CN107936760A - 一种电力配电柜用绝缘涂层材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力配电柜用绝缘涂层材料及其制备方法。包括按照重量份计的如下组份：水性环氧基体树脂50‑70份、改性端羧基丁腈橡胶8‑15份、三苯基膦1‑2份、抗氧化剂1‑2份、铂金催化剂1‑2份、固化剂1‑2份、粘结剂3‑5份。本发明以环氧胶粘剂为粘贴基材，环氧胶粘剂粘接的使用温度范围为‑50‑150℃，可靠性强、强度高，同时采用氧化锌、硅粉、氮化硼、氧化铝等作为导热剂，其导热率均大于29.31W/(m*K)，导热性能佳，环氧胶粘剂具有良好的抗热性，在温度较高时也不会发生形变，可保证电力配电柜用绝缘涂层长久的使用。

Description

一种电力配电柜用绝缘涂层材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电力配电柜技术领域，尤其涉及一种电力配电柜用绝缘涂层材料及其制备方法。

背景技术

近年来,随着国民经济的持续不断发展，电力需求呈快速增长趋势,为满足工农业产及人们的生活用电需要,逐步在城市中心区域兴建110kV及以上电压等级的变电站，由于电力在社会生产和人类生活中的广泛应用和电子及通信技术的迅速发展，配电柜作为变电站的一个组成部分，常年处在室外恶劣气候下，容易受到紫外线照射，容易引起老化，从而降低了配电柜的使用寿命。

配电箱的安装方式分为明装和暗装两种，明装配电箱的散热效果优于暗装配电箱，暗装配电箱内的空气不宜对流，其散热效果较差，造成配电箱内因低压断路器的温升使周围环境的空气温度上升，近年来，随着企业用电负荷的不断增加，电压输配电设备朝着大容量、大电流的方向发展，配电柜因为过热而发生摅障的情况日益凸显。常规的改进散热的方式是通过增加配电柜的散热面积、使用导热涂料，以提高其散热效率、辐射系数，对发热部件施行有针对性的散热等措施，从而改善配电柜的散热条件，，但现有的导热涂料导热性能不强，无法满足高电压配电箱的散热，因此，有必要采用合适的涂层材料予以保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力配电柜用绝缘涂层材料及其制备方法，具备导热性能佳，环氧胶粘剂具有良好的抗热性，在温度较高时也不会发生形变，可保证电力配电柜用绝缘涂层长久的使用的优点，解决了热涂料导热性能不强，无法满足高电压配电箱的散热的问题。

根据本发明实施例的一种电力配电柜用绝缘涂层材料，包括按照重量份计的如下组份：水性环氧基体树脂50-70份、改性端羧基丁腈橡胶8-15份、三苯基膦1-2份、抗氧化剂1-2份、铂金催化剂1-2份、固化剂1-2份、粘结剂3-5份。

在上述方案基础上，还包括氧化锌25-30份。

在上述方案基础上，还包括氮化硼25-30份。

在上述方案基础上，还包括硅粉20-25份。

在上述方案基础上，所述固化剂包括：甲基三氯硅烷50-60份、无水甲醇20-30份、石油醚10-20份、甲醇钠6-10份。

在上述方案基础上，所述改性端羧基丁腈橡胶由羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51按3-5:1-2比例混合所制得。

一种电力配电柜用绝缘涂层材料的制备方法，具体包括以下步骤：

S1.改性端羧基丁腈橡胶的制备：按比例混合羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51，通过机械搅拌20-30min后，放置一旁待用；

S2.固化剂的制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚、甲醇钠，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应，滴加完成后进行再加入甲醇钠并进行蒸馏，控制蒸馏时的PH值在6.5-7时停止，即制得了固化剂；

S3.环氧胶粘剂的制备：将环氧基体树脂、S1所制备的改性端羧基丁腈橡胶、三苯基膦按照称取的分量，在通氮气的情况下加热搅拌混合，加热温度为120-140℃，加热搅拌时间为1-1.5h，所得的悬浮液用超声波分散50min后冷却，冷却时间1-2h，然后将悬浮液用去离子水洗涤、抽滤，滤纸上方即制得环氧胶粘剂：

S4.混合液制备：将氧化锌、氮化硼、硅粉、氧化铝按照分量称取，在通氮情况下用去离子水搅拌混合，制得混合液；

S5.绝缘涂层材料制备：再将S3所制得的环氧胶粘剂按照比例称取加入混合液内，再依次加入抗氧化剂、铂金催化剂、粘结剂、在室温下强力搅拌1-1.5h，再加入S2所制备的分散剂超声波分散0.5-1h，充分混合完毕，真空脱出溶剂和气泡，最后制得电力配电柜用绝缘涂层材料。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1、绝缘涂层材料以环氧胶粘剂为粘贴基材，环氧胶粘剂粘接的使用温度范围为-50-150℃，可靠性强、强度高，同时采用氧化锌、硅粉、氮化硼、氧化铝等作为导热剂，其导热率均大于29.31W/(m*K)，导热性能佳，环氧胶粘剂具有良好的抗热性，在温度较高时也不会发生形变，可保证电力配电柜用绝缘涂层长久的使用；

2、固化剂是通过溶胶－凝胶法在液相下将这些原料均匀混合，有机组分多烷氧基硅烷通过水解、缩聚以共价键和配位键接于无机网络中，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维网络结构的凝胶，三维网络结构的凝胶结构稳定，并且键位间的极性较强，使的绝缘涂层材料更为稳固，不易受热脱落；

3、抗氧化剂与粘结剂的作用使绝缘涂层材料具有较强的抗氧化性增加，避免了内部材料与外界物质氧化的可能性，粘结剂增加了绝缘涂层材料与电力配电柜的粘结性，增强了附着力度。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段及所达到的具体功能，下面以具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

实施例1

本实施例提供了一种电力配电柜用绝缘涂层材料，包括按照重量份计的如下组份：水性环氧基体树脂50份、改性端羧基丁腈橡胶8份、三苯基膦1份、抗氧化剂1份、铂金催化剂1份、固化剂1份、粘结剂3份、氧化锌25份、氮化硼25份、硅粉20份。

固化剂包括：甲基三氯硅烷50份、无水甲醇20份、石油醚10份、甲醇钠6份。

改性端羧基丁腈橡胶由羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51按3:1比例混合所制得。

一种电力配电柜用绝缘涂层材料的制备方法，具体包括以下步骤：

S1.改性端羧基丁腈橡胶的制备：按比例混合羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51，通过机械搅拌20min后，放置一旁待用；

S2.固化剂的制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚、甲醇钠，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应，滴加完成后进行再加入甲醇钠并进行蒸馏，控制蒸馏时的PH值在6.5时停止，即制得了固化剂；

S3.环氧胶粘剂的制备：将环氧基体树脂、S1所制备的改性端羧基丁腈橡胶、三苯基膦按照称取的分量，在通氮气的情况下加热搅拌混合，加热温度为120℃，加热搅拌时间为1h，所得的悬浮液用超声波分散50min后冷却，冷却时间1h，然后将悬浮液用去离子水洗涤、抽滤，滤纸上方即制得环氧胶粘剂：

S4.混合液制备：将氧化锌、氮化硼、硅粉、氧化铝按照分量称取，在通氮情况下用去离子水搅拌混合，制得混合液；

S5.绝缘涂层材料制备：再将S3所制得的环氧胶粘剂按照比例称取加入混合液内，再依次加入抗氧化剂、铂金催化剂、粘结剂、在室温下强力搅拌1h，再加入S2所制备的分散剂超声波分散0.5h，充分混合完毕，真空脱出溶剂和气泡，最后制得电力配电柜用绝缘涂层材料。

实施例2

本实施例提供了一种电力配电柜用绝缘涂层材料，包括按照重量份计的如下组份：水性环氧基体树脂55份、改性端羧基丁腈橡胶10份、三苯基膦1份、抗氧化剂2份、铂金催化剂2份、固化剂1份、粘结剂5份、氧化锌26份、氮化硼27份、硅粉22份。

固化剂包括：甲基三氯硅烷52份、无水甲醇22份、石油醚12份、甲醇钠7份。

改性端羧基丁腈橡胶由羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51按4:1比例混合所制得。

一种电力配电柜用绝缘涂层材料的制备方法，具体包括以下步骤：

S1.改性端羧基丁腈橡胶的制备：按比例混合羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51，通过机械搅拌25min后，放置一旁待用；

S2.固化剂的制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚、甲醇钠，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应，滴加完成后进行再加入甲醇钠并进行蒸馏，控制蒸馏时的PH值在6.5时停止，即制得了固化剂；

S3.环氧胶粘剂的制备：将环氧基体树脂、S1所制备的改性端羧基丁腈橡胶、三苯基膦按照称取的分量，在通氮气的情况下加热搅拌混合，加热温度为120℃，加热搅拌时间为1.3h，所得的悬浮液用超声波分散50min后冷却，冷却时间1.5h，然后将悬浮液用去离子水洗涤、抽滤，滤纸上方即制得环氧胶粘剂：

S4.混合液制备：将氧化锌、氮化硼、硅粉、氧化铝按照分量称取，在通氮情况下用去离子水搅拌混合，制得混合液；

S5.绝缘涂层材料制备：再将S3所制得的环氧胶粘剂按照比例称取加入混合液内，再依次加入抗氧化剂、铂金催化剂、粘结剂、在室温下强力搅拌1.2h，再加入S2所制备的分散剂超声波分散0.5h，充分混合完毕，真空脱出溶剂和气泡，最后制得电力配电柜用绝缘涂层材料。

实施例3

本实施例提供了一种电力配电柜用绝缘涂层材料，包括按照重量份计的如下组份：水性环氧基体树脂60份、改性端羧基丁腈橡胶12份、三苯基膦2份、抗氧化剂2份、铂金催化剂1份、固化剂2份、粘结剂3份、氧化锌28份、氮化硼28份、硅粉22份。

固化剂包括：甲基三氯硅烷55份、无水甲醇25份、石油醚15份、甲醇钠8份。

改性端羧基丁腈橡胶由羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51按5:2比例混合所制得。

一种电力配电柜用绝缘涂层材料的制备方法，具体包括以下步骤：

S1.改性端羧基丁腈橡胶的制备：按比例混合羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51，通过机械搅拌25min后，放置一旁待用；

S2.固化剂的制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚、甲醇钠，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应，滴加完成后进行再加入甲醇钠并进行蒸馏，控制蒸馏时的PH值在6.5时停止，即制得了固化剂；

S3.环氧胶粘剂的制备：将环氧基体树脂、S1所制备的改性端羧基丁腈橡胶、三苯基膦按照称取的分量，在通氮气的情况下加热搅拌混合，加热温度为130℃，加热搅拌时间为1.2h，所得的悬浮液用超声波分散50min后冷却，冷却时间1h，然后将悬浮液用去离子水洗涤、抽滤，滤纸上方即制得环氧胶粘剂：

S4.混合液制备：将氧化锌、氮化硼、硅粉、氧化铝按照分量称取，在通氮情况下用去离子水搅拌混合，制得混合液；

S5.绝缘涂层材料制备：再将S3所制得的环氧胶粘剂按照比例称取加入混合液内，再依次加入抗氧化剂、铂金催化剂、粘结剂、在室温下强力搅拌1h，再加入S2所制备的分散剂超声波分散0.5h，充分混合完毕，真空脱出溶剂和气泡，最后制得电力配电柜用绝缘涂层材料。

实施例4

本实施例提供了一种电力配电柜用绝缘涂层材料，包括按照重量份计的如下组份：水性环氧基体树脂65份、改性端羧基丁腈橡胶12份、三苯基膦1份、抗氧化剂2份、铂金催化剂1份、固化剂2份、粘结剂3份、氧化锌30份、氮化硼25份、硅粉25份。

固化剂包括：甲基三氯硅烷50份、无水甲醇25份、石油醚20份、甲醇钠10份。

改性端羧基丁腈橡胶由羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51按3:2比例混合所制得。

一种电力配电柜用绝缘涂层材料的制备方法，具体包括以下步骤：

S1.改性端羧基丁腈橡胶的制备：按比例混合羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51，通过机械搅拌30min后，放置一旁待用；

S2.固化剂的制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚、甲醇钠，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应，滴加完成后进行再加入甲醇钠并进行蒸馏，控制蒸馏时的PH值在7时停止，即制得了固化剂；

S3.环氧胶粘剂的制备：将环氧基体树脂、S1所制备的改性端羧基丁腈橡胶、三苯基膦按照称取的分量，在通氮气的情况下加热搅拌混合，加热温度为135℃，加热搅拌时间为1.5h，所得的悬浮液用超声波分散50min后冷却，冷却时间1h，然后将悬浮液用去离子水洗涤、抽滤，滤纸上方即制得环氧胶粘剂：

S4.混合液制备：将氧化锌、氮化硼、硅粉、氧化铝按照分量称取，在通氮情况下用去离子水搅拌混合，制得混合液；

S5.绝缘涂层材料制备：再将S3所制得的环氧胶粘剂按照比例称取加入混合液内，再依次加入抗氧化剂、铂金催化剂、粘结剂、在室温下强力搅拌1.5h，再加入S2所制备的分散剂超声波分散0.8h，充分混合完毕，真空脱出溶剂和气泡，最后制得电力配电柜用绝缘涂层材料。

实施例5

本实施例提供了一种电力配电柜用绝缘涂层材料，包括按照重量份计的如下组份：水性环氧基体树脂70份、改性端羧基丁腈橡胶15份、三苯基膦2份、抗氧化剂2份、铂金催化剂2份、固化剂2份、粘结剂5份、氧化锌30份、氮化硼30份、硅粉25份。

固化剂包括：甲基三氯硅烷60份、无水甲醇30份、石油醚20份、甲醇钠10份。

改性端羧基丁腈橡胶由羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51按4:2比例混合所制得。

一种电力配电柜用绝缘涂层材料的制备方法，具体包括以下步骤：

S1.改性端羧基丁腈橡胶的制备：按比例混合羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51，通过机械搅拌30min后，放置一旁待用；

S2.固化剂的制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚、甲醇钠，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应，滴加完成后进行再加入甲醇钠并进行蒸馏，控制蒸馏时的PH值在7时停止，即制得了固化剂；

S3.环氧胶粘剂的制备：将环氧基体树脂、S1所制备的改性端羧基丁腈橡胶、三苯基膦按照称取的分量，在通氮气的情况下加热搅拌混合，加热温度为140℃，加热搅拌时间为1.5h，所得的悬浮液用超声波分散50min后冷却，冷却时间2h，然后将悬浮液用去离子水洗涤、抽滤，滤纸上方即制得环氧胶粘剂：

S4.混合液制备：将氧化锌、氮化硼、硅粉、氧化铝按照分量称取，在通氮情况下用去离子水搅拌混合，制得混合液；

S5.绝缘涂层材料制备：再将S3所制得的环氧胶粘剂按照比例称取加入混合液内，再依次加入抗氧化剂、铂金催化剂、粘结剂、在室温下强力搅拌1.5h，再加入S2所制备的分散剂超声波分散1h，充分混合完毕，真空脱出溶剂和气泡，最后制得电力配电柜用绝缘涂层材料。

实验例

由上表可得出，本发明的绝缘涂层材料密度在1.4-1.85间，与绝缘材料相似，导热率较好，相比于其他绝缘材料导热性能佳，使用温度范围交广，具有较强的耐寒、耐热性能。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种电力配电柜用绝缘涂层材料，其特征在于，包括按照重量份计的如下组份：水性环氧基体树脂50-70份、改性端羧基丁腈橡胶8-15份、三苯基膦1-2份、抗氧化剂1-2份、铂金催化剂1-2份、固化剂1-2份、粘结剂3-5份。

2.根据权利要求1所述的一种电力配电柜用绝缘涂层材料，其特征在于，还包括氧化锌25-30份。

3.根据权利要求1所述的一种电力配电柜用绝缘涂层材料，其特征在于，还包括氮化硼25-30份。

4.根据权利要求1所述的一种电力配电柜用绝缘涂层材料，其特征在于，还包括硅粉20-25份。

5.根据权利要求1所述的一种电力配电柜用绝缘涂层材料，其特征在于，所述固化剂包括：甲基三氯硅烷50-60份、无水甲醇20-30份、石油醚10-20份、甲醇钠6-10份。

6.根据权利要求1所述的一种电力配电柜用绝缘涂层材料，其特征在于，所述改性端羧基丁腈橡胶由羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51按3-5:1-2比例混合所制得。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种电力配电柜用绝缘涂层材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1.改性端羧基丁腈橡胶的制备：按比例混合羧基丁腈橡胶、环氧树脂E51，通过机械搅拌20-30min后，放置一旁待用；

S2.固化剂的制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚、甲醇钠，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应，滴加完成后进行再加入甲醇钠并进行蒸馏，控制蒸馏时的PH值在6.5-7时停止，即制得了固化剂；

S3.环氧胶粘剂的制备：将环氧基体树脂、S1所制备的改性端羧基丁腈橡胶、三苯基膦按照称取的分量，在通氮气的情况下加热搅拌混合，加热温度为120-140℃，加热搅拌时间为1-1.5h，所得的悬浮液用超声波分散50min后冷却，冷却时间1-2h，然后将悬浮液用去离子水洗涤、抽滤，滤纸上方即制得环氧胶粘剂：

S4.混合液制备：将氧化锌、氮化硼、硅粉、氧化铝按照分量称取，在通氮情况下用去离子水搅拌混合，制得混合液；

S5.绝缘涂层材料制备：再将S3所制得的环氧胶粘剂按照比例称取加入混合液内，再依次加入抗氧化剂、铂金催化剂、粘结剂、在室温下强力搅拌1-1.5h，再加入S2所制备的分散剂超声波分散0.5-1h，充分混合完毕，真空脱出溶剂和气泡，最后制得电力配电柜用绝缘涂层材料。