CN106349683B - 一种变压器降噪散热壳体材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种变压器降噪散热壳体材料。所述壳体材料包括以下重量份数的原料:聚氨酯树脂30‑40份,甲基乙烯基硅橡胶15‑26份,碳纤维20‑35份,氧化铝10‑20份,硅藻土7‑12份,硅油2‑8份,抗氧剂0.5‑1.5份和2,5‑二甲基‑2,5‑二(叔丁基过氧基)己烷2‑5份。本发明变压器降噪散热壳体材料质量轻、硬度高,抗冲击,耐磨损,抗老化,吸音和散热效果好。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种变压器降噪散热壳体材料。
背景技术
随着城市建设的需要,建在市区内的变电站越来越多,变压器工作时,常因铁芯和线圈的振动而产生比较大的噪声,干扰和影响人们的生活、工作和学习,影响人体健康,而且变压器和电抗器室均采用封闭性设计,无通风窗或排气风扇,在高温和高负荷季节变压器和电抗器室温度可达 60℃以上,影响变压器的寿命和安全运行,因此,开发一种变压器降噪散热壳体材料具有重要的意义。
中国专利CN105153675A公开了一种变压器用隔音壳体材料,其由以下重量份的原料组成:聚氨酯树脂 30-40 份,酚醛树脂 20-30 份,环氧丙烯酸树脂 10-20 份,玻璃纤维30-40 份,硅酸铝棉10-20 份,氢氧化铝 20-30 份,高岭土 20-30 份,硫酸钡 2-8 份,甲苯磺酸 1-2 份,磷酸 1-3 份,正已烷2-4 份,十二烷基苯磺酸钠 2-8 份,抗氧剂 0.3-1.4份。中国专利CN105061982A公开了一种变压器隔音壳体材料,将酚醛树脂、环氧树脂、玻璃纤维、丁腈橡胶、聚氯乙烯树脂、空心微珠、膨胀蛭石、碳酸钙、硅藻土、硅油以及抗氧剂加入容器中,以 1600-1900r/min 的转速搅拌 15-20分钟,混合均匀后加入二氯甲烷继续搅拌5-10分钟,最后加入醋酸,以 2000-2200r/min 的转速搅拌 5-10 分钟,将混合均匀的原料浇入模具,在65-75℃条件下固化 60-80 分钟,冷却脱模即得变压器隔音壳体材料。但是,上述专利的隔音壳体材料导热效果差。
发明内容
为克服上述缺陷,本发明的目的在于提供一种变压器降噪散热壳体材料。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种变压器降噪散热壳体材料,所述壳体材料包括以下重量份数的原料:聚氨酯树脂30-40 份,甲基乙烯基硅橡胶15-26份,碳纤维20-35 份,氧化铝10-20份,硅藻土7-12份,硅油 2-8 份,抗氧剂 0.5-1.5 份和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷2-5份。
优选地,所述氧化铝为α-Al2O3,粒径为0.5-3μm,热导率30W/m·K。
优选地,还包括酚醛树脂10-20份。
优选地,所述壳体材料包括以下重量份数的原料:聚氨酯树脂32-36份,甲基乙烯基硅橡胶18-23份,酚醛树脂12-18份,碳纤维21-28 份,氧化铝13-16份,硅藻土8-10份,硅油5-6.5份,抗氧剂 0.6-1.2 份和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷2.5-4份。
优选地,所述壳体材料包括以下重量份数的原料:聚氨酯树脂35份,甲基乙烯基硅橡胶20份,酚醛树脂15份,碳纤维25份,氧化铝15份,硅藻土10份,硅油6 份,抗氧剂 1份和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷3份。
一种变压器降噪散热壳体材料的制备方法,包括以下步骤:将聚氨酯树脂、甲基乙烯基硅橡胶、碳纤维、氧化铝、硅藻土、硅油和抗氧剂加入混炼机中,搅拌 20-30 min,接着加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷,在70-100℃条件下混炼20-30min,最后送入金属磨具中,用压片机150-170℃,12-16MPa条件下挤压10-15min,最后170-200℃硫化成型。
本发明的积极有益效果:
1. 本发明聚氨酯树脂一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料,而且隔热、吸音效果好;甲基乙烯基硅橡胶表面能较低,耐热性较好,具有良好的电绝缘性能,还具有良好的耐化学物质、耐油类等的性能;甲基乙烯基硅橡胶与聚氨酯树脂互补使用,内部网络结构相互交叉,材料的热稳定明显提高。
碳纤维的轴向强度和模量高,密度低,耐腐蚀性好,还具有良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好,吸音效果好;α-Al2O3属于六方紧密堆积结构,熔点、硬度高,不溶于酸碱,耐腐蚀,绝缘性、导热性好;硅藻土内部孔隙结构,本发明将碳纤维、氧化铝、硅藻土在聚氨酯树脂、甲基乙烯基硅橡胶基体中搭接成导热网络,提高了材料的吸音、导热性能。
2. 本发明酚醛树脂耐腐蚀性能、隔音效果好,质量轻强度高,绝缘性和导热性能好,与聚氨酯树脂和甲基乙烯基硅橡胶合用,进一步提高了材料的隔音和导热性能。
3. 本发明变压器降噪散热壳体材料制备方法简单,各原料之间混炼效果好,材料力学性能优异。
4. 本发明变压器降噪散热壳体材料质量轻、硬度高,抗冲击,耐磨损,抗老化,吸音和散热效果好。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式,对本发明进一步说明。
实施例1
一种变压器降噪散热壳体材料,所述壳体材料包括以下重量份数的原料:聚氨酯树脂30份,甲基乙烯基硅橡胶15份,碳纤维20份,氧化铝10份,硅藻土7份,硅油 2份,抗氧剂0.5份和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷2份。
所述氧化铝为α-Al2O3,粒径为0.5-3μm,热导率30W/m·K。
上述变压器降噪散热壳体材料的制备方法,包括以下步骤:将聚氨酯树脂、甲基乙烯基硅橡胶、碳纤维、氧化铝、硅藻土、硅油和抗氧剂加入混炼机中,搅拌 20 min,接着加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷,在 80℃条件下混炼25min,最后送入金属磨具中,用压片机150℃,15MPa条件下挤压10min,最后鼓风烘箱中170℃硫化成型。
实施例2
一种变压器降噪散热壳体材料,所述壳体材料包括以下重量份数的原料:聚氨酯树脂35份,甲基乙烯基硅橡胶20份,碳纤维25 份,氧化铝15份,硅藻土10份,硅油 6 份,抗氧剂1 份和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷5份。
所述氧化铝为α-Al2O3,粒径为0.5-3μm,热导率30W/m·K。
上述变压器降噪散热壳体材料的制备方法,包括以下步骤:将聚氨酯树脂、甲基乙烯基硅橡胶、碳纤维、氧化铝、硅藻土、硅油和抗氧剂加入混炼机中,搅拌 25 min,接着加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷,在 70℃条件下混炼30min,最后送入金属磨具中,用压片机160℃,16MPa条件下挤压12min,最后鼓风烘箱中180℃硫化成型。
实施例3
一种变压器降噪散热壳体材料,所述壳体材料包括以下重量份数的原料:聚氨酯树脂30份,甲基乙烯基硅橡胶15份,酚醛树脂10份,碳纤维20份,氧化铝10份,硅藻土7份,硅油 2 份,抗氧剂 0.5份和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷2份。
所述氧化铝为α-Al2O3,粒径为0.5-3μm,热导率30W/m·K。
上述变压器降噪散热壳体材料的制备方法,包括以下步骤:将聚氨酯树脂、甲基乙烯基硅橡胶、酚醛树脂、碳纤维、氧化铝、硅藻土、硅油和抗氧剂加入混炼机中,搅拌 20min,接着加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷,在 100℃条件下混炼20min,最后送入金属磨具中,用压片机150℃,15MPa条件下挤压15min,最后鼓风烘箱中200℃硫化成型。
实施例4
一种变压器降噪散热壳体材料,所述壳体材料包括以下重量份数的原料:聚氨酯树脂32份,甲基乙烯基硅橡胶18份,酚醛树脂12份,碳纤维21份,氧化铝13份,硅藻土8份,硅油 5 份,抗氧剂 0.6份和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷2.5份。
所述氧化铝为α-Al2O3,粒径为0.5-3μm,热导率30W/m·K。
上述变压器降噪散热壳体材料的制备方法,包括以下步骤:将聚氨酯树脂、甲基乙烯基硅橡胶、酚醛树脂、碳纤维、氧化铝、硅藻土、硅油和抗氧剂加入混炼机中,搅拌30 min,接着加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷,在90℃条件下混炼25min,最后送入金属磨具中,用压片机170℃,12MPa条件下挤压10min,最后鼓风烘箱中190℃硫化成型。
实施例5
一种变压器降噪散热壳体材料,所述壳体材料包括以下重量份数的原料:聚氨酯树脂35份,甲基乙烯基硅橡胶20份,酚醛树脂15份,碳纤维25份,氧化铝15份,硅藻土10份,硅油6 份,抗氧剂 1份和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷3份。
所述氧化铝为α-Al2O3,粒径为0.5-3μm,热导率30W/m·K。
上述变压器降噪散热壳体材料的制备方法,包括以下步骤:将聚氨酯树脂、甲基乙烯基硅橡胶、酚醛树脂、碳纤维、氧化铝、硅藻土、硅油和抗氧剂加入混炼机中,搅拌 25min,接着加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷,在 80℃条件下混炼30min,最后送入金属磨具中,用压片机170℃,15MPa条件下挤压15min,最后鼓风烘箱中200℃硫化成型。
实施例6
本实施例变压器降噪散热壳体材料原料与实施例5相同,
上述变压器降噪散热壳体材料的制备方法,包括以下步骤:首先将碳纤维酸化处理,然后将聚氨酯树脂、甲基乙烯基硅橡胶、酚醛树脂、碳纤维、氧化铝、硅藻土、硅油和抗氧剂加入混炼机中,搅拌 25 min,接着加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷,在 80℃条件下混炼30min,最后送入金属磨具中,用压片机170℃,15MPa条件下挤压15min,最后鼓风烘箱中200℃硫化成型。
所述碳纤维酸化处理步骤如下:在碳纤维中加入20倍重量的浓硫酸,于60℃水浴中超声波振荡3h,然后采用清水清洗,抽滤,反复多次清洗,抽滤至中性,烘干即得。
经过酸化处理的碳纤维,碳纤维的表面形态得到明显的改观,纤维缠结程度降低,残留的催化剂颗粒和杂质也显著减少,并在碳纤维表面引入了一定数量的-COH和-COOH等官能团,上述官能团的引入在一定程度上改善了纳米碳纤维在聚氨酯树脂、甲基乙烯基硅橡胶、酚醛树脂中的分散性和流动性,提高了材料的导热性,而且碳纤维与聚氨酯树脂、甲基乙烯基硅橡胶、酚醛树脂的界面结合也更为牢靠,这又提高了材料的力学性能。
实施例7
一种变压器降噪散热壳体材料,所述壳体材料包括以下重量份数的原料:聚氨酯树脂36份,甲基乙烯基硅橡胶23份,酚醛树脂18份,碳纤维28份,氧化铝16份,硅藻土10份,硅油6.5 份,抗氧剂 1.2份和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷4份。
所述氧化铝为α-Al2O3,粒径为0.5-3μm,热导率30W/m·K。
上述变压器降噪散热壳体材料的制备方法,包括以下步骤:将聚氨酯树脂、甲基乙烯基硅橡胶、酚醛树脂、碳纤维、氧化铝、硅藻土、硅油和抗氧剂加入混炼机中,搅拌 30min,接着加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷,在 75℃条件下混炼25min,最后送入金属磨具中,用压片机160℃,15MPa条件下挤压15min,最后鼓风烘箱中200℃硫化成型。
实施例8
一种变压器降噪散热壳体材料,所述壳体材料包括以下重量份数的原料:聚氨酯树脂39.5份,甲基乙烯基硅橡胶25份,酚醛树脂19份,碳纤维30份,氧化铝18份,硅藻土11份,硅油7 份,抗氧剂 1.3份和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷4.5份。
所述氧化铝为α-Al2O3,粒径为0.5-3μm,热导率30W/m·K。
上述变压器降噪散热壳体材料的制备方法见实施例5。
实施例9
一种变压器降噪散热壳体材料,所述壳体材料包括以下重量份数的原料:聚氨酯树脂40份,甲基乙烯基硅橡胶26份,酚醛树脂20份,碳纤维35份,氧化铝20份,硅藻土12份,硅油8 份,抗氧剂 1.5份和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷5份。
所述氧化铝为α-Al2O3,粒径为0.5-3μm,热导率30W/m·K。
上述变压器降噪散热壳体材料的制备方法见实施例5。
将本发明实施例1-9制备的样片裁成直径为 10mm、厚度 3mm 的样片,采用驻波管法测定材料的隔音系数(频率1000Hz),上述实施例1-9制备的变压器降噪散热壳体材料性能检测结果见下表1。
表1 本发明实施例1-9制备的变压器降噪散热壳体材料性能检测结果
由表1可知,本发明实施例1-9制备的变压器降噪散热壳体材料力学性能优异,而且热导率高,导热性好,吸音效果优异。
Claims (1)
1.一种变压器降噪散热壳体材料,所述壳体材料由以下重量份数的原料制成:聚氨酯树脂35份,甲基乙烯基硅橡胶20份,酚醛树脂15份,碳纤维25份,氧化铝15份,硅藻土10份,硅油6 份,抗氧剂 1份和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷3份;
所述氧化铝为α-Al2O3,粒径为0.5-3μm,热导率30W/m•K;
上述变压器降噪散热壳体材料的制备方法,包括以下步骤:首先将碳纤维酸化处理,然后将聚氨酯树脂、甲基乙烯基硅橡胶、酚醛树脂、碳纤维、氧化铝、硅藻土、硅油和抗氧剂加入混炼机中,搅拌 25 min,接着加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷,在 80℃条件下混炼30min,最后送入金属磨具中,用压片机170℃,15MPa条件下挤压15min,最后鼓风烘箱中200℃硫化成型;
所述碳纤维酸化处理步骤如下:在碳纤维中加入20倍重量的浓硫酸,于60℃水浴中超声波振荡3h,然后采用清水清洗,抽滤,反复多次清洗,抽滤至中性,烘干即得。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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