CN103709608B - 一种户外互感器电气绝缘环氧树脂浇注料 - Google Patents
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Abstract
一种户外互感器电气绝缘环氧树脂浇注料，所述环氧树脂浇注料由以下材料组成：树脂、填料、固化剂和其它助剂，按重量比计，其中树脂占21%~26%，填料占45%~55%，固化剂占15%~25%，其它助剂占2%~6%。所述树脂由有机硅改性环氧树脂、酚醛环氧树脂、溴化环氧树脂和双酚F型环氧树脂混合构成。所述填料为硅烷处理硅微粉。所述固化剂为改性甲基六氢邻苯二甲酸酐。所述其它助剂包括固化促进剂，增塑剂，活性稀释剂，硅烷偶联剂，着色剂和抗氧剂。本发明户外互感器电气绝缘环氧树脂浇注料，具有物理化学性能优良，具有耐热，耐低温，耐紫外线照射，抗老化等性能。本发明适用于户外互感器电气绝缘，也适用于其它电力设备户外绝缘。
Description
技术领域
本发明涉及一种户外互感器电气绝缘环氧树脂浇注料的制备方法，属电力绝缘材料技术领域。
背景技术
随着我国电力工业的发展，对户外互感器的需求更高，户外互感器要经受户外天气冷热的变化和强紫外线的照射，对互感器绝缘材料提出了更高的要求。目前在户外使用的电气绝缘浇注料大多均使用国外进口的脂环族环氧树脂系列，因其价格昂贵，原材料不易得，合成工艺复杂，从而形成户外互感器制造的瓶颈。
发明内容
本发明的目的是，针对目前户外互感器对绝缘材料的需求，本发明提出一种户外互感器电气绝缘环氧树脂浇注料的制备方法，通过此方法获得既能耐冷热极端天气变化，又能防紫外线老化的户外互感器用绝缘环氧树脂浇注料。
本发明的技术方案是，本发明户外互感器电气绝缘环氧树脂浇注料由以下材料组成：树脂、填料、固化剂和其它助剂，按重量比计，其中树脂占21%~26%，填料占45%~55%，固化剂占15%~25%，其它助剂占2%~6%。
树脂由有机硅改性环氧树脂、酚醛环氧树脂、溴化环氧树脂和双酚F型环氧树脂混合构成；按重量比计，其中有机硅改性环氧树脂占20%，酚醛环氧树脂占20%，溴化环氧树脂占10%，双酚F型环氧树脂占50%。
填料采用硅烷处理硅微粉。
固化剂采用改性甲基六氢邻苯二甲酸酐。
其它助剂包括固化促进剂（甲基咪唑类），增塑剂，活性稀释剂，硅烷偶联剂，着色剂和抗氧剂；按重量比计，固化促进剂占0.3%,增塑剂占56%，活性稀释剂占16.8%，硅烷偶联剂占5.6%，着色剂占16.8%，抗氧剂占4.5%。
本发明户外互感器电气绝缘环氧树脂浇注料的制备方法步骤如下：
（1）按配方比例将有机硅改性环氧树脂、酚醛环氧树脂、溴化环氧树脂和双酚F型环氧树脂混合，加热熔化；
（2）在树脂混合料中加入硅烷处理硅微粉并搅拌均匀；然后边搅拌，边加入固化剂改性甲基六氢邻苯二甲酸酐、加入甲基咪唑类固化促进剂，增塑剂，活性稀释剂，硅烷偶联剂，着色剂和抗氧剂；由此获得户外互感器电气绝缘环氧树脂浇注料。
在户外使用的互感器，需经受风吹日晒，雨水冲刷，冷热交变，紫外线照射等；由于有机硅树脂分子中无不饱和键，对抗大气腐蚀有卓越的抵抗力，紫外线不容易使其裂解或交联，在室外长期曝晒，无失光、粉化、变色等现象，其耐候性非常优良，利用有机硅树脂此特性，来改良环氧树脂浇注料，其耐热，绝缘，耐水，憎水，耐冷热冲击等性能较原来未改性的环氧树脂浇注料有很大的提高，由此可见，本发明将具有耐紫外线，强憎水性的有机硅树脂引入环氧树脂浇注料的结构中，使其保光性，抗粉化性，保色性，耐候性有很大的改进，提高环氧树脂浇注料的户外使用价值。
二官能的有机硅氧烷与三官能的有机硅氧烷经过水解缩合而制得含有苯基，甲基和氨基的有机硅树脂，本发明用此化合物作改性剂来改性双酚A型环氧树脂有机硅树脂中的氨基与环氧树脂中的环氧基因发生开环聚合发应，从而制备得到带有环氧基（C-C-）的有机硅结构的高分子聚合物有机硅环氧树脂。
经热失重分析，环氧树脂和有机硅改性环氧树脂在失重10%时的温度分别为262℃和327.6℃，在失重20%时的温度分别为291.47℃和373.89℃，有机硅改性环氧树脂与未改性环氧树脂相比，在相同热失重的情况下温度有明显提高，因此，有机硅改性环氧树脂比单一的环氧树脂有更好的耐热性能及抗低温开裂性能。
经扫描电镜分析，分别对未改性环氧树脂及有机硅环氧树脂改性环氧树脂的固化物的机械断裂面进行SEM分析，其为改性环氧树脂涂层的断面，其机械断裂面界限相当清晰，裂纹的扩展方向相对集中，而改性后的机械断裂面界限模糊，裂纹扩展方向分散，出现典型的韧性断裂特性，由此可以看出，有机硅改性环氧树脂有较显著的增韧效果及抗低温开裂的能力。因此，有机硅改性环氧树脂综合了有机硅树脂和环氧树脂的优异性能，明显提高了物料的耐热性能，用其制得的固化物非常致密，具有良好的附着力（1级）较高的硬度（可达6H）和优良的柔韧性。
溴化环氧树脂在配方中应用，可使热变形温度提高，并具有阻燃性，（特别是在电气领域使用，对阻燃性要求较高）。一般领域的阻燃化的方法中有混合非反应型的阻燃剂（如三氧化铍、氢氧化铝等）的方法，以及与反应型阻燃剂共聚，使环氧树脂阻燃化的方法；单纯的共混往往在成型后发生起霜现象，影响其介电性能。而溴化环氧树脂在本发明中可以作为溴化反应型阻燃剂的添加，在配方中起阻燃及提高热变形温度的作用。
酚醛环氧树脂在配方中的应用，即具有环氧树脂的附着力强，柔韧性大，抗碱性能优越，又具有酚醛树脂的抗溶性和抗酸性的特点，同时可增加交联体系的交联密度，提高耐介质渗透能力。环氧树脂室外耐候性差，而酚醛树脂在室外耐候性优良，热变形温度亦有大幅度提高，本发明将两种树脂混合可取长补短，同时，亦可大幅度提高固化物的冲击强度。
双酚F型环氧树脂，是一种黏度非常低的环氧树脂，是由双酚F与ECH发应制得，相当于在结构上n=0的线型酚醛树脂，化学结构与双酚A型环氧树脂十分相似，其特点是黏度非常低，双酚A型环氧树脂的黏度为13pa.s,而双酚F环氧树脂的黏度仅为3pa.s，固化物的性能除热变形温度（HDT）稍低之处，其他性能都略高于双酚A型环氧树脂，因此双酚F型环氧树脂在本发明配方中的使用，能提高物料的渗透力，提高固化物的理化性能。
本发明配方使用增塑剂主要是为了改进冲击强度，增加材料的断裂伸长率，以及提高其他力学性能；改进耐热冲击性，热膨胀系数不同的物质连接时，温度急剧变化会产生变形，往往造成应力开裂，材料带有柔韧性便能改性形变的吸收性。改进粘接性，柔韧性可以缓解材料固化收缩引起的内应力，因而提高对基材的粘着力。
本发明采用的增塑剂可以与环氧树脂共聚，键合到固化结构中，从而使固化物形成海岛结构，及大的提高固化物的抗冷热交变的能力。
本发明采用的固化剂为改性甲基六氢邻苯二甲酸酐固化剂，是由甲基四氢邻苯二甲酸酐经过氢而制备，为无色透明体，适用期长，固化物色相稳定，耐候性和耐漏电痕迹性能，及理化性能能够优异于，甲基四氢邻苯二甲酸酐系统。
本发明采用的促进剂，为亲核型咪唑类促进剂，在体系中的应用可加速对酸酐的催化，亲核型的促进剂，形成氢健能力的大小是一致的，形成聚脂型交联结构，并可提高固化物的玻璃化温度，亲核咪唑类促进剂在室温下处于稳定的状态，使胶液的适用期大大延长，在加热100℃左右下则迅速分解产生叔胺，发生催化效应。
硅烷偶联剂在本发明配方中的添加，可以提高物料的粘着力，提高固化物的物理和化学性能。
抗氧剂在本发明配方中的添加可大大的提高固化物的抗老化，抗紫外线照射能力。
活性稀释剂在本发明配方中的应用，可以降低物料的粘度，使物料的流动性提高，大大的提高物料的渗透力。
硅烷处理的硅微粉在本发明配方中的应用，可以降低物料的成本，并提高了固化剂的物理和化学性能，提高固化物的耐湿性、耐候性等。
本发明与现有技术相比较的有益效果，本发明针对户外互感器电气绝缘环氧树脂在户外使用的环境和气候特点配方而成的户外互感器电气绝缘环氧树脂浇注料，具有物理化学性能优良，具有耐热，耐低温，耐紫外线照射，抗老化等性能。
本发明适用于户外互感器电气绝缘，也适用于其它电力设备户外绝缘。
具体实施方式
本发明具体实施方式步骤如下：
1、按以下配方备料
（1）树脂
有机硅改性环氧树脂：10kg；
酚醛环氧树脂：10kg；
溴化环氧树脂：5kg；
双酚F型环氧树脂：25kg；
（2）填料
硅烷处理硅微粉：100kg；
（3）固化剂
改性甲基六氢邻苯二甲酸酐：43kg；
（4）其它助剂
咪唑促进剂：0.025kg；
增塑剂：5kg；
活性稀释剂：1.5kg；
硅烷偶联剂：0.5kg；
着色剂：1.5kg；
抗氧剂：0.4kg；
2、按配方比例将有机硅改性环氧树脂、酚醛环氧树脂、溴化环氧树脂和双酚F型环氧树脂混合，加热熔化；
3、在树脂混合料中加入硅烷处理硅微粉并搅拌均匀；然后边搅拌，边加入固化剂改性甲基六氢邻苯二甲酸酐、加入甲基咪唑类固化促进剂，增塑剂，活性稀释剂，硅烷偶联剂，着色剂和抗氧剂；由此获得户外互感器电气绝缘环氧树脂浇注料。
Claims (1)
1.一种户外互感器电气绝缘环氧树脂浇注料，其特征在于，所述环氧树脂浇注料由以下材料组成：树脂、填料、固化剂和其它助剂，按重量比计，其中树脂占21％～26％，填料占45％～55％，固化剂占15％～25％，其它助剂占2％～6％；
所述树脂由有机硅改性环氧树脂、酚醛环氧树脂、溴化环氧树脂和双酚F型环氧树脂混合构成；按重量比计，其中有机硅改性环氧树脂占20％，酚醛环氧树脂占20％，溴化环氧树脂占10％，双酚F型环氧树脂占50％；
所述填料为硅烷处理硅微粉；
所述固化剂为改性甲基六氢邻苯二甲酸酐；
所述其它助剂包括固化促进剂甲基咪唑类，增塑剂，活性稀释剂，硅烷偶联剂，着色剂和抗氧剂；按重量比计，固化促进剂甲基咪唑类占0.3％,增塑剂占56％，活性稀释剂占16.8％，硅烷偶联剂占5.6％，着色剂占16.8％，抗氧剂占4.5％。
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