。但是添加的份量不宜过多，因为在混合料中，随着增韧剂的增多，环氧树脂固化体的热变形温度逐渐下降，电气性能也随之降低。所以，在环氧树脂混合料中，增韧剂的份量应加以控制。适用于干式变压器浇组浇注用的增韧剂必须是在高温条件下性能稳定的材料，而且本身的粘度也小，有利于浸润、扩散和吸附，本发明采用的增韧剂为侧链型环氧树脂。 

在环氧树脂混合料中，促进剂的主要作用是加速交联固化反应，调节凝胶时间，使之满足浇注工艺的要求。同时，它还具有降低混合料固化温度的作用，从而起到降低固化物的收缩量，避免浇注固化体产生龟裂。在高温固化的混合料配方中，促进剂的用量一般不应超过0.5％。 

环氧树脂为通式(I)的混合物： 

其中n为0～100的整数，在本实施例中n为2，环氧树脂的通式如下： 

通式(I)的组成单元中，两末端的环氧基具有反应活性，双酚A骨架提供强韧性和耐热性，亚甲基链具有柔软性，醚键具有耐化学性，羟基具有反应性和粘接性，本发明采用卤化环氧树脂中的溴化环氧树脂作为阻燃剂，其既可作为反应型阻燃剂，也可作为阻燃型环氧树脂来使用，从而使浇注的线圈阻燃性更好，局部放电量也小。 

实施例1，环氧树脂组合物的原料包括如下组分，含量(重量份)为： 

环氧树脂          100 

固化剂            100 

增韧剂            10 

促进剂            0.05。 

用本实施例环氧树脂组合物浇注变压器的工艺过程为： 

A、将环氧树脂、固化剂、增韧剂和促进剂在75℃下预烘2.5小时，线圈在105℃下预烘9.5小时； 

B、将预烘好的模具检验后放入浇注罐中，把下料阀门关好，启动浇注设备电源，开启空压机、水泵，再起动浇注罐加热系统，检 查设备有无导常现象备，然后把混料机提前预热65℃，浇注罐预热75℃； 

C、投料，按工艺配方(重量份)：将环氧树脂100份、固化剂100份、增韧剂10份、促进剂0.05份的原料投入混料罐进行混合，边投边搅拌，完备后搅拌及抽小罐真空2小时，真空度为200Pa，混料投完后抽大罐真空，待模具温度达到73℃时，真空度为400Pa； 

D、在连续真空状态下将混料缓缓浇注入模具内，在浇注时真空泵不停止工作，边浇边抽真空，直到完成浇注，浇注时罐内温度73℃，浇注速度为每个线圈40分钟，真空度150Pa； 

E、待浇注完成后，再抽真空1.5小时后开始充气，然后又开始抽真空1.5小时达到真空度在150Pa，最后出炉； 

F、浇注好的线圈进入烘箱进行预固化，烘箱需提前在85℃下预热40分钟； 

G、用增韧剂清理混料罐及管路阀门，将清洗料放入混料罐头中搅拌40分钟，清洗阀门时要重复开关1次。 

本发明通过合理的树脂配方，使树脂与线圈的导线有更接近的热膨胀系数，线圈浇注成形后，不易龟裂。线圈用凝胶固化时间，升到高温时间较长，而现有的浇注工艺为缩短时间，固化温度较高，从而线圈易开裂。 

综上所述，通过本发明的浇注工艺制出的线圈，在电气性能、散热性能、外观都有较大改善。电气性能方面，本发明的线圈局放电小于5PC(行规小于10PC)，耐雷电冲击性能好；散热性能方面， 产品在短路故障时，热稳定性能很好，过载能力和耐冲击负荷能力强，外观光滑可在100％湿度下运动。 

实施例2，环氧树脂组合物的原料包括如下组分，含量(重量份)为： 

环氧树脂          100 

固化剂            100 

增韧剂            8 

促进剂            0.001。 

用本实施例环氧树脂组合物浇注变压器的工艺过程为： 

A、将环氧树脂、固化剂、增韧剂和促进剂在65℃下预烘1.5小时，线圈在95℃下预烘8.5小时； 

B、将预烘好的模具检验后放入浇注罐中，把下料阀门关好，启动浇注设备电源，开启空压机、水泵，再起动浇注罐加热系统，检查设备有无导常现象备，然后把混料机提前预热55℃，浇注罐预热65℃； 

C、投料，按工艺配方(重量份)：将环氧树脂100份、固化剂100份、增韧剂8份、促进剂0.001份的原料投入混料罐进行混合，边投边搅拌，完备后搅拌及抽小罐真空1小时，真空度为100Pa，混料投完后抽大罐真空，待模具温度达到63℃时，真空度在100Pa； 

D、在连续真空状态下将混料缓缓浇注入模具内，在浇注时真空泵不停止工作，边浇边抽真空，直到完成浇注，浇注时罐内温度63℃，浇注速度为每个线圈10分钟，真空度150Pa； 

E、待浇注完成后，再抽真空0.5小时后开始充气，然后又开始抽真空0.5小时达到真空度在150Pa，最后出炉； 

F、浇注好的线圈进入烘箱进行预固化，烘箱需提前在75℃下预热20分钟； 

G、用增韧剂清理混料罐及管路阀门，将清洗料放入混料罐头中搅拌30分钟，清洗阀门时要重复开关1次。 

实施例3，环氧树脂组合物的原料包括如下组分，含量(重量份)为： 

环氧树脂      100 

固化剂        100 

增韧剂        9 

促进剂        0.025。 

用本实施例环氧树脂组合物浇注变压器的工艺过程为： 

A、将环氧树脂、固化剂、增韧剂和促进剂在70℃下预烘1小时，线圈在100℃下预烘9小时； 

B、将预烘好的模具检验后放入浇注罐中，把下料阀门关好，启动浇注设备电源，开启空压机、水泵，再起动浇注罐加热系统，检查设备有无导常现象备，然后把混料机提前预热60℃，浇注罐预热70℃； 

C、投料，按工艺配方(重量份)：将环氧树脂100份、固化剂100份、增韧剂9份、促进剂0.025份的原料投入混料罐进行混合，边投边搅拌，完备后搅拌及抽小罐真空1.5小时，真空度为150Pa，混料 投完后抽大罐真空，待模具温度达到68℃时，真空度在300Pa； 

D、在连续真空状态下将混料缓缓浇注入模具内，在浇注时真空泵不停止工作，边浇边抽真空，直到完成浇注，浇注时罐内温度68℃，浇注速度为每个线圈30分钟，真空度100Pa； 

E、待浇注完成后，再抽真空1小时后开始充气，然后又开始抽真空1小时达到真空度在100Pa，最后出炉； 

F、浇注好的线圈进入烘箱进行预固化，烘箱需提前在80℃下预热30分钟； 

G、用增韧剂清理混料罐及管路阀门，将清洗料放入混料罐头中搅拌35分钟，清洗阀门时要重复开关1次。 

当然，以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。 

Claims (4)

1.一种环氧树脂组合物浇注变压器的工艺，其特征在于，它包括以下步骤：

A、将环氧树脂、固化剂、增韧剂和促进剂在65～75℃下预烘1.5～2.5小时，线圈在95～105℃下预烘8.5～9.5小时；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，它是由双酚A与环氧氯丙烷反应而生成的双酚A二缩水甘油醚；其化学结构式为：

其中n为0；

B、将预烘好的模具检验后放入浇注罐中，启动浇注设备，然后把混料机提前预热55～65℃，浇注罐预热65～75℃；

C、投料，按重量份配方：将环氧树脂100份、固化剂100份、增韧剂8～10份、促进剂0～0.05份的原料投入混料罐进行混合；

D、在连续真空状态下将混料缓缓浇注入模具内；

E、待浇注完成后，再抽真空0.5～1.5小时后开始充气，然后又开始抽真空0.5～1.5小时达到真空度在150Pa以下，最后出炉；

F、浇注好的线圈进行预固化；

G、用增韧剂清理混料罐及管路阀门，将清洗料放入混料罐头中搅拌30～40分钟。

2.根据权利要求1所述的一种环氧树脂组合物浇注变压器的工艺，其特征在于：步骤C中所述的原料投入混料罐进行混合具体为：边投边搅拌，完备后搅拌及抽小罐真空1～2小时，真空度为100～200Pa；混料投完后抽大罐真空，待模具温度达到63～73℃时，真空度在400Pa以下。

3.根据权利要求1所述的一种环氧树脂组合物浇注变压器的工艺，其特征在于：所述步骤D在浇注时真空泵不停止工作，边浇边抽真空，直到完成浇注，浇注时罐内温度63～73℃，浇注速度为每个线圈10～40分钟，真空度150Pa以下。

4.根据权利要求1所述的一种环氧树脂组合物浇注变压器的工艺，其特征在于：所述步骤F使用烘箱进行预固化，烘箱提前在75～85℃下预热20～40分钟。