CN106782894A - 一种树脂母线的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种树脂母线的制备方法，包括，预处理，清洗模具，涂覆有机硅脱模剂，预热，包覆导体，紧密排列，装配模具；制备树脂母线，配制改性环氧树脂，高能超声处理，脱泡，浇注入模，固化脱模。本发明所制得的树脂母线，其阻燃性能较普通市售产品改善50％，并提高两个防火等级；本发明所制得的树脂母线，其导热性能较普通市售产品增强一倍以上；本发明所提供的树脂母线，其体积小无气泡，防护性能可达IP68。

Description

一种树脂母线的制备方法
技术领域
本发明属于电工合金领域，具体涉及一种铜铝液熔合金母线的制备方法。
背景技术
经济繁荣发展，这就对输电提出了更高的要求。目前，多为所采用的输电系统多为电缆、分支电缆、空气绝缘母线槽以及密集型封闭母线槽。但对于一些特定使用场合，例如重化工场合、工矿、水下、高腐蚀性场合等等，传统的输配电方式就不能满足用电要求。
现有环氧树脂浇注母线，将母排直接浇注密封，防护等级可达IP68，虽然其能够满足一定的防水、防腐蚀的性能，但是其体积大，占用空间，并且在阻燃、散热等方面，还尚存不足。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有树脂母线制备的技术空白，提出了本发明。
因此，本发明其中的一个目的是解决现有技术中的不足，提供一种树脂母线的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种树脂母线的制备方法，包括，预处理，清洗模具，涂覆有机硅脱模剂，预热，包覆导体，紧密排列，装配模具；制备树脂母线，配制改性环氧树脂，高能超声处理，脱泡，浇注入模，固化脱模。
作为本发明所述树脂母线的制备方法的一种优选方案，其中：所述配置改性环氧树脂，其是将改性剂、环氧树脂、固化剂混合，其中所述改性剂与环氧树脂的质量比为1：1～1.5，所述改性剂与固化剂的比例为1：0.8～1.2。
作为本发明所述树脂母线的制备方法的一种优选方案，其中：所述高能超声处理，其功率为1000～1200W，频率为15～25kHz，温度为100～200℃，时间为15～30min；所述脱泡，其为放置于真空容器中，压力为0.05～0.08MPa，时间为10～15min。；
作为本发明所述树脂母线的制备方法的一种优选方案，其中：所述固化脱模，其中，固化包括升温固化、保温固化、冷却固化。
作为本发明所述树脂母线的制备方法的一种优选方案，其中：所述升温固化，其是以80～100℃为初始温度，以8～12℃/h升温，达到150～160℃后保持1～2h；所述保温固化，其是在150～160℃后保持10～12h；所述冷却固化，其是以5～10℃/h冷却至室温。
作为本发明所述树脂母线的制备方法的一种优选方案，其中：所述改性剂包括氮化硼、二氧化硅或氧化铝中的一种或几种。
作为本发明所述树脂母线的制备方法的一种优选方案，其中：所述氮化硼与二氧化硅的质量比为1：0.8～1.2，所述氮化硼与氧化铝的质量比为1：2～3。
作为本发明所述树脂母线的制备方法的一种优选方案，其中：所述氮化硼的粒径为100～200nm；所述二氧化硅的粒径为100～200nm；所述氧化铝的粒径为30～50μm。
作为本发明所述树脂母线的制备方法的一种优选方案，其中：所述预热，其是在120～140℃下保持2～3h。
作为本发明所述树脂母线的制备方法的一种优选方案，其中：所述固化剂包括DMP30。
本发明的有益效果：
(1)本发明所制得的树脂母线，其阻燃性能较普通市售产品改善50％，并提高两个防火等级；
(2)本发明所制得的树脂母线，其导热性能较普通市售产品增强一倍以上；
(3)本发明所提供的树脂母线，其体积小无气泡，防护性能可达IP68。
(4)本发明所提供的制备树脂母线的方法，其制备工艺简单，节能环保。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
预处理：
清洗模具，涂覆有机硅脱模剂聚乙烯、聚异丁烯、聚乙烯醇，置于烘箱预烘3h，温度为135℃；用聚酯定向薄膜包覆，紧密排列，装配模具；
配制混合料：
配制改性剂，纳米级氮化硼、纳米级二氧化硅、微米级氧化铝，按重量比为1：1：2。纳米级氮化硼，其粒径为100～200nm；纳米级二氧化硅，其粒径为100～200nm；微米级氧化铝，其粒径为30～50μm。
将改性剂、环氧树脂、DMP30按重量比1：1.5：1混合配制改性环氧树脂，以功率为1200W，频率为20kHz，温度为150℃，时间为30min高能超声处理，放置于真空容器中，压力为0.08MPa，时间为15min，脱泡。
浇注入模，升温固化自100℃起始，以10℃/h升温，升温至160℃后保持1h，然后保温10h，再以5℃/h降温至室温，脱模清洗。
切取固化的改性环氧树脂，作为样品1。
实施例2
预处理：
清洗模具，涂覆有机硅脱模剂聚乙烯、聚异丁烯、聚乙烯醇，置于烘箱预烘2h，温度为120℃；用聚酯定向薄膜包覆，紧密排列，装配模具；
配制混合料：
配制改性剂，纳米级氮化硼、纳米级二氧化硅、微米级氧化铝，按重量比为1：1：3。纳米级氮化硼，其粒径为100～200nm；纳米级二氧化硅，其粒径为100～200nm；微米级氧化铝，其粒径为30～50μm。
将改性剂、环氧树脂、DMP30按重量比1：1：1混合配制改性环氧树脂，以功率为1200W，频率为20kHz，温度为200℃，时间为20min高能超声处理，放置于真空容器中，压力为0.05MPa，时间为15min。，脱泡。
浇注入模，升温固化自100℃起始，以5℃/h升温，升温至150℃后保持1h，然后保温12h，再以10℃/h降温至室温，脱模清洗。
切取固化的改性环氧树脂，作为样品2。
实施例3
预处理：
清洗模具，涂覆有机硅脱模剂聚乙烯、聚异丁烯、聚乙烯醇，置于烘箱预烘2h，温度为140℃；用聚酯定向薄膜包覆，紧密排列，装配模具；
配制混合料：
配制改性剂，纳米级氮化硼、纳米级二氧化硅、微米级氧化铝，按重量比为1：1：2。纳米级氮化硼，其粒径为100～200nm；纳米级二氧化硅，其粒径为100～200nm；微米级氧化铝，其粒径为30～50μm。
将改性剂、环氧树脂、DMP30按重量比1：1.5：1.2混合配制改性环氧树脂，以功率为1000W，频率为25kHz，温度为150℃，时间为20min高能超声处理，放置于真空容器中，压力为0.05MPa，时间为15min。，脱泡。
浇注入模，升温固化自90℃起始，以5℃/h升温，升温至160℃后保持1h，然后保温10h，再以5℃/h降温至室温，脱模清洗。
切取固化的改性环氧树脂，作为样品3。
实施例4
切取普通市售环氧树脂浇注母线，作为样品4。
氧指数测试。将上述样品1～4制备为130.0×6.5×3mm；
用ASTM D2863-97氧指数测定仪测定燃烧时氧气体积分数。
将上述样品1～4制备为125.0×13.0×2.9mm，用丙烷气体燃烧产生的蓝色火焰(火焰尺寸25mm左右)对样品底部燃烧10秒后移开，计时测算样品自熄灭时间t1。熄灭后再用同样的火焰对样品底部燃烧10秒再计算熄灭时间t2，再用同样的步骤测算第三次熄灭时间t3；t1，t2，t3，总和不超过30秒且无燃烧物滴落，则样品为UL94V0级，若为30～60秒之间且无燃烧物滴落，则为UL94V1级，若为30～60秒之间且有燃烧物滴落，则为UL94V2级，若燃烧时间超过上述范畴，则算作无阻燃级别。
具体测试结果如下表
实施例5
将上述样品1～4制成直径12.9mm，厚度为1.5mm的圆片，根据热导率计算公式λ＝αcpρ，计算热导率λ，其中α为热扩散率cp为比热容，为密度，室温测量。
具体结果如下表
由上述实施例可见，本发明所所制备的树脂母线，在阻燃和导热性能上，有明显优异效果显现。这是因为，在环氧树脂中所添加的改性剂和固化剂，相互正协同作用，增强所致。
就阻燃方面，经发明者研究发现，DMP30因为其分子结构具有空间位阻效应，有效防止纳米改性剂因为表面活性大而发生团聚；基于此，又因为DMP30上带有羟基，在其本有的固化过程中，能够让阻燃元素即铝、氮、硼结合到固化树脂的交联网络中，故而使得阻燃稳定性好。
就散热方面，纳米级粒子的粒径是能否呈现最佳导热效果的关键，经发明者研究发现，环氧树脂的热传导载体是声子，纳米级粒子太小，其较大的比表面积会加剧声子的散射，因此，对于纳米级粒子粒径的限定，能否使得制得产品呈现优异的导热性能。另外，加入了微米级氧化铝，纳米级改性剂会因为其表面活性大，而吸附在微米级氧化铝上，二者交联，进而构成了良好的导热网络；同时，纳米级改性剂因固化剂固有羟基及其空间位阻效应，不易团聚，分散均匀。这就巩固和增强了最终所呈现的优异的导热性能。
高能超声作用在本发明并非简单使改性剂分散均匀，发明人通过研究发现，受高能超声处理后的基体存在微裂纹，随着处理进行会出现裂纹前端成波浪形的弓形状向前延伸的微观形貌。而这种裂纹将有利于二氧化硅的嵌入，并且高能超声提供的能量、分段式固化，能够促进环氧树脂体系的硅富集以及物质界面上的硅氧键增多，极性增强，表面张力变大，有利于提高基体强度、降低涂膜厚度且保证了环氧树脂体系无气泡。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种树脂母线的制备方法，其特征在于：包括，
预处理：清洗模具，涂覆有机硅脱模剂，预热，包覆导体，紧密排列，装配模具；
制备树脂母线：配制改性环氧树脂，高能超声处理，脱泡，浇注入模，固化脱模。
2.如权利要求1所述树脂母线的制备方法，其特征在于：所述配置改性环氧树脂，其是将改性剂、环氧树脂、固化剂混合，其中所述改性剂与环氧树脂的质量比为1：1～1.5，所述改性剂与固化剂的比例为1：0.8～1.2。
3.如权利要求1或2所述树脂母线的制备方法，其特征在于：所述高能超声处理，其功率为1000～1200W，频率为15～25kHz，温度为100～200℃，时间为15～30min；所述脱泡，其为放置于真空容器中，压力为0.05～0.08MPa，时间为10～15min。
4.如权利要求1或2所述树脂母线的制备方法，其特征在于：所述固化脱模，其中，固化包括升温固化、保温固化、冷却固化。
5.如权利要求4所述树脂母线的制备方法，其特征在于：所述升温固化，其是以80～100℃为初始温度，以8～12℃/h升温，达到150～160℃后保持1～2h；所述保温固化，其是在150～160℃后保持10～12h；所述冷却固化，其是以5～10℃/h冷却至室温。
6.如权利要求2所述树脂母线的制备方法，其特征在于：所述改性剂包括氮化硼、二氧化硅或氧化铝中的一种或几种。
7.如权利要求6所述树脂母线的制备方法，其特征在于：所述氮化硼与二氧化硅的质量比为1：0.8～1.2，所述氮化硼与氧化铝的质量比为1：2～3。
8.如权利要求6或7所述树脂母线的制备方法，其特征在于：所述氮化硼的粒径为100～200nm；所述二氧化硅的粒径为100～200nm；所述氧化铝的粒径为30～50μm。
9.如权利要求1、2、5、6或7任一项所述树脂母线的制备方法，其特征在于：所述预热，其是在120～140℃下保持2～3h。
10.如权利要求9所述树脂母线的制备方法，其特征在于：所述固化剂包括DMP30。
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