CN106978065A - 一种变压器钢片绝缘涂层材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变压器钢片绝缘涂层材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氨酯‑ 丙烯酸酯‑ 环氧乙烷树脂40‑80份、磷酸二氢铝10‑20份、聚醚醚酮5‑10份、乙酸铵5‑10份、氧化镁1‑5份、非离子型表面活性剂1‑5份、聚酰亚胺树脂15‑25份、乙烯基硅油10‑30份、乙炔基环己醇0.5‑1份、乙烯‑乙酸乙烯共聚物5‑8份、聚二甲基硅氧烷5‑10份、去离子水40‑80份。本发明的变压器钢片绝缘涂层材料具有的耐高温、绝缘性好、密实性强、韧性优良的特点，其材料成本较低、原料易得且制备方法简单，具有良好的应用前景。

Description

一种变压器钢片绝缘涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及绝缘涂层技术领域，具体涉及一种变压器钢片绝缘涂层材料及其制备方法。
背景技术
随着国民经济高速发展，变压器应用越来越广泛，变压器中含有大量的电钢片，当变压器通上交流电时，在电钢片上会产生交变磁场，这个交变磁场会在电钢片周围产生交变电场，这个交变的电场会在电钢片内部产生交变电流，也就是涡流。为了避免或减少涡流，在生产中，将很薄的且互相绝缘的电工钢片叠加在一起，形成一个密集绝缘的电钢片，这样大回路的涡流就很难形成，而在每一片电钢片中，由于很薄，涡流也很难形成，即使有也极其微弱，可忽略。
同时当变压器使用到达一定年限，电钢片表面的绝缘层会逐渐老化，电钢片之间的绝缘性会逐渐下降，如果电钢片表面的绝缘完全被破坏，相当于铁芯是采用了一整块，涡流损耗会变的很大，铁芯中出现较大的涡流电流，不但会造成涡流损耗浪费电力，而引起铁芯发热，严重的可能会烧红，甚至熔掉，随之而来的是，线圈的电流增大，以致烧毁，整个变压器温度上升，变压器因上述超温故障而造成爆炸。
到目前为止，在变压器铁芯电钢片上形成一层绝缘层的技术以及涂料的配方已经有许多。鉴于现有的技术中绝缘涂料，存在外观性、附着性、表面加工性等方面的缺陷，尽管这些材料标注的耐热性能够达到变压器的温升要求，但是变压器长期在满负荷条件下运行或者短暂的超负荷运行的时候，变压器工作电流会达到额定值或超过额定值，从而使线圈一直在高温下运行，铁芯中电钢片的绝缘层受到高温影响，慢慢老化，其绝缘性能逐渐降低，甚至于发生过热现象导致导磁率下降从而使得变压器的电流急剧上升，加快了温度的上升，并最终烧毁。如果绝缘层采用耐高温，高稳定，超薄的绝缘材料，那么即使变压器长期在满负荷条件下运行或者有短暂的超负荷运行，变压器也不会因为高温导致老化，甚至于烧毁。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种变压器钢片绝缘涂层材料具有的耐高温、绝缘性好、密实性强、韧性优良的特点，其材料成本较低、原料易得且制备方法简单，具有良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种变压器钢片绝缘涂层材料，包括以下重量份的原料：
聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂40-80份、磷酸二氢铝10-20份、聚醚醚酮5-10份、乙酸铵5-10份、氧化镁1-5份、非离子型表面活性剂1-5份、聚酰亚胺树脂15-25份、乙烯基硅油10-30份、乙炔基环己醇0.5-1份、乙烯-乙酸乙烯共聚物5-8份、聚二甲基硅氧烷5-10份、去离子水40-80份。
优选地，所述绝缘涂层材料包括以下重量份的原料：
聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂60份、磷酸二氢铝15份、聚醚醚酮8份、乙酸铵8份、氧化镁3份、非离子型表面活性剂3份、聚酰亚胺树脂20份、乙烯基硅油20份、乙炔基环己醇0.8份、乙烯-乙酸乙烯共聚物6份、聚二甲基硅氧烷7份、去离子水60份。
优选地，所述聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂是由质量百分比20%-50% 的聚氨酯、25% -50% 的丙烯酸酯和10% -30% 的环氧乙烷反应所得。
优选地，所述非离子型表面活性剂异构十三碳醇醚、月桂醇聚氧乙烯醚、壬基酚的聚氧乙烯醚中的一种或几种。
本发明还提供了一种变压器钢片绝缘涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯基硅油、乙炔基环己醇、乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷混合加入到高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间20-60min，搅拌转速1600-1800r/min，得到混合物A；
步骤二，将磷酸二氢铝、聚醚醚酮、乙酸铵、氧化镁、去离子水混合加入到反应容器中，搅拌均匀，搅拌时间10-50min，搅拌转速600-800r/min得到混合液B；
步骤三，将步骤一制得的混合物A与步骤二制得的混合液B混合加入到搅拌机中在10-20℃下搅拌20-40min，搅拌转速600-800r/min，再加入非离子型表面活性剂升温到55-65℃搅拌60-120min，搅拌转速为2000-2500r/min，制得变压器钢片绝缘涂层材料。
优选地，所述步骤一中搅拌时间为40min，搅拌转速为1700 r/min。
优选地，所述步骤二中搅拌时间30min，搅拌转速为700r/min。
优选地，所述步骤三为：将步骤一制得的混合物A与步骤二制得的混合液B混合加入到搅拌机中在15℃下搅拌30min，搅拌转速700r/min，再加入非离子型表面活性剂升温到60℃搅拌90min，搅拌转速为2300r/min，制得变压器钢片绝缘涂层材料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的变压器钢片绝缘涂层材料添加的聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂能改进钢板粘着性和改进涂覆膜柔韧性，非离子型表面活性剂的运用增加了涂层的机械、耐油、耐腐蚀等性能。
（2）本发明的变压器钢片绝缘涂层材料添加了聚醚醚酮，可以在涂层表面形成凹凸的气隙，可以增加磁阻，减少涡流强度。
（3）本发明的变压器钢片绝缘涂层材料具有有耐高温、抗震、抗剥落、绝缘性能良好、耐老化的特点，产品的绝缘性、附着性、耐热性、耐腐蚀性和表面质量都十分优良。
（4）本发明的变压器钢片绝缘涂层材料制备方法，其原料易得、材料成本较低、方法简单，适合大规模工业生产，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的变压器钢片绝缘涂层材料，包括以下重量份的原料：
聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂40份、磷酸二氢铝10份、聚醚醚酮5份、乙酸铵5份、氧化镁1份、月桂醇聚氧乙烯醚1份、聚酰亚胺树脂15份、乙烯基硅油10份、乙炔基环己醇0.5份、乙烯-乙酸乙烯共聚物5份、聚二甲基硅氧烷5份、去离子水40份。
本实施例的变压器钢片绝缘涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯基硅油、乙炔基环己醇、乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷混合加入到高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间20min，搅拌转速1600r/min，得到混合物A；
步骤二，将磷酸二氢铝、聚醚醚酮、乙酸铵、氧化镁、去离子水混合加入到反应容器中，搅拌均匀，搅拌时间10min，搅拌转速600r/min得到混合液B；
步骤三，将步骤一制得的混合物A与步骤二制得的混合液B混合加入到搅拌机中在10℃下搅拌20min，搅拌转速600r/min，再加入非离子型表面活性剂升温到55℃搅拌60min，搅拌转速为2000r/min，制得变压器钢片绝缘涂层材料。
实施例2.
本实施例的变压器钢片绝缘涂层材料，包括以下重量份的原料：
聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂80份、磷酸二氢铝20份、聚醚醚酮10份、乙酸铵10份、氧化镁5份、异构十三碳醇醚5份、聚酰亚胺树脂25份、乙烯基硅油30份、乙炔基环己醇1份、乙烯-乙酸乙烯共聚物8份、聚二甲基硅氧烷10份、去离子水80份。
本实施例的变压器钢片绝缘涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯基硅油、乙炔基环己醇、乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷混合加入到高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间60min，搅拌转速1800r/min，得到混合物A；
步骤二，将磷酸二氢铝、聚醚醚酮、乙酸铵、氧化镁、去离子水混合加入到反应容器中，搅拌均匀，搅拌时间50min，搅拌转速800r/min得到混合液B；
步骤三，将步骤一制得的混合物A与步骤二制得的混合液B混合加入到搅拌机中在20℃下搅拌40min，搅拌转速800r/min，再加入非离子型表面活性剂升温到65℃搅拌120min，搅拌转速为2500r/min，制得变压器钢片绝缘涂层材料。
实施例3.
本实施例的变压器钢片绝缘涂层材料，包括以下重量份的原料：
聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂60份、磷酸二氢铝15份、聚醚醚酮8份、乙酸铵8份、氧化镁3份、壬基酚的聚氧乙烯醚3份、聚酰亚胺树脂20份、乙烯基硅油20份、乙炔基环己醇0.8份、乙烯-乙酸乙烯共聚物6份、聚二甲基硅氧烷7份、去离子水60份。
本实施例的变压器钢片绝缘涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯基硅油、乙炔基环己醇40min，搅拌转速1700r/min，得到混合物A；
步骤二，将磷酸二氢铝、聚醚醚酮、乙酸铵、氧化镁、去离子水混合加入到反应容器中，搅拌均匀，搅拌时间30min，搅拌转速700r/min得到混合液B；
步骤三，步骤一制得的混合物A与步骤二制得的混合液B混合加入到搅拌机中在15℃下搅拌30min，搅拌转速700r/min，再加入非离子型表面活性剂升温到60℃搅拌90min，搅拌转速为2300r/min，制得变压器钢片绝缘涂层材料。
实施例4.
本实施例的变压器钢片绝缘涂层材料，包括以下重量份的原料：
聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂50份、磷酸二氢铝12份、聚醚醚酮8份、乙酸铵7份、氧化镁2份、异构十三碳醇醚2份、聚酰亚胺树脂17份、乙烯基硅油15份、乙炔基环己醇0.6份、乙烯-乙酸乙烯共聚物7份、聚二甲基硅氧烷7份、去离子水40-80份。
聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂是由质量百分比40% 的聚氨酯30% 的丙烯酸酯和30% 的环氧乙烷通过核壳聚合法聚合而成。
本实施例的变压器钢片绝缘涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯基硅油、乙炔基环己醇、乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷混合加入到高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间30min，搅拌转速1700r/min，得到混合物A；
步骤二，将磷酸二氢铝、聚醚醚酮、乙酸铵、氧化镁、去离子水混合加入到反应容器中，搅拌均匀，搅拌时间30min，搅拌转速700r/min得到混合液B；
步骤三，将步骤一制得的混合物A与步骤二制得的混合液B混合加入到搅拌机中在10℃下搅拌25min，搅拌转速650r/min，再加入非离子型表面活性剂升温到55-65℃搅拌80min，搅拌转速为2200r/min，制得变压器钢片绝缘涂层材料。
本发明的变压器钢片绝缘涂层材料添加的聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂能改进钢板粘着性和改进涂覆膜柔韧性，非离子型表面活性剂的运用增加了涂层的机械、耐油、耐腐蚀等性能；添加的聚醚醚酮，可以在涂层表面形成凹凸的气隙，可以增加磁阻，该绝缘涂层有耐高温、抗震、抗剥落、绝缘性能良好、耐老化的特点，产品的绝缘性、附着性、耐热性、耐腐蚀性和表面质量都十分优良；其原料易得、材料成本较低、方法简单，适合大规模工业生产，具有广泛的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种变压器钢片绝缘涂层材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂40-80份、磷酸二氢铝10-20份、聚醚醚酮5-10份、乙酸铵5-10份、氧化镁1-5份、非离子型表面活性剂1-5份、聚酰亚胺树脂15-25份、乙烯基硅油10-30份、乙炔基环己醇0.5-1份、乙烯-乙酸乙烯共聚物5-8份、聚二甲基硅氧烷5-10份、去离子水40-80份。
2.根据权利要求1所述的变压器钢片绝缘涂层材料，其特征在于，所述绝缘涂层材料包括以下重量份的原料：
聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂60份、磷酸二氢铝15份、聚醚醚酮8份、乙酸铵8份、氧化镁3份、非离子型表面活性剂3份、聚酰亚胺树脂20份、乙烯基硅油20份、乙炔基环己醇0.8份、乙烯-乙酸乙烯共聚物6份、聚二甲基硅氧烷7份、去离子水60份。
3.根据权利要求1或2所述的变压器钢片绝缘涂层材料，其特征在于，所述聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂是由质量百分比20%-50% 的聚氨酯、25% -50% 的丙烯酸酯和10% -30% 的环氧乙烷通过核壳聚合法聚合而成。
4.根据权利要求1或2所述的变压器钢片绝缘涂层材料，其特征在于，所述非离子型表面活性剂异构十三碳醇醚、月桂醇聚氧乙烯醚、壬基酚的聚氧乙烯醚中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的变压器钢片绝缘涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将聚氨酯- 丙烯酸酯- 环氧乙烷树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯基硅油、乙炔基环己醇、乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷混合加入到高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间20-60min，搅拌转速1600-1800r/min，得到混合物A；
步骤二，将磷酸二氢铝、聚醚醚酮、乙酸铵、氧化镁、去离子水混合加入到反应容器中，搅拌均匀，搅拌时间10-50min，搅拌转速600-800r/min得到混合液B；
步骤三，将步骤一制得的混合物A与步骤二制得的混合液B混合加入到搅拌机中在10-20℃下搅拌20-40min，搅拌转速600-800r/min，再加入非离子型表面活性剂升温到55-65℃搅拌60-120min，搅拌转速为2000-2500r/min，制得变压器钢片绝缘涂层材料。
6.根据权利要求5所述的变压器钢片绝缘涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中搅拌时间为40min，搅拌转速为1700 r/min。
7.根据权利要求5所述的变压器钢片绝缘涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中搅拌时间30min，搅拌转速为700r/min。
8.根据权利要求3所述的变压器钢片绝缘涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三为：将步骤一制得的混合物A与步骤二制得的混合液B混合加入到搅拌机中在15℃下搅拌30min，搅拌转速700r/min，再加入非离子型表面活性剂升温到60℃搅拌90min，搅拌转速为2300r/min，制得变压器钢片绝缘涂层材料。
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