CN104762051A - 变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂及制作方法，按质量百分比由甲、乙组份构成，甲组份：乙组份＝4:1；所述甲组份按照质量百分比由以下组分组成：环氧树脂36-45份，石墨烯2-6份，活性增韧剂5-8份，活性稀释剂18-24份，溶剂23-33份，所述乙组份为胺类固化剂。其制作方法为：将石墨烯分散到环氧树脂单体溶液中，加入活性增韧剂，活性稀释剂，溶剂；分散均匀，真空抽滤；真空脱泡；将甲组份，乙组份混合，搅拌，静置，真空脱泡；刷涂或喷涂，固化。采用这种胶合剂，粘结强度高，韧性好，热导率高，变压器铁心端面平整，大幅提升了散热性能及强度。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂制备技术领域，尤其是涉及变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂，本发明还涉及其制作方法。
背景技术
衡量变压器铁心端面专用胶性能的重要指标有耐温范围、体积电阻、耐电压、硬度、收缩率吸水率、玻璃化温度、粘接强度、拉伸强度等。中国专利CN103035401A公开了一种变压器铁心端面涂胶防锈固化方法，该发明采用的是双组分环氧溶剂型专用胶，通过专利所述的固化方法有效降低变压器噪音和提高变压器的抗短路能力。但是采用双组分环氧溶剂型专用胶，由于纯环氧树脂固化后分子链具有三维交联网络结构，因而耐疲劳性，耐热性，耐冲击性比较差，使其应用受到了很大的限制。
石墨烯是由单层碳原子紧密排列成二维六角结构的一种碳质新材料，是目前已知世界上强度最高的材料，同时由于石墨烯材料具有高导电、导热、散热性能，具有极其重要的应用价值。但是采用传统工艺，石墨烯材料与环氧树脂复合后其绝缘性能将下降，不能达到变压器铁心端面专用胶的性能要求。
本发明设计石墨烯在复合胶粘剂中的含量，使其在材料中不能形成导电网络连接，起到绝缘的作用，同时由于石墨烯自身结构强度及散热性能，石墨烯专用胶的散热性能及强度得以大幅提高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供了变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂。所述的石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂粘结强度高，韧性好，远远高于其他导热填料/环氧复合材料的热导率，且变压器铁心端面平整，有效降低变压器铁心的温升和空载损耗，大幅提升了散热性能及强度。
另外，本发明还提供了变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂的制作方法，工艺简单可控，无环境污染，易于工业化生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂，按质量百分比由甲、乙组份构成，甲组份：乙组份＝4:1；所述甲组份按照质量百分比由以下组分组成：环氧树脂36-45份，石墨烯2-6份，活性增韧剂5-8份，活性稀释剂18-24份，溶剂23-33份，所述乙组份为胺类固化剂。
进一步的，所述环氧树脂为纯环氧树脂，所述活性增韧剂为聚氨酯，所述活性稀释剂为烷基缩水甘油醚，所述溶剂为环己酮。
变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂的制作方法，包括以下步骤：
a，按上述比例将石墨烯分散到环氧树脂单体溶液中，按比例加入活性增韧剂，活性稀释剂，溶剂；
b，在高速分散机中分散均匀，真空抽滤得到石墨烯的分散液；
c，将分散液转移至真空脱泡缸中，通过真空脱泡；
d，按甲组份：乙组份＝4:1的比例将甲组份，乙组份混合，在高速分散机中搅拌15～25分钟，静置5～10分钟；
e，再次搅拌20～25分钟，静置10～15分钟，真空脱泡；
f，在铁心端面及外表面刷涂或喷涂石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂1～2次，在室温固化150～250分钟，再在75～105℃温度中固化150～220分钟。
本发明的有益效果是：
1、本发明的石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂具有高渗透性，甲组份粘度涂4/25℃(6-12秒)，乙组份粘度涂4/25℃(40-180秒)；粘结强度高，韧性好，剪切强度为8～12MPa；表面电阻率1.5×1013～1.2×1014，介质损耗(1MHz)0.010～0.015，介电强度20～28kV/mm，胶层固化后，收缩率0.8～1.2％，干后胶层耐145℃变压器油10小时不开胶、不软化、不裂纹；在60-130℃范围内进行了测试，其导热系数最高达到5～8.0W/mK，远远高于其他导热填料/环氧复合材料的0.25～0.5W/mK热导率。
2、本发明的石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂的制作方法，工艺简单可控，无环境污染，易于工业化生产。
3、采用本发明的石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂，变压器铁心端面平整，有效降低变压器铁心的温升和空载损耗，大幅提升了散热性能及强度。
具体实施方式
应当理解，以下所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
实施例1：
变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂，按质量百分比由甲、乙组份构成，甲组份：乙组份＝4：1。所述甲组份按照质量百分比由以下组分组成：纯环氧树脂36份，石墨烯2份，聚氨酯5份，烷基缩水甘油醚24份，环己酮33份。所述乙组份为胺类固化剂。
a，按上述比例将石墨烯分散到纯环氧树脂单体溶液中，按比例加入聚氨酯，烷基缩水甘油醚，环己酮；
b，在高速分散机中分散均匀，真空抽滤得到石墨烯的分散液；
c，将分散液转移至真空脱泡缸中，通过真空脱泡；
d，按比例将甲组份，乙组份混合，在高速分散机中搅拌15分钟，静置5分钟；
e，再次搅拌20分钟，静置10分钟，真空脱泡；
f，在铁心端面及外表面刷涂或喷涂石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂1次，在室温固化150分钟，再在75℃温度中固化220分钟。
实施例2：
变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂，按质量百分比由甲、乙组份构成，甲组份：乙组份＝4:1。所述甲组份按照质量百分比由以下组分组成：纯环氧树脂40份，石墨烯4份，聚氨酯6份，烷基缩水甘油醚20份，环己酮30份，乙组份为胺类固化剂。
a，按上述比例将石墨烯分散到纯环氧树脂单体溶液中，按比例加入聚氨酯，烷基缩水甘油醚，环己酮；
b，在高速分散机中分散均匀，真空抽滤得到石墨烯的分散液；
c，将分散液转移至真空脱泡缸中，通过真空脱泡；
d，按比例将甲组份，乙组份混合，在高速分散机中搅拌20分钟，静置8分钟；
e，再次搅拌22分钟，静置13分钟，真空脱泡；
f，在铁心端面及外表面刷涂或喷涂石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂1次，在室温固化200分钟，再在90℃温度中固化180分钟。
实施例3：
变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂，按质量百分比由甲、乙组份构成，甲组份：乙组份＝4:1。所述甲组份按照质量百分比由以下组分组成：纯环氧树脂41份，石墨烯5份，聚氨酯7份，烷基缩水甘油醚20份，环己酮27份，乙组份为胺类固化剂。
a，按上述比例将石墨烯分散到纯环氧树脂单体溶液中，按比例加入聚氨酯，烷基缩水甘油醚，环己酮；
b，在高速分散机中分散均匀，真空抽滤得到石墨烯的分散液；
c，将分散液转移至真空脱泡缸中，通过真空脱泡；
d，按比例将甲组份，乙组份混合，在高速分散机中搅拌23分钟，静置8分钟；
e，再次搅拌23分钟，静置13分钟，真空脱泡；
f，在铁心端面及外表面刷涂或喷涂石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂2次，在室温固化230分钟，再在100℃温度中固化160分钟。
实施例4：
变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂，按质量百分比由甲、乙组份构成，甲组份：乙组份＝4:1。所述甲组份按照质量百分比由以下组分组成：纯环氧树脂45份，石墨烯6份，聚氨酯8份，烷基缩水甘油醚18份，环己酮23份，乙组份为胺类固化剂。
a，按上述比例将石墨烯分散到纯环氧树脂单体溶液中，按比例加入聚氨酯，烷基缩水甘油醚，环己酮；
b，在高速分散机中分散均匀，真空抽滤得到石墨烯的分散液；
c，将分散液转移至真空脱泡缸中，通过真空脱泡；
d，按比例将甲组份，乙组份混合，在高速分散机中搅拌25分钟，静置10分钟；
e，再次搅拌25分钟，静置15分钟，真空脱泡；
f，在铁心端面及外表面刷涂或喷涂石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂2次，在室温固化250分钟，再在105℃温度中固化150分钟。
Claims (6)
1.变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂，其特征在于：按质量百分比由甲、乙组份构成，甲组份：乙组份＝4:1；所述甲组份按照质量百分比由以下组分组成：环氧树脂36-45份，石墨烯2-6份，活性增韧剂5-8份，活性稀释剂18-24份，溶剂23-33份，所述乙组份为胺类固化剂。
2.根据权利要求1所述的变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂，其特征在于：所述环氧树脂为纯环氧树脂，所述活性增韧剂为聚氨酯，所述活性稀释剂为烷基缩水甘油醚，所述溶剂为环己酮。
3.根据权利要求2所述的变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂，其特征在于：所述甲组份按照质量百分比由以下组分组成：纯环氧树脂36份，石墨烯2份，聚氨酯5份，烷基缩水甘油醚24份，环己酮33份。
4.根据权利要求2所述的变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂，其特征在于：所述甲组份按照质量百分比由以下组分组成：纯环氧树脂45份，石墨烯6份，聚氨酯8份，烷基缩水甘油醚18份，环己酮23份。
5.根据权利要求2所述的变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂，其特征在于：所述甲组份按照质量百分比由以下组分组成：纯环氧树脂40份，石墨烯4份，聚氨酯6份，烷基缩水甘油醚20份，环己酮30份。
6.如权利要求1-5任一所述的变压器铁心端面用石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂的制作方法，包括以下步骤：
a，按权利要求1所述的比例将石墨烯分散到环氧树脂单体溶液中，按权利要求1所述的比例加入活性增韧剂，活性稀释剂，溶剂；
b，在高速分散机中分散均匀，真空抽滤得到石墨烯的分散液；
c，将分散液转移至真空脱泡缸中，通过真空脱泡；
d，按甲组份：乙组份＝4:1的比例将甲组份，乙组份混合，在高速分散机中搅拌15～25分钟，静置5～10分钟；
e，再次搅拌20～25分钟，静置10～15分钟，真空脱泡；
f，在铁心端面及外表面刷涂或喷涂石墨烯/环氧树脂复合胶粘剂1～2次，在室温固化150～250分钟，再在75～105℃温度中固化150～220分钟。
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