CN101698740A

CN101698740A - 用于浇注中压母线的合成树脂组合物

Info

Publication number: CN101698740A
Application number: CN200910213548A
Authority: CN
Inventors: 李飞; 蔡挺
Original assignee: Zhenjiang Siemens Bus Co Ltd
Current assignee: Zhenjiang Siemens Bus Co Ltd
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2029-11-06
Also published as: CN101698740B

Abstract

本发明公开了用于浇注中压母线的合成树脂组合物，由环氧树脂、固化剂和石英砂组成，所述环氧树脂重量含量45％-50％；固化剂重量含量12％-20％；所述石英砂粒度为2-150目，其中≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量含量为6％-11％、＞10目且≤50目的石英砂在组合物中的重量含量为10％-15％、＞50目且≤80目的石英砂在组合物中的重量含量为6％-11％、＞80目且≤150目的石英砂在组合物中的重量含量为6％-10％。上述组合物可浇注于铜导体外，作为绝缘层，具有良好的抗冲击性能，其内应力小，不易开裂和脱落。所制成的母线可用于3KV-17.5KV的中压配电系统中。

Description

用于浇注中压母线的合成树脂组合物

技术领域

本发明涉及一种绝缘材料，特别涉及用于浇注在中压母线外的一种合成树脂组合物。

背景技术

现有电力传输技术中，母线使用在配电柜、补偿柜等电气装置内，由于其间距小，靠空气绝缘是达不到绝缘要求的，因此，需要在其表面设置绝缘层，环氧树脂是目前公认的一种良好的绝缘材料，其分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为特征，其和相应的固化剂混合后，可以浇注在母线表面，环氧基团和固化剂发生交联反应而形成具有三向网状结构的高聚物，待其固化后，可以和母线形成良好的结合，能起到良好的绝缘作用。其存在以下不足，其一，由于环氧树脂本身的膨胀系数和作为母线的铜导体的膨胀系数是有差异的，在温度上升时，两者之间会产生较大的内应力，容易导致环氧树脂开裂、变形，影响电气设备的使用可靠性。其二，环氧树脂的脆性大，耐冲击损伤能力差，耐热性能相对较差，一般小于170℃。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于浇注中压母线的合成树脂组合物，使浇注后的中压母线的绝缘层不易开裂、耐冲击和耐高温。

为实现上述目标，本发明的提供的用于浇注中压母线的合成树脂组合物，其由环氧树脂、固化剂和石英砂组成，其中，环氧树脂在组合物中的重量百分比为45％-50％；固化剂在组合物中的重量百分比为12％-20％；所述石英砂粒度为2-150目，其中≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量百分比为6％-11％，＞10目且≤50目石英砂在组合物中的重量百分比为10-15％，＞50目且≤80目石英砂在组合物中的重量百分比为6％-10％，＞80目且≤150目石英砂在组合物中的重量百分比为6％-11％。

本发明的配方形成的组合物可现场调配后浇注在铜导体外，形成绝缘层，固化后的绝缘层为三向网状结构的高聚物，石英砂均匀分散于环氧树脂中，大径颗粒和小径颗粒之间经由环氧树脂填充，环氧树脂和石英砂颗粒之间粘合良好；石英砂的比例关系使得大多数石英砂颗粒能够相互接近，与单纯的环氧树脂相比，可更好地传递热能，以便在工作中帮助母线散热，同时使绝缘层的各部分的温度尽快达到一致，绝缘层自身内层和外层的温差小，内应力小，可保证绝缘层不会开裂；由于有多种不同规格的石英砂的掺入，使其膨胀系数受到影响，为0.0000176(1/K)，和铜导体的膨胀系数相等，可以经受剧烈的温差骤变，因此，其在受热时，可与铜导体同步热胀冷缩，两者之间也不会产生内应力，可保证绝缘层不会与铜导体剥离。同时，由于有石英砂的加入，提高了绝缘层的韧性，使其具有良好的耐冲击性能；浇注成型的绝缘层的介电强度达到28KV/mm，具有良好的绝缘性能；所浇注的母线可用于3KV-17.5KV的中压输变电系统中，其耐温性能好，可长时间耐受170-180℃的高温。

为加速固化，所述固化剂由聚酰胺固化剂和改性胺固化剂混合而成。其中，改性胺固化剂可用作其它胺固化剂的加速剂，起催化作用，可加速环氧树脂的固化。两者的含量可以如下：聚酰胺固化剂在组合物中的重量百分比为8％-12％，改性胺固化剂在组合物中的重量百分比为4％-8％。聚酰胺固化剂产品型号可为Aradur 100；改性胺固化剂产品型号可为Aradur3229。上述固化剂均可从公开销售渠道获得。

本发明的组合物中，环氧树脂型号可GY783，通过市售可得，环氧树脂GY783为双酚A型环氧树脂，为缩水甘油醚类环氧树脂的一种，其环氧值为5.10-5.40Eq/kg，环氧当量为185-196g/Eq，粘度25℃(mPa s)：800-1100。

作为本发明的优选方案，所述环氧树脂在组合物中的重量百分比为47.5％；聚酰胺固化剂在组合物中的重量百分比为9.75％；改性胺固化剂在组合物中的重量百分比为6.25％：≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量百分比为8.25％，＞10目且≤50目石英砂在组合物中的重量百分比为12.5％，＞50目且≤80目石英砂在组合物中的重量百分比为7.25％，＞80目且≤150目石英砂在组合物中的重量百分比为8.5％。依据该配方的组合物生产的母线可以获得最好的机械性能，其绝缘层韧性好，耐冲击，具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶性，同时，具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘特性。

具体实施方式

实施例1

为本发明优选的一组配方：环氧树脂GY783在组合物中的重量百分比为47.5％；聚酰胺固化剂Aradur 100在组合物中的重量百分比为9.75％；改性胺固化剂Aradur 3229在组合物中的重量百分比为6.25％：≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量百分比为8.25％，＞10目且≤50目石英砂在组合物中的重量百分比为12.5％，＞50目且≤80目石英砂在组合物中的重量百分比为7.25％，＞80目且≤150目石英砂在组合物中的重量百分比为8.5％。

在进行中压母线浇注时，需先进行料液的配置，在真空环境下将各组分混合，混合后在模具中将其浇注的铜导体外周，该铜导体为无氧铜，待固化成型后取出；上述配制料液过程也可以在空气条件下进行，需搅拌15分钟左右；固化时间5-6小时。

固化后的合成树脂是为具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。固化后的合成环氧树脂具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶性，在PH＝11的溶液中能够浸泡13小时不发生物理化学机理的变化。浇注后的母线能够有效抵抗各种化学品的侵蚀，可在盐雾区、酸雨区和化工厂内使用；固化后的合成树脂耐大多数霉菌，可以在苛刻的条件下使用；该合成树脂为不燃性材料，不含卤化物，亦不会对环境和人体造成危害。

实施例2

又一种用于浇注中压母线的合成树脂组合物，由环氧树脂、聚酰胺固化剂、石英砂和改性胺固化剂组成，所述环氧树脂为环氧树脂GY783，聚酰胺固化剂为Aradur 100，改性胺固化剂为Aradur 3229，其中环氧树脂在组合物中的重量百分比为50％；聚酰胺固化剂在组合物中的重量百分比为8％；改性胺固化剂在组合物中的重量百分比为4％：所述石英砂粒度为2-150目，其中≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量百分比为6％，＞10目且≤50目石英砂在组合物中的重量百分比为15％，＞50目且≤80目石英砂在组合物中的重量百分比为6％，＞80目且≤150目石英砂在组合物中的重量百分比为11％。

其使用方法与实施例1相同。

实施例3

第三种用于浇注中压母线的合成树脂组合物，由环氧树脂、固化剂、石英砂组成，所述环氧树脂为环氧树脂GY783，固化剂采用聚酰胺固化剂Aradur 100和改性胺固化剂Aradur 3229，其中环氧树脂在组合物中的重量百分比为45％；聚酰胺固化剂在组合物中的重量百分比为10％；改性胺固化剂在组合物中的重量百分比为8％：石英砂粒度为2-150目，其中≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量百分比为11％，＞10目且≤50目石英砂在组合物中的重量百分比为10％，＞50目且≤80目石英砂在组合物中的重量百分比为10％，＞80目且≤150目石英砂在组合物中的重量百分比为6％。

其使用方法与实施例1相同。

实施例4

第四种用于浇注中压母线的合成树脂组合物，由环氧树脂、固化剂、石英砂组成，所述环氧树脂为环氧树脂GY783，聚酰胺固化剂为Aradur100，改性胺固化剂为Aradur 3229，其中环氧树脂在组合物中的重量百分比为48％；聚酰胺固化剂在组合物中的重量百分比为12％；改性胺固化剂在组合物中的重量百分比为6％：石英砂粒度为2-150目，其中≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量百分比为8％，＞10目且≤50目石英砂在组合物中的重量百分比为11％，＞50目且≤80目石英砂在组合物中的重量百分比为7％，＞80目且≤150目石英砂在组合物中的重量百分比为8％。

其使用方法与实施例1相同。

实施例5

第五种用于浇注中压母线的合成树脂组合物，由环氧树脂、固化剂、石英砂组成，所述环氧树脂为缩水甘油酯类环氧树脂，固化剂为聚酰胺固化剂，其中环氧树脂在组合物中的重量百分比为46％；固化剂在组合物中的重量百分比为20％：石英砂粒度为2-150目，其中≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量百分比为8％，＞10目且≤50目石英砂在组合物中的重量百分比为11％，＞50目且≤80目石英砂在组合物中的重量百分比为7％，＞80目且≤150目石英砂在组合物中的重量百分比为8％。

实施例6

第六种用于浇注中压母线的合成树脂组合物，由环氧树脂、固化剂、石英砂组成，所述环氧树脂为缩水甘油酯类环氧树脂，固化剂为有机酸酐固化剂，其中环氧树脂在组合物中的重量百分比为50％；固化剂在组合物中的重量百分比为12％：所述石英砂粒度为2-150目，其中≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量百分比为6％，＞10目且≤50目石英砂在组合物中的重量百分比为15％，＞50目且≤80目石英砂在组合物中的重量百分比为6％，＞80目且≤150目石英砂在组合物中的重量百分比为11％。

以上述各实施例中的组合物及已有技术中的环氧树脂组合物取样固化后进行检测，可获得下表所列出的各种参数：

表一(物理性能)

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	已有技术
	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	已有技术	100℃时的介电强度(KV/mm)	30.4	29.6	29.9	30.3	29.2	29.3	26.4
导热系数(100℃)	5.23	4.97	4.88	4.79	4.78	4.79	3.53	100℃时的介电强度(KV/mm)	30.4	29.6	29.9	30.3	29.2	29.3	26.4
导热系数(100℃)	5.23	4.97	4.88	4.79	4.78	4.79	3.53	膨胀系数(1/K)	1.76×10^-5	1.77×10^-5	1.76×10^-5	1.75×10^-5	1.75×10^-5	1.75×10^-5	1.75×10^-5
抗压强度(Mpa)	365	342	324	337	327	325	332	膨胀系数(1/K)	1.76×10^-5	1.77×10^-5	1.76×10^-5	1.75×10^-5	1.75×10^-5	1.75×10^-5	1.75×10^-5
抗压强度(Mpa)	365	342	324	337	327	325	332	抗拉强度(Mpa)	312	305	298	286	278	279	251
抗折强度(Mpa)	28.3	28.1	27.9	27.7	27.4	27.6	25.2	抗拉强度(Mpa)	312	305	298	286	278	279	251
抗折强度(Mpa)	28.3	28.1	27.9	27.7	27.4	27.6	25.2	抗冲击强度(KJ/m²)	78.2	74.6	74.3	77	73.8	73.6	68.1

表二(制成母线后)

	母线1	母线2	母线3	母线4	母线5	母线6	已有技术
	母线1	母线2	母线3	母线4	母线5	母线6	已有技术	耐受电压(KV)	4.31	4.25	4.28	4.22	4.21	4.20	3.75
火焰条件下最大耐受时间(min)	33	30	28	28	28	28	26	耐受电压(KV)	4.31	4.25	4.28	4.22	4.21	4.20	3.75
火焰条件下最大耐受时间(min)	33	30	28	28	28	28	26	使用寿命(h)	220000	220000	220000	220000	220000	220000	160000

从上述表格中可以看出，本发明的实施例1的组合物具有更为突出的电气和物理性能，其余配比关系的组合物尽管比实施例1中的组合物略差，但明显好于现有技术中常规的环氧树脂组合物。

本发明并不局限于上述实施例，上述实施例中的环氧树脂、固化剂可由现有技术中常用的其它环氧树脂和固化剂所替代，例如环氧树脂可采用缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂中的其它型号所代替；固化剂可采用改性脂肪族胺类固化剂、芳香族二胺类固化剂、双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和有机酸酐类固化剂。

Claims

1.用于浇注中压母线的合成树脂组合物，其特征在于由环氧树脂、固化剂和石英砂组成，其中，环氧树脂在组合物中的重量百分比为45％-50％；固化剂在组合物中的重量百分比为12％-20％；所述石英砂粒度为2-150目，其中≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量百分比为6％-11％，＞10目且≤50目石英砂在组合物中的重量百分比为10-15％，＞50目且≤80目石英砂在组合物中的重量百分比为6％-10％，＞80目且≤150目石英砂在组合物中的重量百分比为6％-11％。

2.根据权利要求1所述的用于浇注中压母线的合成树脂组合物，其特征在于所述固化剂由聚酰胺固化剂和改性胺固化剂混合而成。

3.根据权利要求2所述的用于浇注中压母线的合成树脂组合物，其特征在于所述聚酰胺固化剂在组合物中的重量百分比为8％-12％，改性胺固化剂在组合物中的重量百分比为4％-8％。

4.根据权利要求3所述的用于浇注中压母线的合成树脂组合物，其特征在于所述聚酰胺固化剂产品型号为Aradur 100；改性胺固化剂产品型号为Aradur 3229。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的用于浇注中压母线的合成树脂组合物，其特征在于所述环氧树脂型号为GY783。

6.根据权利要求5所述的用于浇注中压母线的合成树脂组合物，其特征在于环氧树脂在组合物中的重量百分比为47.5％；聚酰胺固化剂在组合物中的重量百分比为9.75％；改性胺固化剂在组合物中的重量百分比为6.25％：≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量百分比为8.25％，＞10目且≤50目石英砂在组合物中的重量百分比为12.5％，＞50目且≤80目石英砂在组合物中的重量百分比为7.25％，＞80目且≤150目石英砂在组合物中的重量百分比为8.5％。