CN110256936A - 一种耐高压、防水的母线槽及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高压、防水的母线槽的制备方法，包括前期处理、覆膜和后期处理。制备过程中使用了一种组合物，按重量份数计，包括以下组分：纳米氮化铝10‑35份，改性环氧树脂70‑100份，固化剂20‑35份，促进剂2‑4份，阻燃剂5‑18份，颜料2‑6份，助剂1‑10份。通过本发明所述的制备方法制得的母线槽不仅耐高压10‑15KV，而且具有很好的防水性能，防水等级可达IP68，和良好的散热性能；另外，本发明所述制备方法无需人工覆膜，生产效率高，生产成本低。

Description

一种耐高压、防水的母线槽及其制备方法
技术领域
本发明属于电力输送干线领域，特别涉及一种耐高压、防水的母线槽及其制备方法。
背景技术
母线槽是一种输电装置，一般主要由铜排和包覆在铜排表面的起保护作用的绝缘膜经组装后构成。由于母线槽在高电压、大功率方面有明显的供电优势，所以在室内作为电力输送干线已经逐步代替了传统的电线电缆。在国外的发达国家，及我国的香港、澳门等已普及。在广东广州，凡12层以上楼宇配电房出线，即引至楼层的主干线90％以上使用了母线槽；630KVA变压器至配电柜也使用母线槽。
但是在室外，由于室外环境不稳定，风、雨、阳光的侵蚀会使得母线槽容易失效(例如母线槽中的绝缘膜易破、脱落导致水容易与铜排接触，从而易出现短路等情况而使得母线槽失效)。特别是母线槽的防水性能较差，导致母线槽在室外的应用受到限制。另外，室外使用母线槽一般输送高压电，现有技术中的母线槽耐电压一般也只有3-7KV，限制了母线槽在输送高压电方面的应用。
另外，现有技术中对母线槽中的铜排覆膜时往往采用的是人工方法覆膜，使得不仅覆膜效率低、成本高，而且覆膜过程容易带入灰尘或其他障碍物，不利于母线槽的散热，而且覆膜后最终膜层的密封性能也差，水或水汽容易进入，也限制了母线槽的应用环境。
因此，提供一种耐高压、防水性能好、制造成本低的母线槽十分有必要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种耐高压、防水的母线槽及其制备方法。通过本发明所述的制备方法制得的母线槽不仅耐高压，而且具有很好的防水性能和散热性能。
所述母线槽中的铜排表面覆膜所用的材料是一种组合物。
一种组合物，按重量份数计，包括以下组分：
优选的，一种组合物，按重量份数计，包括以下组分：
所述改性环氧树脂为邻甲酚醛改性的环氧树脂和/或丁腈橡胶改性的环氧树脂。
优选的，邻甲酚醛改性的环氧树脂的环氧当量范围为800-900克/当量。
优选的，丁腈橡胶改性的环氧树脂的环氧当量范围为200-280克/当量。
优选的，所述纳米氮化铝的尺寸范围为30-60nm。
优选的，所述固化剂为三乙烯四胺和/或二甲胺基丙胺。
优选的，促进剂选自三乙醇胺、氯化亚锡、三氯化铁、对氯代苯甲酸中的至少一种。
优选的，所述颜料为硫酸钡。
优选的，所述阻燃剂为磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、水菱镁矿微粉(水菱镁矿微粉颗粒尺寸为0.1-1mm)中的至少一种。
所述助剂包括流平剂、抗氧剂、消泡剂。
优选的，所述流平剂为丙烯酸类和/或有机硅类流平剂。
优选的，所述抗氧剂为N-苯基-α-萘胺和/或烷基吩噻嗪。
优选的，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
一种耐高压、防水的母线槽的制备方法，包括以下步骤：
(1)前期处理：先将铜排放入粉末流化床(由太仓市天利涂装设备有限公司提供，型号为TLRT-35-65)中加热至50-80℃，然后将本发明所述的组合物送入粉末流化床中，组合物会逐渐附着在铜排表面，备用；
(2)覆膜：然后在100-280℃下对铜排进行热处理，制得覆膜后的铜排；
(3)后期处理：将步骤(2)制得的覆膜后的铜排冷却，烘干，然后组装，制得所述耐高压、防水的母线槽。
优选的，步骤(1)中所述铜排经过喷砂处理，可进一步提高铜排表面对颗粒的附着力。
优选的，步骤(1)中所述的组合物是粉末状的，粉末状的组合物的粒径为0.01-1mm。
优选的，步骤(1)中是通过压缩空气将本发明所述的组合物送入粉末流化床中。
优先的，步骤(1)中所述铜排的横截面的尺寸宽×长为(2-4)mm×(45-55)mm，优选的所述铜排的横截面的尺寸宽×长为3×50mm。
优选的，步骤(2)中所述热处理的具体过程为：将铜排加热至100-180℃，保温10-25分钟，然后加热至180-210℃，保温10-20分钟，再加热至210-230℃，保温10-18分钟，最后加热至230-280℃，保温12-18分钟。
优先的，经过步骤(2)处理制得的铜排表面的膜的厚度为0.5-3mm。
优选的，步骤(3)中的冷却是用0.1-0.6MPa的风吹0.5-1.5分钟，再用水冷却至10-30℃。
优选的，步骤(3)中的烘干是在50-70℃下，干燥1-2小时。
步骤(3)中的组装，即将多个(例如3-8个)烘干后的覆膜后的铜排用本领域常用的方法组装即可得到母线槽(例如将4个覆膜后的铜排为一组，3组构成母线槽)。
所述粉末流化床主要由电烘箱、流化床，压缩空气、冷却槽组成。所述组合物以粉末状态被空气吹入粉末流化床中，组合物处于漂浮状态，遇到热的铜排，组合物会逐渐吸附在铜排表面，经过热处理后，组合物融化逐渐覆盖在铜排表面，最后经过冷却烘干处理，即制得所述的耐高压、防水的母线槽。
现有技术中的母线槽耐电压一般为3-7KV，耐压范围有限，本发明所述耐高压、防水的母线槽耐电压10-15KV，即为一种耐高压的母线槽。本发明所述的耐高压是区别是现有技术只能耐受3-7KV而言的。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)通过本发明所述的制备方法制得的母线槽不仅耐高压10-15KV，而且具有很好的防水性能，防水等级可达IP68，和良好的散热性能；
(2)本发明所述制备方法无需人工覆膜，生产效率高，生产成本低。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
实施例1
一种组合物，按重量份数计，包括以下组分：
所述改性环氧树脂为邻甲酚醛改性的环氧树脂和/或丁腈橡胶改性的环氧树脂。
邻甲酚醛改性的环氧树脂的环氧当量范围为800-900克/当量。
丁腈橡胶改性的环氧树脂的环氧当量范围为200-280克/当量。
所述纳米氮化铝的尺寸范围为30-35nm。
所述固化剂为三乙烯四胺。
促进剂为三乙醇胺。
所述颜料为硫酸钡。
所述阻燃剂为水菱镁矿微粉。
所述助剂包括流平剂、抗氧剂、消泡剂。
所述流平剂为丙烯酸类流平剂1份。
所述抗氧剂为N-苯基-α-萘胺1份。
所述消泡剂为有机硅类消泡剂1份。
一种耐高压、防水的母线槽的制备方法，包括以下步骤：
(1)前期处理：先将铜排放入粉末流化床中加热至60℃，然后将本发明所述的组合物送入粉末流化床中，组合物会逐渐附着在铜排表面，备用；
(2)覆膜：然后在100-250℃下对铜排进行热处理，制得覆膜后的铜排；
(3)后期处理：将步骤(2)制得的覆膜后的铜排冷却，烘干，组装，制得所述耐高压、防水的母线槽(将4个覆膜后的铜排为一组，3组构成母线槽)。
步骤(1)中所述铜排经过喷砂处理，可进一步提高铜排表面对颗粒的附着力。
步骤(1)中所述的组合物是粉末状的，粉末状的组合物的粒径为0.01-0.5mm。
步骤(1)中是通过压缩空气将本发明所述的组合物送入粉末流化床中。
步骤(1)中所述铜排的横截面的尺寸宽×长为3×50mm。
步骤(2)中所述热处理的具体过程为：将铜排加热至100℃，保温15分钟，然后加热至180℃，保温10分钟，再加热至230℃，保温15分钟，最后加热至250℃，保温15分钟。
经过步骤(2)处理制得的铜排表面的膜的厚度为1mm。
步骤(3)中的冷却是用0.3MPa的风吹1分钟，再用水冷却至15℃。
步骤(3)中的烘干是在50℃下，干燥2小时。
实施例2
一种组合物，按重量份数计，包括以下组分：
所述改性环氧树脂为邻甲酚醛改性的环氧树脂和/或丁腈橡胶改性的环氧树脂。
邻甲酚醛改性的环氧树脂的环氧当量范围为850-900克/当量。
丁腈橡胶改性的环氧树脂的环氧当量范围为220-280克/当量。
所述纳米氮化铝的尺寸范围为50nm。
所述固化剂为三乙烯四胺10份和二甲胺基丙胺15份。
促进剂为三乙醇胺1份、氯化亚锡1份。
所述颜料为硫酸钡。
所述阻燃剂为磷酸三丁酯。
所述助剂包括流平剂、抗氧剂、消泡剂。
所述流平剂为有机硅类流平剂2份。
所述抗氧剂为烷基吩噻嗪2份。
所述消泡剂为有机硅类消泡剂1份。
一种耐高压、防水的母线槽的制备方法，包括以下步骤：
(1)前期处理：先将铜排放入粉末流化床中加热至60℃，然后将本发明所述的组合物送入粉末流化床中，组合物会逐渐附着在铜排表面，备用；
(2)覆膜：然后在150-280℃下对铜排进行热处理，制得覆膜后的铜排；
(3)后期处理：将步骤(2)制得的覆膜后的铜排冷却，烘干，组装，制得所述耐高压、防水的母线槽(将4个覆膜后的铜排为一组，3组构成母线槽)。
步骤(1)中所述铜排经过喷砂处理，可进一步提高铜排表面对颗粒的附着力。
步骤(1)中所述的组合物是粉末状的，粉末状的组合物的粒径为0.03-0.06mm。
步骤(1)中是通过压缩空气将本发明所述的组合物送入粉末流化床中。
步骤(1)中所述铜排的横截面的尺寸宽×长为2×45。
步骤(2)中所述热处理的具体过程为：将铜排加热至150℃，保温25分钟，然后加热至200℃，保温10分钟，再加热至230℃，保温10分钟，最后加热至280℃，保温12分钟。
经过步骤(2)处理制得的铜排表面的膜的厚度为1.5mm。
步骤(3)中的冷却是用0.5MPa的风吹0.5分钟，再用水冷却至20℃。
步骤(3)中的烘干是在70℃下，干燥1小时。
实施例3
一种组合物，按重量份数计，包括以下组分：
所述改性环氧树脂为邻甲酚醛改性的环氧树脂和/或丁腈橡胶改性的环氧树脂。
邻甲酚醛改性的环氧树脂的环氧当量范围为800-880克/当量。
丁腈橡胶改性的环氧树脂的环氧当量范围为250-280克/当量。
所述纳米氮化铝的尺寸范围为50-60nm。
所述固化剂为三乙烯四胺。
促进剂为三乙醇胺。
所述颜料为硫酸钡。
所述阻燃剂为水菱镁矿微粉。
所述助剂包括流平剂、抗氧剂、消泡剂。
所述流平剂为有机硅类流平剂3份。
所述抗氧剂为烷基吩噻嗪3份。
所述消泡剂为有机硅类消泡剂3份。
一种耐高压、防水的母线槽的制备方法，包括以下步骤：
(1)前期处理：先将铜排放入粉末流化床中加热至80℃，然后将本发明所述的组合物送入粉末流化床中，组合物会逐渐附着在铜排表面，备用；
(2)覆膜：然后在120-260℃下对铜排进行热处理，制得覆膜后的铜排；
(3)后期处理：将步骤(2)制得的覆膜后的铜排冷却，烘干，然后组装，制得所述耐高压、防水的母线槽。
步骤(1)中所述铜排经过喷砂处理，可进一步提高铜排表面对颗粒的附着力。
步骤(1)中所述的组合物是粉末状的，粉末状的组合物的粒径为0.04-0.08mm。
步骤(1)中是通过压缩空气将本发明所述的组合物送入粉末流化床中。
步骤(1)中所述铜排的横截面的尺寸宽×长为3×50mm。
步骤(2)中所述热处理的具体过程为：将铜排加热至120℃，保温10分钟，然后加热至210℃，保温10分钟，再加热至230℃，保温15分钟，最后加热至260℃，保温15分钟。
经过步骤(2)处理制得的铜排表面的膜的厚度为2.1mm。
步骤(3)中的冷却是用0.5MPa的风吹1分钟，再用水冷却至20℃。
步骤(3)中的烘干是在60℃下，干燥1.5小时。
对比例1
与实施例1相比，对比例1中的组合物不含有纳米氮化铝，其余组分和制备过程与实施例1相同。
对比例2
与实施例2相比，对比例2中的邻甲酚醛改性的环氧树脂的环氧当量范围为700-750克/当量；丁腈橡胶改性的环氧树脂的环氧当量范围为100-150克/当量。所述纳米氮化铝的尺寸范围为100-120nm。其余组分和制备过程与实施例2相同。
对比例3
与实施例3相比，对比例3中的步骤(2)中所述热处理的具体过程为：将铜排加热至80℃，保温25分钟，然后加热至150℃，保温10分钟，再加热至180℃，保温15分钟，最后加热至200℃，保温18分钟。其余组分和制备过程与实施例3相同。
产品效果测试
对实施例1-3、对比例1-3制备的母线槽和市售的母线槽(市售的母线槽是人工对铜排进行人工覆膜，且铜排上的膜不包含本发明所述的改性树脂)进行耐高压测试和防水性能测试，防水等级测试标准采用国际电工委员会(IEC)推荐的IPxx等级标准。在等级标准中，“xx”是两位数字，第一位表示对固体的防护等级，第二位表示对液体的防护等级。固体防护等级有7个等级，用0-6分别表示(0：没有保护，1：防止大的固体侵入，2：防止中等大小的固体侵入，3：防止小固体进入侵入，4：防止物体大于1mm的固体进入，5：防止有害的粉尘堆积，6：完全防止粉尘进入)；液体防护等级有9个等级，用0-8分别表示(0：没有保护，1：水滴滴入到外壳无影响，2：当外壳倾斜到15度时，水滴滴入到外壳无影响，3：水或雨水从60度角落到外壳上无影响，4：液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响，5：用水冲洗无任何伤害，6：可用于船舱内的环境，7：可于短时间内耐浸水(1m)，8：于一定压力下长时间浸水)。结果如表1所示。
表1：
从表1数据可以看出，本发明所述实施例1-3制备得到的母线槽的耐最高电压明显优于对比例1-3和市售的母线槽的耐最高电压。
本发明所述实施例1-3制备得到的母线槽的防水等级也明显优于对比例1-3和市售的母线槽的防水等级。

Claims (10)

1.一种组合物，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
所述改性环氧树脂为邻甲酚醛改性的环氧树脂和/或丁腈橡胶改性的环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述颜料为硫酸钡；所述阻燃剂为磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、水菱镁矿微粉中的至少一种；所述助剂包括流平剂、抗氧剂、消泡剂。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，邻甲酚醛改性的环氧树脂的环氧当量范围为800-900克/当量；丁腈橡胶改性的环氧树脂的环氧当量范围为200-280克/当量。
4.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述纳米氮化铝的尺寸范围为30-60nm。
5.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述固化剂为三乙烯四胺和/或二甲胺基丙胺。
6.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，促进剂选自三乙醇胺、氯化亚锡、三氯化铁、对氯代苯甲酸中的至少一种。
7.一种耐高压、防水的母线槽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)前期处理：先将铜排放入粉末流化床中加热，然后将权利要求1-6中任一项所述的组合物送入粉末流化床中；
(2)覆膜：然后在100-280℃下对铜排进行热处理，制得覆膜后的铜排；
(3)后期处理：将步骤(2)制得的覆膜后的铜排冷却，烘干，组装，制得所述耐高压、防水的母线槽。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的组合物是粉末状的，粉末状的组合物的粒径为0.01-1mm。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述热处理的具体过程为：将铜排加热至100-180℃，保温10-25分钟，然后加热至180-210℃，保温10-20分钟，再加热至210-230℃，保温10-18分钟，最后加热至230-280℃，保温12-18分钟。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，经过步骤(2)处理制得的铜排表面的膜的厚度为0.5-3mm；步骤(3)中的冷却是用0.1-0.6MPa的风吹0.5-1.5分钟，再用水冷却至10-30℃；步骤(3)中的烘干是在50-70℃下，干燥1-2小时。
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