CN106280278B - 干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料及其制备和使用方法 - Google Patents

干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料及其制备和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料及其制备和使用方法，特别是涉及一种用于干式变压器或干式互感器的环氧树脂组合物。其目的是为了提供一种反应速度快、固化时间短、固化温度低、效率高、能耗低的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料及其制备和使用方法。本发明的浇注料包括A组分、B组分和C组分；A组分包括：100份环氧树脂E‑51、1～10份缩水甘油醚、0.1～20份增韧剂、150～300份400目硅微粉、50～150份600目硅微粉、0.1～100份熔融硅微粉和0.1～15份色浆；B组分包括：60～100份甲基四氢苯酐和0.1～1份改性咪唑；C组分为100份玻璃纤维网格布。本发明的产品反应速度快、固化时间短、固化温度低、效率高、能耗低。本发明用于干式变压机或干式互感器领域。

Description

干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料及其制备 和使用方法
技术领域
本发明涉及一种高分子化合物的组合物，特别是涉及一种用于干式变压器或干式互感器的环氧树脂组合物。
背景技术
目前干式变压器(以下称干变)、干式互感器(以下称干互)用的环氧树脂浇注料反应速度慢、固化时间长、固化温度高，因此效率低，浪费电能。现有技术中干变、干互用的环氧浇注料固化工艺采用阶梯升温的固化方式：80℃×6小时+100℃×4小时+130℃×6小时，整个工艺需用时16小时。
这些缺点源自干变、干互浇注时，每次用料较多，一个制品用料从十几公斤至上百公斤不等，而环氧浇注料固化时是一个放热反应，大量浇注料若快速固化，将在短时间内放出大量的热量，叠加上固化时烘箱设置的温度，浇注料内部温度会极高，这样固化结束冷却出烘箱时，热胀冷缩量就较大，极易出现开裂现象，因此目前环氧浇注料普遍采用长时间、慢固化的方式，以便反应热量能缓慢释放，但也造成了目前环氧浇注料反应速度慢、固化时间长、效率低、能耗高的缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种反应速度快、固化时间短、固化温度低、效率高、能耗低的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料及其制备和使用方法。
本发明涉及一种干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料，所述浇注料包括A组分、B组分和C组分；
所述A组分包括：100份环氧树脂E-51、1～10份缩水甘油醚、0.1～20份增韧剂、150～300份400目硅微粉、50～150份600目硅微粉、0.1～100份熔融硅微粉和0.1～15份色浆；所述400目硅微粉和600目硅微粉为未经熔融制得的硅微粉；
所述B组分包括：60～100份甲基四氢苯酐和0.1～1份改性咪唑；
所述C组分为100份玻璃纤维网格布；
所述玻璃纤维网格布为未浸树脂玻璃纤维网格布或者预浸树脂玻璃纤维网格布；
以上所述份数均为质量份数。
优选地，所述浇注料包括A组分、B组分和C组分；
所述A组分包括：100份环氧树脂E-51、3～8份缩水甘油醚、5～15份增韧剂、190～260份400目硅微粉、75～125份600目硅微粉、30～80份熔融硅微粉和4～12份色浆；所述400目硅微粉和600目硅微粉为未经熔融制得的硅微粉；
所述B组分包括：70～90份甲基四氢苯酐和0.25～0.75份改性咪唑；
所述C组分为100份玻璃纤维网格布；
所述玻璃纤维网格布为未浸树脂玻璃纤维网格布或者预浸树脂玻璃纤维网格布；
以上所述份数均为质量份数。
优选地，所述浇注料包括A组分、B组分和C组分；
所述A组分包括：100份环氧树脂E-51、5份缩水甘油醚、10份增韧剂、220份400目硅微粉、100份600目硅微粉、50份熔融硅微粉和8份色浆；所述400目硅微粉和600目硅微粉为未经熔融制得的硅微粉；
所述B组分包括：80份甲基四氢苯酐和0.5份改性咪唑；
所述C组分为100份玻璃纤维网格布；
所述玻璃纤维网格布为未浸树脂玻璃纤维网格布或者预浸树脂玻璃纤维网格布；
以上所述份数均为质量份数。
本发明还涉及一种干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)A组分的制备：将环氧树脂E-51、缩水甘油醚、增韧剂、400目硅微粉、600目硅微粉、熔融硅微粉、色浆加入树脂反应釜中，升温到80～100℃，抽真空，真空度：-0.09～-0.1MPa，混合搅拌1～3h，即制得适合快速固化的树脂A组分；所述400目硅微粉和600目硅微粉为未经熔融制得的硅微粉；
(2)B组分的制备：将甲基四氢苯酐、改性咪唑加入固化剂反应釜中，升温到60～90℃，抽真空，真空度：-0.095～0.1MPa，混合搅拌0.5～1.5h，即制得适合快速固化的固化剂B组分；此体系既保证了可以在相对老体系较低的温度下固化，又保证了较快的反应速度，缩短固化时间；
(3)C组分为玻璃纤维网格布；所述玻璃纤维网格布为未浸树脂玻璃纤维网格布或者预浸树脂玻璃纤维网格布；
上述A组分、B组分与C组分共同组成本发明的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料。
本发明还涉及一种干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
(1)将A组分与B组分在混料釜中混合，升温到70～90℃，抽真空，真空度：-0.08～-0.1MPa，混合搅拌0.5～1.5h，即制得适合快速固化的混合料体系；
(2)将C组分放入欲浇注的模具中，然后将模具放入真空浇注箱，在真空度-0.08～-0.1MPa下，将步骤(1)制得的混合料浇入模具；
(3)将已浇注的模具放入烘箱中，加热固化，固化工艺：80℃±5℃，2～4h，然后110℃，2～4h。
本发明的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料及其制备和使用方法与现有技术不同之处在于：
1.本发明采用再环氧树脂中加入缩水甘油醚，有效的降低了整个体系的粘度，保证了流动性和工艺性；增韧剂的加入可使整个体系韧性增加；三个品种的硅微粉搭配使用形成较好的粒度级配，使得将来固化物致密，导热系数高，线膨胀系数降低；色浆的加入使得制品外观更漂亮。
2.本发明的产品中甲基四氢苯酐是整个体系的固化剂，改性咪唑则是催化剂，它的品种及用量决定了整个体系在较低温度下快速固化，同时固化产热可均匀放出，而不是骤然放出。
3.本发明采用的玻璃纤维网格布可以是预浸树脂的，也可以是未浸树脂的，它的加入将形成高强度树脂基复合材料，有效地抵御固化物因热胀冷缩引起的开裂，使得整个固化体系在快速固化过程中能够不开裂。
4.本发明的产品反应速度快、固化温度低、固化时间短，实现提高效率、降低能耗。目前干式变压器或干式互感器用的环氧浇注料固化工艺采用阶梯升温的固化方式：80℃×6小时+100℃×4小时+130℃×6小时,整个工艺需用时16小时。而本发明将整个工艺用时降至8小时以下，同时将最高固化温度降至110℃。
具体实施方式
实施例1
本实施例的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料按以下步骤制备：
(1)A组分的制备：将环氧树脂E-51、缩水甘油醚、增韧剂、400目硅微粉、600目硅微粉、熔融硅微粉、色浆加入树脂反应釜中，升温到80℃，抽真空，真空度：-0.09MPa，混合搅拌3h，即制得适合快速固化的树脂A组分；其中，400目硅微粉和600目硅微粉为未经熔融制得的硅微粉；
(2)B组分的制备：将甲基四氢苯酐、改性咪唑加入固化剂反应釜中，升温到60℃，抽真空，真空度：0.1MPa，混合搅拌1.5h，即制得适合快速固化的固化剂B组分；此体系既保证了可以在相对老体系较低的温度下固化，又保证了较快的反应速度，缩短固化时间；
(3)C组分为100份玻璃纤维网格布；其中，玻璃纤维网格布为未浸树脂玻璃纤维网格布；
上述A组分、B组分与C组分共同组成本发明的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料，各原料的量如表1所示。
实施例2
本实施例的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料按以下步骤制备：
(1)A组分的制备：将环氧树脂E-51、缩水甘油醚、增韧剂、400目硅微粉、600目硅微粉、熔融硅微粉、色浆加入树脂反应釜中，升温到100℃，抽真空，真空度：-0.1MPa，混合搅拌1h，即制得适合快速固化的树脂A组分；其中，400目硅微粉和600目硅微粉为未经熔融制得的硅微粉；
(2)B组分的制备：将甲基四氢苯酐、改性咪唑加入固化剂反应釜中，升温到90℃，抽真空，真空度：-0.095MPa，混合搅拌0.5h，即制得适合快速固化的固化剂B组分；此体系既保证了可以在相对老体系较低的温度下固化，又保证了较快的反应速度，缩短固化时间；
(3)C组分为100份玻璃纤维网格布；其中，玻璃纤维网格布为预浸树脂玻璃纤维网格布；
上述A组分、B组分与C组分共同组成本发明的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料，各原料的量如表1所示。
实施例3
本实施例的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料按以下步骤制备：
(1)A组分的制备：将环氧树脂E-51、缩水甘油醚、增韧剂、400目硅微粉、600目硅微粉、熔融硅微粉、色浆加入树脂反应釜中，升温到90℃，抽真空，真空度：-0.09MPa，混合搅拌2h，即制得适合快速固化的树脂A组分；其中，400目硅微粉和600目硅微粉为未经熔融制得的硅微粉；
(2)B组分的制备：将甲基四氢苯酐、改性咪唑加入固化剂反应釜中，升温到75℃，抽真空，真空度：-0.098MPa，混合搅拌1h，即制得适合快速固化的固化剂B组分；此体系既保证了可以在相对老体系较低的温度下固化，又保证了较快的反应速度，缩短固化时间；
(3)C组分为玻璃纤维网格布；其中，玻璃纤维网格布为预浸树脂玻璃纤维网格布；
上述A组分、B组分与C组分共同组成本发明的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料，各原料的量如表1所示。
实施例4
本实施例的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料的制备方法与实施例2的不同之处在于：各原料的量如表1所示。
实施例5
本实施例的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料的制备方法与实施例3的不同之处在于：各原料的量如表1所示。
表1实施例1-3中各原料的量(kg)
实施例6
本实施例的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料的使用方法按以下步骤进行，其中的速固化环氧树脂浇注料采用实施例1中制得的产品：
(1)将A组分与B组分在混料釜中混合，升温到70℃，抽真空，真空度：-0.1MPa，混合搅拌1.5h，即制得适合快速固化的混合料体系；
(2)将C组分放入欲浇注的模具中，然后将模具放入真空浇注箱，在真空度-0.08MPa下，将步骤(1)制得的混合料浇入模具；
(3)将已浇注的模具放入烘箱中，加热固化，固化工艺：80℃±5℃，2h，然后110℃，4h。
实施例7
本实施例的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料的使用方法按以下步骤进行，其中的速固化环氧树脂浇注料采用实施例2中制得的产品：
(1)将A组分与B组分在混料釜中混合，升温到90℃，抽真空，真空度：-0.08MPa，混合搅拌1.5h，即制得适合快速固化的混合料体系；
(2)将C组分放入欲浇注的模具中，然后将模具放入真空浇注箱，在真空度-0.1MPa下，将步骤(1)制得的混合料浇入模具；
(3)将已浇注的模具放入烘箱中，加热固化，固化工艺：80℃±5℃，4h，然后110℃，2h。
实施例8
本实施例的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料的使用方法按以下步骤进行，其中的速固化环氧树脂浇注料采用实施例3中制得的产品：
(1)将A组分与B组分在混料釜中混合，升温到80℃，抽真空，真空度：-0.09MPa，混合搅拌0.5h，即制得适合快速固化的混合料体系；
(2)将C组分放入欲浇注的模具中，然后将模具放入真空浇注箱，在真空度-0.09MPa下，将步骤(1)制得的混合料浇入模具；
(3)将已浇注的模具放入烘箱中，加热固化，固化工艺：80℃±5℃，2h，然后110℃，2h。
实施例9
本实施例的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料的使用方法按以下步骤进行，其中的速固化环氧树脂浇注料采用实施例4中制得的产品：
(1)将A组分与B组分在混料釜中混合，升温到70℃，抽真空，真空度：-0.1MPa，混合搅拌1h，即制得适合快速固化的混合料体系；
(2)将C组分放入欲浇注的模具中，然后将模具放入真空浇注箱，在真空度-0.1MPa下，将步骤(1)制得的混合料浇入模具；
(3)将已浇注的模具放入烘箱中，加热固化，固化工艺：80℃±5℃，3h，然后110℃，2h。
实施例10
本实施例的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料的使用方法按以下步骤进行，其中的速固化环氧树脂浇注料采用实施例5中制得的产品：
(1)将A组分与B组分在混料釜中混合，升温到70℃，抽真空，真空度：-0.08MPa，混合搅拌1h，即制得适合快速固化的混合料体系；
(2)将C组分放入欲浇注的模具中，然后将模具放入真空浇注箱，在真空度-0.08MPa下，将步骤(1)制得的混合料浇入模具；
(3)将已浇注的模具放入烘箱中，加热固化，固化工艺：80℃±5℃，2h，然后110℃，3h。
验证试验
对本发明制得产品的基本性质进行测定，并与现有产品进行比较，结果如表2所示。
表2本发明产品与现有产品的基本性质
由表2可知，实施例1-5中制得产品固化后导热系数和玻璃化转移温度显著高于现有产品，线膨胀系数显著低于现有产品的数值，说明本发明制得产品的基本性能均显著高于现有技术。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料，其特征在于：所述浇注料包括A组分、B组分和C组分；
所述A组分包括100份环氧树脂E-51、1～10份缩水甘油醚、0.1～20份增韧剂、150～300份400目硅微粉、50～150份600目硅微粉、0.1～100份熔融硅微粉和0.1～15份色浆；
所述400目硅微粉和600目硅微粉为未经熔融制得的硅微粉；
所述B组分包括60～100份甲基四氢苯酐和0.1～1份改性咪唑；
所述C组分为100份玻璃纤维网格布；所述玻璃纤维网格布为未浸树脂玻璃纤维网格布或者预浸树脂玻璃纤维网格布；
以上所述份数均为质量份数。
2.根据权利要求1中所述的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料，其特征在于：所述浇注料中各原料的份数如下：
100份环氧树脂E-51、3～8份缩水甘油醚、5～15份增韧剂、190～260份400目硅微粉、75～125份600目硅微粉、30～80份熔融硅微粉、4～12份色浆、70～90份甲基四氢苯酐、0.25～0.75份改性咪唑、100份玻璃纤维网格布；
以上所述份数均为质量份数。
3.根据权利要求2所述的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料，其特征在于：所述浇注料中各原料的份数如下：
100份环氧树脂E-51、5份缩水甘油醚、10份增韧剂、220份400目硅微粉、100份600目硅微粉、50份熔融硅微粉、8份色浆、80份甲基四氢苯酐、0.5份改性咪唑、100份玻璃纤维网格布；
以上所述份数均为质量份数。
4.根据权利要求1所述的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)A组分的制备：将环氧树脂E-51、缩水甘油醚、增韧剂、400目硅微粉、600目硅微粉、熔融硅微粉、色浆加入树脂反应釜中，升温到80～100℃，抽真空，真空度：-0.09～-0.1MPa，混合搅拌1～3h，即制得A组分；所述400目硅微粉和600目硅微粉为未经熔融制得的硅微粉；
(2)B组分的制备：将甲基四氢苯酐、改性咪唑加入固化剂反应釜中，升温到60～90℃，抽真空，真空度：-0.095～0.1MPa，混合搅拌0.5～1.5h，即制得B组分。
5.根据权利要求4所述的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料的制备方法，其特征在于：所述制备方法还包括C组分的制备；所述C组分为玻璃纤维网格布；所述玻璃纤维网格布为未浸树脂玻璃纤维网格布或者预浸树脂玻璃纤维网格布。
6.根据权利要求1所述的干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料的使用方法，其特征在于：所述使用方法包括以下步骤：
(1)将A组分与B组分在混料釜中混合，升温到70～90℃，抽真空，真空度：-0.08～-0.1MPa，混合搅拌0.5～1.5h，即制得混合料；
(2)将C组分放入欲浇注的模具中，然后将模具放入真空浇注箱，在真空度-0.08～-0.1MPa下，将步骤(1)制得的混合料浇入模具；
(3)将已浇注的模具放入烘箱中，加热固化，固化工艺：80℃±5℃，2～4h，然后110℃，2～4h。
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