CN104292768A - 一种用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物及其制备方法，属于电器绝缘技术领域。该环氧树脂组合物由以下重量份数的组分组成：双酚A型环氧树脂100份、酸酐固化剂60～70份、二硫化钼粉60～80份、促进剂0.05～0.1份；其中双酚A型环氧树脂为基体，是体系电性能及机械性能的基础，二硫化钼粉为填料，能改善体系的收缩率、导热率、热膨胀系数及耐磨性，固化剂能与双酚A型环氧树脂反应形成热固性化合物。采用上述配方制备的1100kV封闭式组合用绝缘接头的外观为黑色，无开裂、无杂质，符合外观质量标准；其玻璃化转变温度≥104℃，拉伸强度≥40MPa，弯曲强度≥60MPa，冲击强度≥10KJ/m2，工频耐压≥5kV/mm，技术参数达到或已超过设计要求。

Description

一种用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物，以及该环氧树脂组合物的制备方法，属于电器绝缘技术领域。
背景技术
环氧树脂是一类重要的热固性树脂，具有优异的耐磨性能和电绝缘性能，且收缩率低、易加工成型、成本低廉，已在电绝缘领域得到广泛应用。环氧树脂的分子结构中含有两个或多个环氧基团，可以与固化剂(酸酐类、胺类等)反应形成交联固化产物。目前，市售的环氧树脂组合物通常包括环氧树脂、预反应硬化剂及固化剂。例如中国专利(申请号：200880131257.3)公开的一种环氧树脂组合物，包括环氧树脂、硬化剂、矿物填料及其他添加剂，由此制备的绝缘体系适用于干式变压器，特别是干式配电变压器流延线圈。但上述环氧树脂组合组采用醇类及胺类固化剂，在反应过程中有水或小分子化合物析出，不利于高电压的保持。同时，现行的百万伏盆式绝缘子多采用胺类固化剂和氧化铝填料，不能满足绝缘接头对自润滑性能的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物。
同时，本发明还提供一种用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物的制备方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物，由以下重量份数的组分组成：双酚A型环氧树脂100份、酸酐固化剂60～70份、二硫化钼粉60～80份、促进剂0.05～0.1份。
所述的酸酐固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐。
所述的促进剂为氨基酚类化合物。
所述的氨基酚类化合物为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚。
一种用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数准确取各组分，将二硫化钼粉在125～135℃下加热4～6小时备用，双酚A型环氧树脂在125～135℃下加热3～8小时备用，酸酐固化剂在115～125℃下加热熔化为液体备用；
(2)将步骤(1)的双酚A型树脂加热至135～145℃，加入二硫化钼粉，搅拌15～20分钟，而后连续抽真空至200Pa，时间为1～10小时，抽真空完毕将温度控制在125～130℃，加入酸酐固化剂和促进剂，混匀后继续抽真空5～8分钟备用；
(3)将步骤(2)的物料浇入预热到125～135℃的模具中，从浇注物料初硬开始计算，在125～135℃下固化15～18小时即得。
所述步骤(3)中的模具为1100kV封闭式组合用绝缘接头模具。
本发明的有益效果：
本发明的环氧树脂组合物由双酚A型环氧树脂、酸酐固化剂、二硫化钼粉和促进剂组成，不含有预反应硬化剂，因此无预反应发生。其中，双酚A型环氧树脂作为基体，是体系电性能及机械性能的基础；二硫化钼粉作为填料，能改善体系的收缩率、导热率、热膨胀系数及耐磨性；固化剂能与双酚A型环氧树脂反应形成热固性化合物，优选酸酐固化剂的目的是醇类固化剂中含有-OH基团，容易在反应体系中形成H2O等小分子，进而影响体系的电绝缘性能，而采用甲基四氢邻苯二甲酸酐的反应体系不会产生任何小分子，能大大提高制品的电绝缘性能，且耐热性能良好。
本发明环氧树脂组合物的制备过程中不进行预反应，在制备初期通过对原材料进行热处理，能够达到活化效果从而使反应顺利进行。且制备方法简单、易操作，适于大规模生产应用。
本发明的环氧树脂组合物主要适用于高电压等级产品，如超高压、特高压产品，其优势在于体系内不含有对提高材料电绝缘性能不利的因素。其中，采用甲基四氢邻苯二甲酸酐的反应体系不产生任何小分子，能大大提高产品的电绝缘性能，且耐热性能好；辅以二硫化钼为填料，同时满足产品对于电性能、机械性能及自润滑性能的要求。采用本发明环氧树脂组合物制备1100kV封闭式组合用绝缘接头能大大降低采购成本，具有显著的经济效益。
本发明制备的1100kV封闭式组合用绝缘接头的外观为黑色，无开裂、无杂质，符合外观质量标准；其玻璃化转变温度≥104℃，拉伸强度≥40MPa，弯曲强度≥60MPa，冲击强度≥10KJ/m2，工频耐压≥5kV/mm，技术参数达到或已超过设计要求。
具体实施方式
下述实施例仅对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
本实施例中用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物，由以下重量份数的组分组成：双酚A型环氧树脂100份、甲基四氢邻苯二甲酸酐60份、二硫化钼粉60份、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.1份。
本实施例中用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数准确取各组分，将二硫化钼粉在125℃下加热6小时备用，双酚A型环氧树脂在125℃下加热8小时备用，甲基四氢邻苯二甲酸酐在115℃下加热熔化为液体备用；
(2)将步骤(1)的双酚A型树脂加热至135℃，加入二硫化钼粉，搅拌20分钟，而后连续抽真空至200Pa，时间为2小时，抽真空完毕将温度控制在125℃，加入甲基四氢邻苯二甲酸酐和2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚，混匀后继续抽真空8分钟备用；
(3)将步骤(2)的物料浇入预热到135℃的1100kV封闭式组合用绝缘接头的模具中，从浇注物料初硬开始计算，在135℃下固化15小时即得。
实施例2
本实施例中用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物，由以下重量份数的组分组成：双酚A型环氧树脂100份、甲基四氢邻苯二甲酸酐65份、二硫化钼粉70份、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.05份。
本实施例中用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数准确取各组分，将二硫化钼粉在130℃下加热5小时备用，双酚A型环氧树脂在130℃下加热5小时备用，甲基四氢邻苯二甲酸酐在120℃下加热熔化为液体备用；
(2)将步骤(1)的双酚A型树脂加热至140℃，加入二硫化钼粉，搅拌15分钟，而后连续抽真空至200Pa，时间为5小时，抽真空完毕将温度控制在130℃，加入甲基四氢邻苯二甲酸酐2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚，混匀后继续抽真空6分钟备用；
(3)将步骤(2)的物料浇入预热到130℃的1100kV封闭式组合用绝缘接头的模具中，从浇注物料初硬开始计算，在130℃下固化16小时即得。
实施例3
本实施例中用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物，由以下重量份数的组分组成：双酚A型环氧树脂100份、甲基四氢邻苯二甲酸酐70份、二硫化钼粉80份、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.08份。
本实施例中用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数准确取各组分，将二硫化钼粉在135℃下加热4小时备用，双酚A型环氧树脂在135℃下加热3小时备用，甲基四氢邻苯二甲酸酐在125℃下加热熔化为液体备用；
(2)将步骤(1)的双酚A型树脂加热至145℃，加入二硫化钼粉，搅拌15分钟，而后连续抽真空至200Pa，时间为8小时，抽真空完毕将温度控制在130℃，加入甲基四氢邻苯二甲酸酐和2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚，混匀后继续抽真空5分钟备用；
(3)将步骤(2)的物料浇入预热到125℃的1100kV封闭式组合用绝缘接头的模具中，从浇注物料初硬开始计算，在125℃下固化18小时即得。
试验例
取实施例1～3制备的1100kV封闭式组合用绝缘接头，机械加工后观察其外观，并进行玻璃化转变温度、拉伸强度、弯曲强度、冲剂强度及工频耐压测试，测试结果详见下表1。
表1 技术指标测试结果

Claims (6)

1.一种用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物，其特征在于：由以下重量份数的组分组成：双酚A型环氧树脂100份、酸酐固化剂60～70份、二硫化钼粉60～80份、促进剂0.05～0.1份。
2.根据权利要求1所述的用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的酸酐固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐。
3.根据权利要求1所述的用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的促进剂为氨基酚类化合物。
4.根据权利要求1所述的用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的氨基酚类化合物为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按照重量份数准确取各组分，将二硫化钼粉在125～135℃下加热4～6小时备用，双酚A型环氧树脂在125～135℃下加热3～8小时备用，酸酐固化剂在115～125℃下加热熔化为液体备用；
(2)将步骤(1)的双酚A型树脂加热至135～145℃，加入二硫化钼粉，搅拌15～20分钟，而后连续抽真空至200Pa，时间为1～10小时，抽真空完毕将温度控制在125～130℃，加入酸酐固化剂和促进剂，混匀后继续抽真空5～8分钟备用；
(3)将步骤(2)的物料浇入预热到125～135℃的模具中，从浇注物料初硬开始计算，在125～135℃下固化15～18小时即得。
6.根据权利要求5所述的用于高压电力绝缘的环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的模具为1100kV封闭式组合用绝缘接头模具。
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