CN102982859A - Pfcp绝缘复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PFCP绝缘复合材料，该材料为在绝缘纸上涂覆酚醛胶粘剂制成，其中，所述酚醛胶粘剂由以下质量百分比的组分组成：腰果酚改性酚醛树脂94～99%；芳纶纤维浆粕1～6%；其中PFCP绝缘复合材料胶含量为36%～46%。该绝缘复合材料具有优良的综合性能，特别是耐油性（90℃油中,96h）和吸油率超出汉罗特的PFCP21（因汉罗特无该指标），达到国内外领先水平，是理想的新一代大功率变压器端绝缘的复合绝缘材料，完全可以替代汉罗特的PFCP21，能满足大功率变压器的小型化。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料，更具体地说，涉及一种PFCP绝缘复合材料。
背景技术
大功率牵引变压器是高速列车的关键设备之一，也是高速列车技术研究的重点，其性能的优劣直接影响高速列车运行性能的好坏。研究表明，变压器中绝缘结构的过早失效是导致变压器损坏的根本原因。动车组用大功率牵引变压器是油浸式变压器，其固体绝缘材料主要是绝缘纸或绝缘纸板，而绝缘纸的主要成份是纤维素，PFCP绝缘纸板的主要成分是绝缘纸和胶黏剂。在牵引机车电力系统中，高温、火灾是影响其安全运行的常见事故。在变压器运行中，受温度、水分、氧和油中的酸性化合物的共同作用，纤维素发生降解。试验表明，绝缘纸的热稳定差，在温度100℃以上，其中的纤维素会分解出水、一氧化碳和二氧化碳。在变压器长期运行中，纤维素发生降解，导致绝缘纸和绝缘板逐渐老化，丧失部分机械性能和电气性能。纤维素耐热老化性差，这是绝缘纸最大的缺点。油式变压器绝缘，使用温度为105℃，当温度过高时会加快绝缘油的老化，影响其使用寿命。在105℃时设计使用寿命20-30年的变压器，当温度升高6-7℃后，使用寿命严重降低，将只有几年的使用寿命。国内绝缘纸或纸板不耐高温、机械强度、电气强度差的缺点限制了变压器向小型化、大容量方向发展。近年来，人工合成绝缘材料性能优越，在电工技术领域得到许多应用。特别是耐热性能高出电工纸板，很大程度上提高了绝缘耐高温、耐老化性能。高分子聚合物材料经过多年的发展，在电力工程上应用广泛，多种聚合物材料的机械、电气性能都优于绝缘纸。因此，新型聚合物固体复合绝缘材料在油浸式变压器中普遍使用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有国内绝缘纸或纸板存在的缺点，提供一种PFCP绝缘复合材料，其主要性能指标达到或超过IEC标准。
为实现本发明的目的，本发明的技术方案是：
一种PFCP绝缘复合材料，该材料为在绝缘纸上涂覆酚醛胶粘剂制成，其中，所述酚醛胶粘剂由以下质量百分比的组分组成：
腰果酚改性酚醛树脂 94～99%；
芳纶纤维浆粕 1～6%；
其中PFCP绝缘复合材料胶含量为36%～46%。
本发明的腰果酚改性酚醛树脂采用本申请人2012年8月7日申请的中国发明专利“一种腰果酚改性酚醛树脂”（专利号201210278221.6）的方法制备而成。
PFCP绝缘复合材料制备工艺与常规的PFCP绝缘复合材料制备工艺基本相同。
酚醛树脂具有耐热性、耐磨性、机械强度高、电绝缘性能好、低发烟量和耐酸性等特点，因而在各个领域都得到广泛的应用。但它也存在一些缺点：主要脆性大、耐热性与耐氧化性差。所以其性能不能满足大功率牵引变压器的要求。
本发明采用腰果酚改性酚醛树脂不但可以提高其耐热性，还可以改善其韧性。
1）表1为不同酚类对酚醛树脂胶化时间的影响
表1
从上表可以看出，在相同的催化剂和反应条件下，腰果酚改性酚醛树脂的胶化时间最长，最适合做捲管工艺。
在胶粘剂中加入酥松的纤维材料，当树脂固化后，微观的固化网络结构增大。
2）表2为硫酸盐木浆纤维浆粕的添加量对PFCP绝缘复合材料在90℃油中性能的影响，表3为芳纶纤维浆粕的添加量对PFCP绝缘复合材料在90℃油中性能的影响
表2
表3
从上表可以看出：硫酸盐木浆纤维浆粕的加入，吸油率增大，但弯曲强度、压缩强度、电气强度及耐热性能均下降，主要是因为硫酸盐木浆纤维的耐热性较差。芳纶纤维浆粕的加入其浸油实验的性能全面提升，但加入量太大，浸渍纸的上胶困难。
3）表4为绝缘纸浸胶的胶含量对PFCP绝缘复合材料性能的影响
表4
从上表可以看出，随着绝缘纸山的胶含量的增加，PFCP复合绝缘材料的电气、粘合强度都随之增加，但其弯曲、压缩强度降低，胶含量低于36%或高于46%时，达不到工艺所制定的技术要求。
本发明采用腰果酚改性酚醛树脂可以增强树脂固化后的耐水性（吸水性、浸水后绝缘电阻），改善其韧性。同时将芳纶纤维浆粕加入到酚醛胶黏剂中提高材料的机械强度（密度、弯曲强度）、耐油性和吸油性；配以酚醛环氧树脂、环氧树脂对其进行改性，使其网链分子的活性增强，从而提高其耐热性（长期耐热性）、力学性能（压缩强度、粘合强度），以达到提升制品耐热油稳定性。
具体实施方式
下面通过具体实施例和比较例进一步说明本发明。
一种PFCP绝缘复合材料，该材料为在绝缘纸上涂覆酚醛胶粘剂制成，其中，所述酚醛胶粘剂由以下质量百分比的组分组成：
腰果酚改性酚醛树脂 94%，
芳纶纤维浆粕 6%；
其中PFCP绝缘复合材料胶含量为36%～40%。
本发明的腰果酚改性酚醛树脂采用本申请人2012年8月7日申请的中国发明专利“一种腰果酚改性酚醛树脂”（专利号201210278221.6）的方法制备而成。
PFCP绝缘复合材料制备工艺与常规的PFCP绝缘复合材料制备工艺基本相同。
表5、表6为实施例与同类产品性能比较，其中，表5为力学性能，表6为电气性能、耐热稳定性。
表5
表6
注：①以上表中所有数据均为实测值；②平行层向击穿电压为20s逐级电压。综上所述，自制绝缘复合材料具有优良的综合性能，特别是耐油性（90℃油中,96h）和吸油率超出汉罗特的PFCP21（因汉罗特无该指标），达到国内外领先水平，是理想的新一代大功率变压器端绝缘的复合绝缘材料，完全可以替代汉罗特的PFCP21，能满足大功率变压器的小型化。
Claims (1)
1.一种PFCP绝缘复合材料，该材料为在绝缘纸上涂覆酚醛胶粘剂制成，其中，所述酚醛胶粘剂由以下质量百分比的组分组成：
腰果酚改性酚醛树脂 94～99%；
芳纶纤维浆粕 1～6%；
其中PFCP绝缘复合材料胶含量为36%～46%。
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|---|---|
| CN (1) | CN102982859A (zh) |
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| CN105336398A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-02-17 | 铜陵三佳变压器有限责任公司 | 一种成本低性能强的变压器用电绝缘纸 |
| CN105336392A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-02-17 | 铜陵三佳变压器有限责任公司 | 一种低介电常数的变压器用绝缘纸 |
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| CN101942176A (zh) * | 2009-07-10 | 2011-01-12 | 中国科学院化学研究所 | 一种片状热固性酚醛树脂预混料坯及其制备方法 |
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2012
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