CN107221407A - 一种散热型变压器装置及一种导热涂层的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种散热型变压器装置及一种导热涂层的制备方法。所述散热型变压器装置包括箱体，放置于箱体内的变压器，在箱体的六个表面均具有导热涂层，所述导热涂层包括依次层叠在箱体表面的含有第一金属氧化物纳米颗粒的第一聚醚酰亚胺层、含有第二金属氧化物纳米颗粒的第二聚醚酰亚胺层以及含有第三金属氧化物纳米颗粒的第三聚醚酰亚胺层，其中第一聚醚酰亚胺层与箱体表面直接接触，第一金属氧化物纳米颗粒的粒径大于第二金属氧化物纳米颗粒的粒径，第二金属氧化物纳米颗粒的粒径大于第三金属氧化物纳米颗粒的粒径。本发明通过在承载变压器的箱体表面形成导热涂层，具有优异的散热性能，保证了变压器的安全使用。

Description

一种散热型变压器装置及一种导热涂层的制备方法

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种散热型变压器装置及一种导热涂层的制备方法。

背景技术

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器。而变压器在工作时，其内的电子元件易发热，而且变压器是一种持续工作的机器，所以长时间工作会导致电子元件产生大量的热，如果变压器产生的热量不处理，会导致电子元件过热而损毁，使得变压器不能正常工作，会导致一定范围内的用电居民断电，还可能形成火灾，会造成经济损失和为居民生活带来很大影响。而现有的变压器常采用水冷的方式进行降温，虽然降温速度快，但是危险系数高，不宜采纳。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种散热型变压器装置及一种导热涂层的制备方法。本发明通过在承载变压器的箱体表面形成导热涂层，具有优异的散热性能，保证了变压器的安全使用。

为实现上述目的，本发明提出的一种散热型变压器装置，所述散热型变压器装置包括箱体，放置于箱体内的变压器，在箱体的六个表面均具有导热涂层，所述导热涂层包括依次层叠在箱体表面的含有第一金属氧化物纳米颗粒的第一聚醚酰亚胺层、含有第二金属氧化物纳米颗粒的第二聚醚酰亚胺层以及含有第三金属氧化物纳米颗粒的第三聚醚酰亚胺层，其中第一聚醚酰亚胺层与箱体表面直接接触，第一金属氧化物纳米颗粒的粒径大于第二金属氧化物纳米颗粒的粒径，第二金属氧化物纳米颗粒的粒径大于第三金属氧化物纳米颗粒的粒径。

作为优选，所述箱体的材质为铝、不锈钢、铜、铁中的一种。

作为优选，所述第一、第二、第三金属氧化物纳米颗粒的材质为氧化硅、氧化锆、氧化锌、氧化钼、氧化铝中的一种，所述第一金属氧化物纳米颗粒的粒径为200-500纳米，所述第二金属氧化物纳米颗粒的粒径为100-200纳米，所述第三金属氧化物纳米颗粒的粒径为10-100纳米。

作为优选，所述第一、第二、第三聚醚酰亚胺层的厚度为50-200微米。

作为优选，所述第一、第二、第三金属氧化物纳米颗粒的材质为氧化锆，所述第一金属氧化物纳米颗粒的粒径为400纳米，所述第二金属氧化物纳米颗粒的粒径为150纳米，所述第三金属氧化物纳米颗粒的粒径为50纳米。

本发明还提出了一种导热涂层的制备方法，其包括如下步骤：

（1）制备粒径大小不同的第一金属氧化物纳米颗粒、第二金属氧化物纳米颗粒以及第三金属氧化物纳米颗粒，其中第一金属氧化物纳米颗粒的粒径大于第二金属氧化物纳米颗粒的粒径，第二金属氧化物纳米颗粒的粒径大于第三金属氧化物纳米颗粒的粒径；

（2）将所述的第一、第二、第三金属氧化物纳米颗粒分别加入到聚醚酰亚胺母料中，通过双螺杆挤出机加工而形成含有第一金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料、含有第二金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料以及含有第三金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料；

（3）通过热喷涂工艺在变压器的箱体的表面依次喷涂含有第一金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料、含有第二金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料以及含有第三金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料，以形成导热涂层。

本发明的有益效果如下：本发明通过在承载变压器的箱体表面形成导热涂层，导热突涂层中靠近箱体表面的聚醚酰亚胺层的金属氧化物纳米颗粒粒径较大，导热性能优异，随着远离箱体表面，聚醚酰亚胺层中的金属氧化物纳米颗粒粒径逐渐变小，在保证散热涂层具有优异散热功能的同时，外侧聚醚酰亚胺层具有粒径较小的金属氧化物纳米颗粒，有效防止聚醚酰亚胺层的开裂以及剥离，提高了聚醚酰亚胺层的稳固性。

附图说明

图1为本发明的散热型变压器装置的结构示意图；

图2为本发明的导热涂层的结构示意图。

具体实施方式

参见图1至图2，本发明首先提供了一种散热型变压器装置，所述散热型变压器装置包括箱体1，放置于箱体1内的变压器2，在箱体的六个表面均具有导热涂层3，所述导热涂层3包括依次层叠在箱体表面的含有第一金属氧化物纳米颗粒311的第一聚醚酰亚胺层31、含有第二金属氧化物纳米颗粒321的第二聚醚酰亚胺层32以及含有第三金属氧化物纳米颗粒331的第三聚醚酰亚胺层33，其中第一聚醚酰亚胺层31与箱体1表面直接接触，第一金属氧化物纳米颗粒311的粒径大于第二金属氧化物纳米颗粒321的粒径，第二金属氧化物纳米颗粒321的粒径大于第三金属氧化物纳米颗粒331的粒径。所述箱体的材质为铝、不锈钢、铜、铁中的一种。所述第一、第二、第三金属氧化物纳米颗粒的材质为氧化硅、氧化锆、氧化锌、氧化钼、氧化铝中的一种，所述第一金属氧化物纳米颗粒的粒径为200-500纳米，所述第二金属氧化物纳米颗粒的粒径为100-200纳米，所述第三金属氧化物纳米颗粒的粒径为10-100纳米。所述第一、第二、第三聚醚酰亚胺层的厚度为50-200微米。

本发明还提出了一种导热涂层的制备方法，其包括如下步骤：

（1）制备粒径大小不同的第一金属氧化物纳米颗粒311、第二金属氧化物纳米颗粒321以及第三金属氧化物纳米颗粒331，其中第一金属氧化物纳米颗粒311的粒径大于第二金属氧化物纳米颗粒321的粒径，第二金属氧化物纳米颗粒321的粒径大于第三金属氧化物纳米颗粒331的粒径；

（2）将所述的第一、第二、第三金属氧化物纳米颗粒分别加入到聚醚酰亚胺母料中，通过双螺杆挤出机加工而形成含有第一金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料、含有第二金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料以及含有第三金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料。

（3）通过热喷涂工艺在变压器的箱体的表面依次喷涂含有第一金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料、含有第二金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料以及含有第三金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料，以形成导热涂层3。

实施例1：

参见图1至图2，本发明首先提供了一种散热型变压器装置，所述散热型变压器装置包括箱体1，放置于箱体1内的变压器2，在箱体的六个表面均具有导热涂层3，所述导热涂层3包括依次层叠在箱体表面的含有第一金属氧化物纳米颗粒311的第一聚醚酰亚胺层31、含有第二金属氧化物纳米颗粒321的第二聚醚酰亚胺层32以及含有第三金属氧化物纳米颗粒331的第三聚醚酰亚胺层33，其中第一聚醚酰亚胺层31与箱体1表面直接接触，第一金属氧化物纳米颗粒311的粒径大于第二金属氧化物纳米颗粒321的粒径，第二金属氧化物纳米颗粒321的粒径大于第三金属氧化物纳米颗粒331的粒径。所述箱体1的材质为铝。所述第一、第二、第三金属氧化物纳米颗粒的材质为氧化锆，所述第一金属氧化物纳米颗粒的粒径为400纳米，所述第二金属氧化物纳米颗粒的粒径为150纳米，所述第三金属氧化物纳米颗粒的粒径为50纳米。所述第一、第二、第三聚醚酰亚胺层的厚度为100微米。

实施例2：

参见图1至图2，本发明首先提供了一种散热型变压器装置，所述散热型变压器装置包括箱体1，放置于箱体1内的变压器2，在箱体的六个表面均具有导热涂层3，所述导热涂层3包括依次层叠在箱体表面的含有第一金属氧化物纳米颗粒311的第一聚醚酰亚胺层31、含有第二金属氧化物纳米颗粒321的第二聚醚酰亚胺层32以及含有第三金属氧化物纳米颗粒331的第三聚醚酰亚胺层33，其中第一聚醚酰亚胺层31与箱体1表面直接接触，第一金属氧化物纳米颗粒311的粒径大于第二金属氧化物纳米颗粒321的粒径，第二金属氧化物纳米颗粒321的粒径大于第三金属氧化物纳米颗粒331的粒径。所述箱体的材质为不锈钢。所述第一、第二、第三金属氧化物纳米颗粒的材质为氧化铝，所述第一金属氧化物纳米颗粒的粒径为300纳米，所述第二金属氧化物纳米颗粒的粒径为180纳米，所述第三金属氧化物纳米颗粒的粒径为30纳米。所述第一、第二、第三聚醚酰亚胺层的厚度为150微米。

本发明通过在承载变压器的箱体表面形成导热涂层，导热突涂层中靠近箱体表面的聚醚酰亚胺层的金属氧化物纳米颗粒粒径较大，导热性能优异，随着远离箱体表面，聚醚酰亚胺层中的金属氧化物纳米颗粒粒径逐渐变小，在保证散热涂层具有优异散热功能的同时，外侧聚醚酰亚胺层具有粒径较小的金属氧化物纳米颗粒，有效防止聚醚酰亚胺层的开裂以及剥离，提高了聚醚酰亚胺层的稳固性。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申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。

Claims (6)

1.一种散热型变压器装置，其特征在于：所述散热型变压器装置包括箱体，放置于箱体内的变压器，在箱体的六个表面均具有导热涂层，所述导热涂层包括依次层叠在箱体表面的含有第一金属氧化物纳米颗粒的第一聚醚酰亚胺层、含有第二金属氧化物纳米颗粒的第二聚醚酰亚胺层以及含有第三金属氧化物纳米颗粒的第三聚醚酰亚胺层，其中第一聚醚酰亚胺层与箱体表面直接接触，第一金属氧化物纳米颗粒的粒径大于第二金属氧化物纳米颗粒的粒径，第二金属氧化物纳米颗粒的粒径大于第三金属氧化物纳米颗粒的粒径。

2.根据权利要求1所述的散热型变压器装置，其特征在于：所述箱体的材质为铝、不锈钢、铜、铁中的一种。

3.根据权利要求1所述的散热型变压器装置，其特征在于：所述第一、第二、第三金属氧化物纳米颗粒的材质为氧化硅、氧化锆、氧化锌、氧化钼、氧化铝中的一种，所述第一金属氧化物纳米颗粒的粒径为200-500纳米，所述第二金属氧化物纳米颗粒的粒径为100-200纳米，所述第三金属氧化物纳米颗粒的粒径为10-100纳米。

4.根据权利要求3所述的散热型变压器装置，其特征在于：所述第一、第二、第三聚醚酰亚胺层的厚度为50-200微米。

5.根据权利要求3所述的散热型变压器装置，其特征在于：所述第一、第二、第三金属氧化物纳米颗粒的材质为氧化锆，所述第一金属氧化物纳米颗粒的粒径为400纳米，所述第二金属氧化物纳米颗粒的粒径为150纳米，所述第三金属氧化物纳米颗粒的粒径为50纳米。

6.一种导热涂层的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：

（1）制备粒径大小不同的第一金属氧化物纳米颗粒、第二金属氧化物纳米颗粒以及第三金属氧化物纳米颗粒，其中第一金属氧化物纳米颗粒的粒径大于第二金属氧化物纳米颗粒的粒径，第二金属氧化物纳米颗粒的粒径大于第三金属氧化物纳米颗粒的粒径；

（2）将所述的第一、第二、第三金属氧化物纳米颗粒分别加入到聚醚酰亚胺母料中，通过双螺杆挤出机加工而形成含有第一金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料、含有第二金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料以及含有第三金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料；

（3）通过热喷涂工艺在变压器的箱体的表面依次喷涂含有第一金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料、含有第二金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料以及含有第三金属氧化物纳米颗粒的聚醚酰亚胺粒料，以形成导热涂层。