CN114605811B - 一种高强度变压器壳体 - Google Patents

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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes

Abstract

本发明公开了一种高强度变压器壳体，原料包括原料A和原料B，所述原料A包括环氧树脂改性水性聚氨酯、甲基MQ硅树脂、改性二氧化硅、三氧化二硼、蓖麻油聚氧乙烯醚和丙二醇甲醚醋酸酯，所述原料B包括五氧化二磷、2,5‑二甲基‑2,5‑二(叔丁基过氧化)己烷、3‑氯丙基三甲氧基硅烷和鞣酸。被发明所制备的高强度变压器壳体具有良好的力学性能，适用于可能承受较大载荷的冲击或震动的场合；且具有良好的热导性，利于变压器热量的散出，防止过热损坏，提高了变压器的使用寿命。

Description

一种高强度变压器壳体
技术领域
本发明属于电器设备技术领域，尤其涉及一种高强度变压器壳体。
背景技术
变压器外壳主要用于运行变压器现场的安全防护。避免因为异物进入变压器引起运行事故，也可有效保护人身安全并起一定的电磁屏蔽作用。变压器外壳可以用布胶板、玻璃布板、酚醛塑料、聚乙烯、尼龙等各种绝缘材料来制造。对于多大电变压器来说，由于它的功率较大，电器元件的温升较高，普通的绝缘材料由于散热性不足，很难满足大功率需求。同时，当电器元件尺寸较大时，或者变压器工矿较恶劣可能承受较大载荷的冲击或震动时，为了提高壳体机械强度，通常在外壳上设计几个加强筋，或者把壁厚适当增加一些，这就增加了壳体的重量，而且在某些安装位置上，考虑到必须预留变压器的散热空间，因此并没有很多空间提供给变压器壳体本身厚度的增加或加强筋位置的设计。
发明内容
本发明提供了一种高强度变压器壳体，原料包括原料A和原料B，所述原料A包括环氧树脂改性水性聚氨酯、甲基MQ硅树脂、改性二氧化硅、三氧化二硼、蓖麻油聚氧乙烯醚和丙二醇甲醚醋酸酯，所述原料B包括五氧化二磷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷和鞣酸；
所述改性二氧化硅的制备方法为：
1)配置氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液，将二氧化硅细粉末过1500目筛网，收集过筛粉末，过筛粉末浸泡在丙酮溶液中5min以上，然后固液分离，固相烘干，再按固液质量比固/液＝1:6～20的比例浸泡在所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中，静置2min，然后固液分离，固相置于100℃环境下烘干10min以上，再置于400～450℃环境下煅烧15～20min，然后空冷至常温称重，再次浸泡到所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中静置2min，静置完成后固液分离，固相再次100℃环境下烘干10min以上，随即置于400～450℃环境下煅烧15～20min，空冷至常温称重；重复上述浸泡、烘干、煅烧工序，直到空冷至常温称重后，固相质量为从未浸泡氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液前粉末质量的1.03倍以上；再置于400～450℃环境下煅烧1～2h，获得包覆铱氧化物二氧化硅粉末；
2)配置γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，将所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末置于所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，65±5℃水浴恒温，到温后加入冰醋酸，加料完成后继续保温2～3h，然后空冷至常温，固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得一步改性二氧化硅粉末；
3)配置2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液，将所述一步改性二氧化硅粉末加入所述混合液中，搅拌混合液20h以上，然后固液分离，固相用乙醇洗涤，烘干，获得所述改性二氧化硅。
进一步地，所述原料A和原料B的质量配比为1:1；其中所述原料A中各组分按重量份数计为：环氧树脂改性水性聚氨酯50份，甲基MQ硅树脂10～20份，改性二氧化硅6～8份，三氧化二硼4～5份，蓖麻油聚氧乙烯醚1～2份，丙二醇甲醚醋酸酯1～2份；所述原料B中各组分按重量份数计为：五氧化二磷4～7份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷2～3份，3-氯丙基三甲氧基硅烷6～10份，鞣酸2～3份。
进一步地，所述步骤1)中，氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为4％～5％，所述1,2-丙二醇的体积分数为8％～10％。
进一步地，所述步骤2)中，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的浓度为4～5g/100mL，所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末置于所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中的固液质量比固/液＝1:30；所述冰醋酸的加入质量与所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末质量比冰醋酸：包覆铱氧化物二氧化硅粉末＝1～2:20。
进一步地，所述2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液中，各组分的量比2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐：乙醇：N,N-二甲基甲酰胺＝3～5g:1.5～2.5g:100mL:1～2g；所述一步改性二氧化硅粉末加入所述混合液中的固液质量比固/液＝10～13g/100g。
上述一种高强度变压器壳体的制备方法，其步骤为：将所述原料A加入密炼机中搅拌20min混合均匀，然后加热至60±3℃保温，到温后加入所述原料B，密练搅拌50～60min，再加入固化剂，压塑成型，空冷至常温，获得所述变压器壳体。
本发明的有益效果在于：被发明所制备的高强度变压器壳体具有良好的力学性能，适用于可能承受较大载荷的冲击或震动的场合；且具有良好的热导性，利于变压器热量的散出，防止过热损坏，提高了变压器的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例进行详细的说明：
实施例1
一种高强度变压器壳体材料，原料包括原料A和原料B，所述原料A包括环氧树脂改性水性聚氨酯、甲基MQ硅树脂、改性二氧化硅、三氧化二硼、蓖麻油聚氧乙烯醚和丙二醇甲醚醋酸酯，所述原料B包括五氧化二磷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷和鞣酸；原料A和原料B的质量配比为1:1；其中所述原料A中各组分按重量份数计为：环氧树脂改性水性聚氨酯50份，甲基MQ硅树脂10份，改性二氧化硅6份，三氧化二硼4份，蓖麻油聚氧乙烯醚1份，丙二醇甲醚醋酸酯1份；所述原料B中各组分按重量份数计为：五氧化二磷4份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷2份，3-氯丙基三甲氧基硅烷6份，鞣酸2份。
其中，所述改性二氧化硅的制备方法为：
1)配置氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液，所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为4％，所述1,2-丙二醇的体积分数为8％，溶剂为乙醇；将二氧化硅细粉末过1500目筛网，收集过筛粉末，过筛粉末浸泡在丙酮中5min洗涤去除油脂，然后固液分离，固相烘干，再按固液质量比固/液＝1:10的比例浸泡在所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中，静置2min，然后固液分离，固相置于100℃环境下烘干10min，再置于400℃环境下煅烧15min，然后空冷至常温称重，再次浸泡到所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中静置2min，静置完成后固液分离，固相再次100℃环境下烘干10min，随即置于400℃环境下煅烧15min，空冷至常温称重；重复上述浸泡、烘干、煅烧工序，直到空冷至常温称重后，固相质量为从未浸泡氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液前粉末质量的1.16倍；再置于400℃环境下煅烧2h，获得包覆铱氧化物二氧化硅粉末；
2)配置γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的浓度为4g/100mL，溶剂为乙醇；将所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝1:30的比例置于所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，65±5℃水浴恒温，到温后加入冰醋酸，所述冰醋酸的加入质量与所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末质量比冰醋酸：包覆铱氧化物二氧化硅粉末＝1:20。加料完成后继续保温2h，然后空冷至常温，固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得一步改性二氧化硅粉末；
3)配置2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液，所述2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液中，各组分的量比2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐：乙醇：N,N-二甲基甲酰胺＝3g:1.5g:100mL:1g；将所述一步改性二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝10g/100g的比例加入所述混合液中，50r/min搅拌混合液20h，然后固液分离，固相用乙醇洗涤，烘干，获得所述改性二氧化硅。
上述一种高强度变压器壳体的制备步骤为：将所述原料A加入密炼机中搅拌20min混合均匀，然后加热至60±3℃保温，到温后加入所述原料B，密练搅拌50min，再加入固化剂(聚醚多元醇改性异氰酸酯)，固化剂的重量为原料A中环氧树脂改性水性聚氨酯重量的1/25；压塑成型，空冷至常温，获得所述变压器壳体性能测试试样。
实施例2
一种高强度变压器壳体材料，原料包括原料A和原料B，所述原料A包括环氧树脂改性水性聚氨酯、甲基MQ硅树脂、改性二氧化硅、三氧化二硼、蓖麻油聚氧乙烯醚和丙二醇甲醚醋酸酯，所述原料B包括五氧化二磷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷和鞣酸；原料A和原料B的质量配比为1:1；其中所述原料A中各组分按重量份数计为：环氧树脂改性水性聚氨酯50份，甲基MQ硅树脂14份，改性二氧化硅7份，三氧化二硼4份，蓖麻油聚氧乙烯醚1份，丙二醇甲醚醋酸酯1份；所述原料B中各组分按重量份数计为：五氧化二磷5份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷2份，3-氯丙基三甲氧基硅烷8份，鞣酸2份。
其中，所述改性二氧化硅的制备方法为：
1)配置氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液，所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为4％，所述1,2-丙二醇的体积分数为9％，溶剂为乙醇；将二氧化硅细粉末过1500目筛网，收集过筛粉末，过筛粉末浸泡在丙酮中5min洗涤去除油脂，然后固液分离，固相烘干，再按固液质量比固/液＝1:10的比例浸泡在所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中，静置2min，然后固液分离，固相置于100℃环境下烘干10min，再置于420℃环境下煅烧15min，然后空冷至常温称重，再次浸泡到所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中静置2min，静置完成后固液分离，固相再次100℃环境下烘干10min，随即置于420℃环境下煅烧15min，空冷至常温称重；重复上述浸泡、烘干、煅烧工序，直到空冷至常温称重后，固相质量为从未浸泡氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液前粉末质量的1.12倍；再置于420℃环境下煅烧2h，获得包覆铱氧化物二氧化硅粉末；
2)配置γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的浓度为4g/100mL，溶剂为乙醇；将所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝1:30的比例置于所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，65±5℃水浴恒温，到温后加入冰醋酸，所述冰醋酸的加入质量与所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末质量比冰醋酸：包覆铱氧化物二氧化硅粉末＝1:20。加料完成后继续保温2h，然后空冷至常温，固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得一步改性二氧化硅粉末；
3)配置2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液，所述2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液中，各组分的量比2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐：乙醇：N,N-二甲基甲酰胺＝4g:2g:100mL:1g；将所述一步改性二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝10g/100g的比例加入所述混合液中，50r/min搅拌混合液20h，然后固液分离，固相用乙醇洗涤，烘干，获得所述改性二氧化硅。
上述一种高强度变压器壳体的制备步骤为：将所述原料A加入密炼机中搅拌20min混合均匀，然后加热至60±3℃保温，到温后加入所述原料B，密练搅拌50min，再加入固化剂(聚醚多元醇改性异氰酸酯)，固化剂的重量为原料A中环氧树脂改性水性聚氨酯重量的1/25；压塑成型，空冷至常温，获得所述变压器壳体性能测试试样。
实施例3
一种高强度变压器壳体材料，原料包括原料A和原料B，所述原料A包括环氧树脂改性水性聚氨酯、甲基MQ硅树脂、改性二氧化硅、三氧化二硼、蓖麻油聚氧乙烯醚和丙二醇甲醚醋酸酯，所述原料B包括五氧化二磷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷和鞣酸；原料A和原料B的质量配比为1:1；其中所述原料A中各组分按重量份数计为：环氧树脂改性水性聚氨酯50份，甲基MQ硅树脂18份，改性二氧化硅7份，三氧化二硼5份，蓖麻油聚氧乙烯醚2份，丙二醇甲醚醋酸酯2份；所述原料B中各组分按重量份数计为：五氧化二磷6份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷3份，3-氯丙基三甲氧基硅烷8份，鞣酸3份。
其中，所述改性二氧化硅的制备方法为：
1)配置氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液，所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为5％，所述1,2-丙二醇的体积分数为9％，溶剂为乙醇；将二氧化硅细粉末过1500目筛网，收集过筛粉末，过筛粉末浸泡在丙酮中5min洗涤去除油脂，然后固液分离，固相烘干，再按固液质量比固/液＝1:10的比例浸泡在所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中，静置2min，然后固液分离，固相置于100℃环境下烘干10min，再置于440℃环境下煅烧15min，然后空冷至常温称重，再次浸泡到所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中静置2min，静置完成后固液分离，固相再次100℃环境下烘干10min，随即置于440℃环境下煅烧15min，空冷至常温称重；重复上述浸泡、烘干、煅烧工序，直到空冷至常温称重后，固相质量为从未浸泡氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液前粉末质量的1.15倍；再置于440℃环境下煅烧1h，获得包覆铱氧化物二氧化硅粉末；
2)配置γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的浓度为5g/100mL，溶剂为乙醇；将所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝1:30的比例置于所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，65±5℃水浴恒温，到温后加入冰醋酸，所述冰醋酸的加入质量与所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末质量比冰醋酸：包覆铱氧化物二氧化硅粉末＝1:20。加料完成后继续保温2h，然后空冷至常温，固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得一步改性二氧化硅粉末；
3)配置2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液，所述2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液中，各组分的量比2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐：乙醇：N,N-二甲基甲酰胺＝4g:2g:100mL:2g；将所述一步改性二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝10g/100g的比例加入所述混合液中，50r/min搅拌混合液20h，然后固液分离，固相用乙醇洗涤，烘干，获得所述改性二氧化硅。
上述一种高强度变压器壳体的制备步骤为：将所述原料A加入密炼机中搅拌20min混合均匀，然后加热至60±3℃保温，到温后加入所述原料B，密练搅拌50min，再加入固化剂(聚醚多元醇改性异氰酸酯)，固化剂的重量为原料A中环氧树脂改性水性聚氨酯重量的1/25；压塑成型，空冷至常温，获得所述变压器壳体性能测试试样。
实施例4
一种高强度变压器壳体材料，原料包括原料A和原料B，所述原料A包括环氧树脂改性水性聚氨酯、甲基MQ硅树脂、改性二氧化硅、三氧化二硼、蓖麻油聚氧乙烯醚和丙二醇甲醚醋酸酯，所述原料B包括五氧化二磷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷和鞣酸；原料A和原料B的质量配比为1:1；其中所述原料A中各组分按重量份数计为：环氧树脂改性水性聚氨酯50份，甲基MQ硅树脂20份，改性二氧化硅8份，三氧化二硼5份，蓖麻油聚氧乙烯醚2份，丙二醇甲醚醋酸酯2份；所述原料B中各组分按重量份数计为：五氧化二磷7份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷3份，3-氯丙基三甲氧基硅烷10份，鞣酸3份。
其中，所述改性二氧化硅的制备方法为：
1)配置氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液，所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为5％，所述1,2-丙二醇的体积分数为10％，溶剂为乙醇；将二氧化硅细粉末过1500目筛网，收集过筛粉末，过筛粉末浸泡在丙酮中5min洗涤去除油脂，然后固液分离，固相烘干，再按固液质量比固/液＝1:10的比例浸泡在所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中，静置2min，然后固液分离，固相置于100℃环境下烘干10min，再置于450℃环境下煅烧15min，然后空冷至常温称重，再次浸泡到所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中静置2min，静置完成后固液分离，固相再次100℃环境下烘干10min，随即置于450℃环境下煅烧15min，空冷至常温称重；重复上述浸泡、烘干、煅烧工序，直到空冷至常温称重后，固相质量为从未浸泡氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液前粉末质量的1.11倍；再置于450℃环境下煅烧1h，获得包覆铱氧化物二氧化硅粉末；
2)配置γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的浓度为5g/100mL，溶剂为乙醇；将所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝1:30的比例置于所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，65±5℃水浴恒温，到温后加入冰醋酸，所述冰醋酸的加入质量与所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末质量比冰醋酸：包覆铱氧化物二氧化硅粉末＝1:20。加料完成后继续保温2h，然后空冷至常温，固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得一步改性二氧化硅粉末；
3)配置2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液，所述2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液中，各组分的量比2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐：乙醇：N,N-二甲基甲酰胺＝5g:2.5g:100mL:2g；将所述一步改性二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝10g/100g的比例加入所述混合液中，50r/min搅拌混合液20h，然后固液分离，固相用乙醇洗涤，烘干，获得所述改性二氧化硅。
上述一种高强度变压器壳体的制备步骤为：将所述原料A加入密炼机中搅拌20min混合均匀，然后加热至60±3℃保温，到温后加入所述原料B，密练搅拌50min，再加入固化剂(聚醚多元醇改性异氰酸酯)，固化剂的重量为原料A中环氧树脂改性水性聚氨酯重量的1/25；压塑成型，空冷至常温，获得所述变压器壳体性能测试试样。
对比例1
一种作为对比例的壳体材料，原料包括原料A和原料B，所述原料A包括环氧树脂改性水性聚氨酯、甲基MQ硅树脂、二氧化硅(过1500目筛网的过筛粉末，粉末使用前在丙酮中浸泡5min洗涤去除油脂，然后固液分离，烘干使用)、三氧化二硼、蓖麻油聚氧乙烯醚和丙二醇甲醚醋酸酯，所述原料B包括五氧化二磷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷和鞣酸；原料A和原料B的质量配比为1:1；其中所述原料A中各组分按重量份数计为：环氧树脂改性水性聚氨酯50份，甲基MQ硅树脂18份，二氧化硅7份，三氧化二硼5份，蓖麻油聚氧乙烯醚2份，丙二醇甲醚醋酸酯2份；所述原料B中各组分按重量份数计为：五氧化二磷6份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷3份，3-氯丙基三甲氧基硅烷8份，鞣酸3份。
上述作为对比例的壳体材料制备步骤为：将所述原料A加入密炼机中搅拌20min混合均匀，然后加热至60±3℃保温，到温后加入所述原料B，密练搅拌50min，再加入固化剂(聚醚多元醇改性异氰酸酯)，固化剂的重量为原料A中环氧树脂改性水性聚氨酯重量的1/25；压塑成型，空冷至常温，获得本对比例的性能测试试样。
对比例2
一种作为对比例的壳体材料，原料包括原料A和原料B，所述原料A包括环氧树脂改性水性聚氨酯、甲基MQ硅树脂、改性二氧化硅、三氧化二硼、蓖麻油聚氧乙烯醚和丙二醇甲醚醋酸酯，所述原料B包括五氧化二磷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷和鞣酸；原料A和原料B的质量配比为1:1；其中所述原料A中各组分按重量份数计为：环氧树脂改性水性聚氨酯50份，甲基MQ硅树脂18份，改性二氧化硅7份，三氧化二硼5份，蓖麻油聚氧乙烯醚2份，丙二醇甲醚醋酸酯2份；所述原料B中各组分按重量份数计为：五氧化二磷6份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷3份，3-氯丙基三甲氧基硅烷8份，鞣酸3份。
其中，所述改性二氧化硅的制备方法为：
1)将二氧化硅细粉末过1500目筛网，收集过筛粉末，过筛粉末浸泡在丙酮中5min洗涤去除油脂，然后固液分离，固相烘干，获得洗涤后的二氧化硅粉末；
2)配置γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的浓度为5g/100mL，溶剂为乙醇；将所述洗涤后的二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝1:30的比例置于所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，65±5℃水浴恒温，到温后加入冰醋酸，所述冰醋酸的加入质量与所述洗涤后的二氧化硅粉末质量比冰醋酸：洗涤后的二氧化硅粉末＝1:20。加料完成后继续保温2h，然后空冷至常温，固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得一步改性二氧化硅粉末；
3)配置2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液，所述2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液中，各组分的量比2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐：乙醇：N,N-二甲基甲酰胺＝4g:2g:100mL:2g；将所述一步改性二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝10g/100g的比例加入所述混合液中，50r/min搅拌混合液20h，然后固液分离，固相用乙醇洗涤，烘干，获得所述改性二氧化硅。
上述作为对比例的壳体材料制备步骤为：将所述原料A加入密炼机中搅拌20min混合均匀，然后加热至60±3℃保温，到温后加入所述原料B，密练搅拌50min，再加入固化剂(聚醚多元醇改性异氰酸酯)，固化剂的重量为原料A中环氧树脂改性水性聚氨酯重量的1/25；压塑成型，空冷至常温，获得本对比例的性能测试试样。
对比例3
一种作为对比例的壳体材料，原料包括原料A和原料B，所述原料A包括环氧树脂改性水性聚氨酯、甲基MQ硅树脂、改性二氧化硅、三氧化二硼、蓖麻油聚氧乙烯醚和丙二醇甲醚醋酸酯，所述原料B包括五氧化二磷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷和鞣酸；原料A和原料B的质量配比为1:1；其中所述原料A中各组分按重量份数计为：环氧树脂改性水性聚氨酯50份，甲基MQ硅树脂18份，改性二氧化硅7份，三氧化二硼5份，蓖麻油聚氧乙烯醚2份，丙二醇甲醚醋酸酯2份；所述原料B中各组分按重量份数计为：五氧化二磷6份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷3份，3-氯丙基三甲氧基硅烷8份，鞣酸3份。
其中，所述改性二氧化硅的制备方法为：
1)配置氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液，所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为5％，所述1,2-丙二醇的体积分数为9％，溶剂为乙醇；将二氧化硅细粉末过1500目筛网，收集过筛粉末，过筛粉末浸泡在丙酮中5min洗涤去除油脂，然后固液分离，固相烘干，再按固液质量比固/液＝1:10的比例浸泡在所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中，静置2min，然后固液分离，固相置于100℃环境下烘干10min，再置于440℃环境下煅烧15min，然后空冷至常温称重，再次浸泡到所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中静置2min，静置完成后固液分离，固相再次100℃环境下烘干10min，随即置于440℃环境下煅烧15min，空冷至常温称重；重复上述浸泡、烘干、煅烧工序，直到空冷至常温称重后，固相质量为从未浸泡氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液前粉末质量的1.15倍；再置于440℃环境下煅烧1h，获得包覆铱氧化物二氧化硅粉末；
2)配置γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的浓度为5g/100mL，溶剂为乙醇；将所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝1:30的比例置于所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，65±5℃水浴恒温，到温后加入冰醋酸，所述冰醋酸的加入质量与所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末质量比冰醋酸：包覆铱氧化物二氧化硅粉末＝1:20。加料完成后继续保温2h，然后空冷至常温，固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得本对比例所述改性二氧化硅。
上述作为对比例的壳体材料制备步骤为：将所述原料A加入密炼机中搅拌20min混合均匀，然后加热至60±3℃保温，到温后加入所述原料B，密练搅拌50min，再加入固化剂(聚醚多元醇改性异氰酸酯)，固化剂的重量为原料A中环氧树脂改性水性聚氨酯重量的1/25；压塑成型，空冷至常温，获得本对比例的性能测试试样。
对比例4
一种作为对比例的壳体材料，原料包括原料A和原料B，所述原料A包括环氧树脂改性水性聚氨酯、甲基MQ硅树脂、改性二氧化硅、三氧化二硼、蓖麻油聚氧乙烯醚和丙二醇甲醚醋酸酯，所述原料B包括五氧化二磷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷；原料A和原料B的质量配比为1:1；其中所述原料A中各组分按重量份数计为：环氧树脂改性水性聚氨酯50份，甲基MQ硅树脂18份，改性二氧化硅7份，三氧化二硼5份，蓖麻油聚氧乙烯醚2份，丙二醇甲醚醋酸酯2份；所述原料B中各组分按重量份数计为：五氧化二磷6份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷3份，3-氯丙基三甲氧基硅烷8份。
其中，所述改性二氧化硅的制备方法为：
1)配置氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液，所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为5％，所述1,2-丙二醇的体积分数为9％，溶剂为乙醇；将二氧化硅细粉末过1500目筛网，收集过筛粉末，过筛粉末浸泡在丙酮中5min洗涤去除油脂，然后固液分离，固相烘干，再按固液质量比固/液＝1:10的比例浸泡在所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中，静置2min，然后固液分离，固相置于100℃环境下烘干10min，再置于440℃环境下煅烧15min，然后空冷至常温称重，再次浸泡到所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中静置2min，静置完成后固液分离，固相再次100℃环境下烘干10min，随即置于440℃环境下煅烧15min，空冷至常温称重；重复上述浸泡、烘干、煅烧工序，直到空冷至常温称重后，固相质量为从未浸泡氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液前粉末质量的1.15倍；再置于440℃环境下煅烧1h，获得包覆铱氧化物二氧化硅粉末；
2)配置γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的浓度为5g/100mL，溶剂为乙醇；将所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝1:30的比例置于所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，65±5℃水浴恒温，到温后加入冰醋酸，所述冰醋酸的加入质量与所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末质量比冰醋酸：包覆铱氧化物二氧化硅粉末＝1:20。加料完成后继续保温2h，然后空冷至常温，固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得一步改性二氧化硅粉末；
3)配置2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液，所述2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液中，各组分的量比2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐：乙醇：N,N-二甲基甲酰胺＝4g:2g:100mL:2g；将所述一步改性二氧化硅粉末按固液质量比固/液＝10g/100g的比例加入所述混合液中，50r/min搅拌混合液20h，然后固液分离，固相用乙醇洗涤，烘干，获得所述改性二氧化硅。
上述作为对比例的壳体材料制备步骤为：将所述原料A加入密炼机中搅拌20min混合均匀，然后加热至60±3℃保温，到温后加入所述原料B，密练搅拌50min，再加入固化剂(聚醚多元醇改性异氰酸酯)，固化剂的重量为原料A中环氧树脂改性水性聚氨酯重量的1/25；压塑成型，空冷至常温，获得本对比例的性能测试试样。
实施例5
分别测试上述各实施例和对比例所制备的性能测试试样的拉伸强度和热导率，结果如表1所示。
由表1可知，本申请所述方法制备的壳体材料具有良好的拉伸强度和热导率，适用于可能承受较大载荷的冲击或震动的场合，高的热导率保证了变压器热量的及时有效传出，减少了热损坏事故的发生，提高设备的使用寿命和安全性。对比实施例3和对比例可知，本申请所述方法改性后的二氧化硅粉末相比于未改性粉末对复合材料性能提升明显，拉伸强度和热导率均有较大幅度的提高。且改性过程中对二氧化硅粉末预先进行铱氧化物包覆，获得的复合材料性能更加优良，这可能是由于依氧化物改变二氧化硅表面状态，进而有利于表面改性和接枝官能团或长链的工艺。
表1
测试组 拉伸强度/MPa 热导率(W/m·K)
实施例1 14.8 3.3
实施例2 15.2 3.5
实施例3 15.5 3.6
实施例4 15.1 3.1
对比例1 6.9 2.1
对比例2 10.4 2.4
对比例3 9.1 2.9
对比例4 13.7 3.0
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 (6)

1.一种高强度变压器壳体，其特征在于，原料包括原料A和原料B，所述原料A包括环氧树脂改性水性聚氨酯、甲基MQ硅树脂、改性二氧化硅、三氧化二硼、蓖麻油聚氧乙烯醚和丙二醇甲醚醋酸酯，所述原料B包括五氧化二磷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷和鞣酸；
所述改性二氧化硅的制备方法为：
1)配置氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液，将二氧化硅细粉末过1500目筛网，收集过筛粉末，过筛粉末浸泡在丙酮溶液中5min以上，然后固液分离，固相烘干，再按固液质量比固/液＝1:6～20的比例浸泡在所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中，静置2min，然后固液分离，固相置于100℃环境下烘干10min以上，再置于400～450℃环境下煅烧15～20min，然后空冷至常温称重，再次浸泡到所述氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中静置2min，静置完成后固液分离，固相再次100℃环境下烘干10min以上，随即置于400～450℃环境下煅烧15～20min，空冷至常温称重；重复上述浸泡、烘干、煅烧工序，直到空冷至常温称重后，固相质量为从未浸泡氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液前粉末质量的1.03倍以上；再置于400～450℃环境下煅烧1～2h，获得包覆铱氧化物二氧化硅粉末；
2)配置γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，将所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末置于所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，65±5℃水浴恒温，到温后加入冰醋酸，加料完成后继续保温2～3h，然后空冷至常温，固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得一步改性二氧化硅粉末；
3)配置2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液，将所述一步改性二氧化硅粉末加入所述混合液中，搅拌混合液20h以上，然后固液分离，固相用乙醇洗涤，烘干，获得所述改性二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的一种高强度变压器壳体，其特征在于，所述原料A和原料B的质量配比为1:1；其中所述原料A中各组分按重量份数计为：环氧树脂改性水性聚氨酯50份，甲基MQ硅树脂10～20份，改性二氧化硅6～8份，三氧化二硼4～5份，蓖麻油聚氧乙烯醚1～2份，丙二醇甲醚醋酸酯1～2份；所述原料B中各组分按重量份数计为：五氧化二磷4～7份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷2～3份，3-氯丙基三甲氧基硅烷6～10份，鞣酸2～3份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高强度变压器壳体，其特征在于，所述步骤1)中，氯铱酸、1,2-丙二醇的混合乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为4％～5％，所述1,2-丙二醇的体积分数为8％～10％。
4.根据权利要求1或2所述的一种高强度变压器壳体，其特征在于，所述步骤2)中，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的浓度为4～5g/100mL，所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末置于所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中的固液质量比固/液＝1:30；所述冰醋酸的加入质量与所述包覆铱氧化物二氧化硅粉末质量比冰醋酸：包覆铱氧化物二氧化硅粉末＝1～2:20。
5.根据权利要求1或2所述的一种高强度变压器壳体，其特征在于，所述2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液中，各组分的量比2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐：乙醇：N,N-二甲基甲酰胺＝3～5g:1.5～2.5g:100mL:1～2g；所述一步改性二氧化硅粉末加入所述混合液中的固液质量比固/液＝10～13g/100g。
6.如权利要求1所述的一种高强度变压器壳体的制备方法，其特征在于，步骤为：将所述原料A加入密炼机中搅拌20min混合均匀，然后加热至60±3℃保温，到温后加入所述原料B，密练搅拌50～60min，再加入固化剂，压塑成型，空冷至常温，获得所述变压器壳体。
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