CN107793703A - 新型改性环氧树脂浇注母线配方及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新型改性环氧树脂浇注母线配方及其制备方法，配方由环氧树脂、固化剂、增韧剂、促进剂、填充料、着色剂、脱模剂等组成。本发明采用新型改性环氧树脂用于母线浇注绝缘材料，可以达到更高的防腐、耐火、防水和防爆性能，同时又能满足母线系统正常的电气性能。

Description

新型改性环氧树脂浇注母线配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及新型改性环氧树脂浇注母线配方及其制备方法。
背景技术
随着世界经济的飞速发展，用电精度和要求也提升了。目前国内外许多大型工矿企事业单位，高层综合性写字楼等输电系统大多采用电缆、分支电缆。但在许多特殊场合，这些输配电方式都不能满足工程用电的精度要求。例如：海上钻井平台、重化工场合、矿上水下、地沟、高腐蚀性场所等。固体环氧复合树脂浇注母线，将母排直接浇注密封，防护等级达到IP68，能充分满足各种特殊场合的用电需求。特别在核电现有电力传输技术中，要求母线在保证安全稳定传输电力的同时，具有结构紧凑的特点，需在其表面设置绝缘层，环氧树脂是目前公认的一种良好的绝缘材料，其分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为特征，其和相应的固化剂混合后，可以浇注在母线表面，环氧基团和固化剂发生交联反应而形成具有二向网状结构的高聚物，待其固化后，可以和母线形成良好的结合，能起到良好的绝缘作用。其中存在以下不足，其一，由于环氧树脂本身的膨胀系数和作为母线的铜导体的膨胀系数是有差异的，在温度上升时，两者之间会产生较大的内应力，容易导致环氧树脂开裂、变形、影响电气设备的使用可靠性；其二，环氧树脂的脆性大，耐冲击损伤能力差，耐热性能相对较差，一般小于160 ℃。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足而提供新型改性环氧树脂浇注母线配方及其制备方法。
本发明的技术方案包括：新型改性环氧树脂浇注母线配方及其制备方法，其原料组成如下：
环氧树脂：E-44
固化剂：纳迪克酸酐
增韧剂:聚壬二酸酐
促进剂：苄基二甲胺
填充料：石英粉
着色剂：Fe2O3
脱模剂：3-5%硅橡胶甲苯溶液或QT-01
优选成分比例为：E-44为100Pbw、纳迪克酸酐为50Pbw、聚壬二酸酐为20Pbw、苄基二甲胺为0.25Pbw、石英粉为300Pbw、Fe2O3为30Pbw、3-5%硅橡胶甲苯溶液或QT-01为5.5Pbw。
本发明的进一步改进在于：其原料组成如下：
环氧树脂：Eh-012
固化剂：甲基四氢苯酐
增韧剂:JDY-050活性增韧剂
促进剂：DMP-30
填充料：偶联化硅微粉
着色剂：Fe2O3
脱模剂：3-5%硅橡胶甲苯溶液或QT-01
优选成分比例为：Eh-012为100Pbw、甲基四氢苯酐为66Pbw、JDY-050活性增韧剂为16Pbw、DMP-30为0.26Pbw、偶联化硅微粉为300Pbw、Fe2O3为31Pbw、3-5%硅橡胶甲苯溶液或QT-01为5.6Pbw。
本发明的进一步改进在于：其制备方法如下：
A、将硅微粉烘干至充分干燥，温度150±5℃，时间在7.5h以上，如硅微粉堆放很厚，高于210mm，则需烘干23h以上；
B、在搅拌锅内先按配比加入溶化了的环氧树脂，然后将烘干的填充料（硅微粉）慢慢倒入搅拌锅内，与环氧树脂溶合，混合料配比如下：环氧树脂：硅微粉=100:205；
C、以将步骤B中的混合料在搅拌锅内进行真空脱气处理，温度设定为130±5℃，真空度≥670Pa，混合料重量61kg以上脱气时间设定为4h，61kg以下脱气时间设定为2h；
D、在另一只搅拌锅内，将固化剂、硅微粉按照固化剂：硅微粉=70:120进行混合，搅拌抽真空处理，温度设定为 52±5℃， 时间＞2h，真空度≥670Pa；
E、将固化剂、硅微粉混合料在真空下注入终体搅拌锅内与树脂硅微粉溶合，同时将增韧剂也一起加入，最后倒入促进剂（将促进剂先加在505ml左右的液态酸酐内搅拌均匀）然后倒入搅拌锅内搅拌，即可抽真空，时间为11-15min；
F、在真空状态下，打开浇注阀门，将混合料注入母线模具内，待模具浇满后，在进行真空处理，时间为11-15 min；
G、补浇模具到规定的高度，真空处理完毕，模具即入烘箱进行初固化，时间设定为1.5h，环氧胶固化前在补浇一次。
本发明的有益效果：
1、耐高温环氧树脂由于芳香密度与交联密度高，固化物性脆 ，在设计耐高温环氧树脂浇注料配方时进行增韧改性 ，用刚性无机填料（颗粒）的增韧机理，将环氧树脂改性，精心选择了粒径大小不同的数种无机填料对环氧进行改性，产生多方面的力学互补，使得裂纹难以形成。同时，对无机填料进行表面处理，使之通过偶联剂来使“粒子-偶联剂-基体树脂”具有良好的界面粘接性能，大大提高了产品的韧性，以达到强度和韧性兼顾。
2.由于环氧树脂材料本身无毒，化学性能稳定，填料和固化剂反应后不产生有毒气体，不含卤化物，亦不会对环境和人体造成危害。由于稳定的化学性质，使得固化后的组合物具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶性。
3.改性环氧树脂分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为特征，其和相应的固化剂混合后，可以浇注在母线表面，环氧基团和固化剂发生交联反应而形成具有二向网状结构的高聚物，待其固化后，可以和母线形成良好的结合，化学性质稳定，并能起到良好的绝缘作用，具有较好的抗老化性，以及高介电性能，耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘特性。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
新型改性环氧树脂浇注母线配方及其制备方法，其原料组成如下：
方案一：
环氧树脂：E-44
固化剂：纳迪克酸酐
增韧剂:聚壬二酸酐
促进剂：苄基二甲胺
填充料：石英粉
着色剂：Fe2O3
脱模剂：3-5%硅橡胶甲苯溶液或QT-01
优选成分比例为：E-44为100Pbw、纳迪克酸酐为50Pbw、聚壬二酸酐为20Pbw、苄基二甲胺为0.25Pbw、石英粉为300Pbw、Fe2O3为30Pbw、3-5%硅橡胶甲苯溶液或QT-01为5.5Pbw。
方案二：
环氧树脂：Eh-012
固化剂：甲基四氢苯酐
增韧剂:JDY-050活性增韧剂
促进剂：DMP-30
填充料：偶联化硅微粉
着色剂：Fe2O3
脱模剂：3-5%硅橡胶甲苯溶液或QT-01
优选成分比例为：Eh-012为100Pbw、甲基四氢苯酐为66Pbw、JDY-050活性增韧剂为16Pbw、DMP-30为0.26Pbw、偶联化硅微粉为300Pbw、Fe2O3为31Pbw、3-5%硅橡胶甲苯溶液或QT-01为5.6Pbw。
本发明的进一步改进在于：其制备方法如下：
A、将硅微粉烘干至充分干燥，温度150±5℃，时间在7.5h以上，如硅微粉堆放很厚，高于210mm，则需烘干23h以上；
B、在搅拌锅内先按配比加入溶化了的环氧树脂，然后将烘干的填充料（硅微粉）慢慢倒入搅拌锅内，与环氧树脂溶合，混合料配比如下：环氧树脂：硅微粉=100:205；
C、以将步骤B中的混合料在搅拌锅内进行真空脱气处理，温度设定为130±5℃，真空度≥670Pa，混合料重量61kg以上脱气时间设定为4h，61kg以下脱气时间设定为2h；
D、在另一只搅拌锅内，将固化剂、硅微粉按照固化剂：硅微粉=70:120进行混合，搅拌抽真空处理，温度设定为 52±5℃， 时间＞2h，真空度≥670Pa；
E、将固化剂、硅微粉混合料在真空下注入终体搅拌锅内与树脂硅微粉溶合，同时将增韧剂也一起加入，最后倒入促进剂（将促进剂先加在505ml左右的液态酸酐内搅拌均匀）然后倒入搅拌锅内搅拌，即可抽真空，时间为11-15min；
F、在真空状态下，打开浇注阀门，将混合料注入母线模具内，待模具浇满后，在进行真空处理，时间为11-15 min；
G、补浇模具到规定的高度，真空处理完毕，模具即入烘箱进行初固化，时间设定为1.5h，环氧胶固化前在补浇一次。
表1选用E-44环氧树脂时材料配比及机械性能
表2选用Eh-012环氧树脂时材料配比及机械性能
根据实验数据可知，方案一能够满足改性环氧树脂用于母线浇注绝缘材料。
以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.新型改性环氧树脂浇注母线配方及其制备方法，其特征在于：其原料组成如下：
环氧树脂：E-44
固化剂：纳迪克酸酐
增韧剂:聚壬二酸酐
促进剂：苄基二甲胺
填充料：石英粉
着色剂：Fe2O3
脱模剂：3-5%硅橡胶甲苯溶液或QT-01
优选成分比例为：E-44为100Pbw、纳迪克酸酐为50Pbw、聚壬二酸酐为20Pbw、苄基二甲胺为0.25Pbw、石英粉为300Pbw、Fe2O3为30Pbw、3-5%硅橡胶甲苯溶液或QT-01为5.5Pbw。
2.根据权利要求1所述的新型改性环氧树脂浇注母线配方及其制备方法，其特征在于：其原料组成如下：
环氧树脂：Eh-012
固化剂：甲基四氢苯酐
增韧剂:JDY-050活性增韧剂
促进剂：DMP-30
填充料：偶联化硅微粉
着色剂：Fe2O3
脱模剂：3-5%硅橡胶甲苯溶液或QT-01
优选成分比例为：Eh-012为100Pbw、甲基四氢苯酐为66Pbw、JDY-050活性增韧剂为16Pbw、DMP-30为0.26Pbw、偶联化硅微粉为300Pbw、Fe2O3为31Pbw、3-5%硅橡胶甲苯溶液或QT-01为5.6Pbw。
3.根据权利要求1或2所述的新型改性环氧树脂浇注母线配方及其制备方法，其特征在于：其制备方法如下：
A、将硅微粉烘干至充分干燥，温度150±5℃，时间在7.5h以上，如硅微粉堆放很厚，高于210mm，则需烘干23h以上；
B、在搅拌锅内先按配比加入溶化了的环氧树脂，然后将烘干的填充料（硅微粉）慢慢倒入搅拌锅内，与环氧树脂溶合，混合料配比如下：环氧树脂：硅微粉=100:205；
C、以将步骤B中的混合料在搅拌锅内进行真空脱气处理，温度设定为130±5℃，真空度≥670Pa，混合料重量61kg以上脱气时间设定为4h，61kg以下脱气时间设定为2h；
D、在另一只搅拌锅内，将固化剂、硅微粉按照固化剂：硅微粉=70:120进行混合，搅拌抽真空处理，温度设定为 52±5℃， 时间＞2h，真空度≥670Pa；
E、将固化剂、硅微粉混合料在真空下注入终体搅拌锅内与树脂硅微粉溶合，同时将增韧剂也一起加入，最后倒入促进剂（将促进剂先加在505ml左右的液态酸酐内搅拌均匀）然后倒入搅拌锅内搅拌，即可抽真空，时间为11-15min；
F、在真空状态下，打开浇注阀门，将混合料注入母线模具内，待模具浇满后，在进行真空处理，时间为11-15 min；
G、补浇模具到规定的高度，真空处理完毕，模具即入烘箱进行初固化，时间设定为1.5h，环氧胶固化前在补浇一次。
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