CN117736547A - 110kV干式变压器用环氧浇注树脂及其制备方法和变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种110kV干式变压器用环氧浇注树脂及其制备方法和变压器，树脂包括：按质量比为100:100的改性环氧树脂和改性酸酐固化剂；所述改性环氧树脂按质量份计包括：100份环氧树脂、5～15份增韧剂、0.2份分散剂、0.05份消泡剂、190～210份无机填料；所述改性酸酐固化剂按质量份计包括：100份酸酐、5～10份增韧剂、0.1～0.5份固化促进剂、235～265份无机填料。在无机填料高填充的情况下，该浇注树脂的粘度仍较低。本发明所述环氧浇注树脂具有低粘度、高填充、可操作时间长的特点，使用该环氧浇注树脂浇注的变压器的具有优良的耐热性、散热性能、抗开裂性及机械性能，提高了干式变压器的高温运行可靠性并延长了使用寿命。

Description

110kV干式变压器用环氧浇注树脂及其制备方法和变压器

技术领域

本发明涉及环氧浇注树脂领域，尤其涉及一种110kV干式变压器用环氧浇注树脂及其制备方法。

背景技术

随着中国国民经济的发展，城市化规模越来越大，工业生产和居民用电量也急剧增加，就近供变电的110kV级变电站的需求上升。但是，目前这个级别的变压器还是以油浸式为主，但油浸式变压器所使用的矿物油存在易燃而限制了其在较高防火级别场合的使用，而且需要配备庞大完善的防火、灭火设施，同时抗外部短路故障的能力较差；因此，采用变电站无油化的需求显著上升。110kV级电站无油化的关键基础就是将油变改为干变。目前，可用于110kV干变的绝缘结构有三种选择，分别为环氧浇注变压器、SF6气体绝缘变压器和电缆变压器。110kV级SF6气体变压器在一线城市被少量采用，但其价格昂贵、结构复杂，散热能力差，维护繁琐等问题较突出，同时SF6气体虽然是低毒性气体，但如有泄漏无色无味的SF6对人体有窒息作用，存在环保、安全问题，这一点也限制了他的发展。干式变压器绝缘不易燃烧，即使运行中变压器发生故障而导致火灾，短时间内也不会使火灾的范围扩大。此外，干式变压器由于无油，其所需附件也少，无需储油柜、安全气道和油门等部件，也无密封问题，因此干式变压器维护和检修的工作量很少。由于干式变压器具有以上优点，需求量迅猛增加。我国干式变压器产量已占配电变压器的10％以上，可以预见随着当今社会对防火需求的提升，干式变压器还将有很大的发展空间。综合比较三种干式变压器的优缺点，对于我国来说，无疑还是环氧树脂浇注干式变压器为最优。

干式变压器按照制造工艺可分为浸渍式干式变压器和环氧树脂干式变压器，树脂类干式变压器又分为绕包式树脂干式变压器和树脂浇注式干式变压器。浸渍式干式变压器出现较早，但由于其绝缘水平低，耐短路能力差，绕组防潮、防尘性能差，已逐渐退出市场。绕包式树脂干式变压器的可靠性较差、体积庞大，应用场合受到很大限制。目前市场上的产品以树脂浇注式干式变压器为主，它以绝缘水平较好、防火防潮、体积小等优点广泛用于变电站和一些防火要求较高的场所。

随着干式变压器容量的不断增加，容量由35kV增加到110kV，随之而来的散热问题就突显出来，变压器绕组过热会使绝缘的老化加速，从而缩短干式变压器的使用寿命。数据表明变压器和电机等电力设备的绕组温度每升高7℃左右，其预期寿命就缩短一半。然而传统环氧树脂导热性能较差，严重制约了干式变压器散热能力的提高，这就对110kV干式变压器浇注树脂的耐热性、导热系数、压缩强度和抗开裂性能提出了更高的要求。

如中国专利申请CN201711494450.0公开了通过优化干式变压器的结构设计，设置了散热通道的方案，但未从干式变压器浇注树脂材料进行特别设计，仍无法解决浇注树脂材料本身导热不佳的问题。

中国专利申请CN201110078163.8公开了一种干式变压器浇注树脂，但该树脂无机填料添加比例低且粘度较大会影响浇注操作及效率，并且也未提及散热相关数据。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供了一种110kV干式变压器用环氧浇注树脂及其制备方法和变压器，具有高填充、低粘度、可操作时间长的特点，导热性能良好，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种110kV干式变压器用环氧浇注树脂，包括：质量比为100：100的改性环氧树脂和改性酸酐固化剂；其中，

所述改性环氧树脂由以下质量份计的组分制得，包括：100份环氧树脂、5～15份第一增韧剂、0.2份分散剂、0.05份消泡剂和190～210份第一双粒径复配无机填料；

所述改性酸酐固化剂由以下质量份计的组分制得，包括：100份酸酐、5～10份第二增韧剂、0.1～0.5份固化促进剂和235～265份第二双粒径复配无机填料。

优选的，上述树脂中，所述第一双粒径复配无机填料和第二双粒径复配无机填料均由经硅烷偶联剂表面活性处理后的大粒径填料和经硅烷偶联剂表面活性处理后的小粒径填料按质量比100：5～13复配组成，其中，所述大粒径填料的平均粒径D50为17～20μm，所述小粒径填料的平均粒径D50为2～5μm。

优选的，上述树脂中，所述大粒径填料形状为角形或球形的无机填料；

所述小粒径填料形状为角形或球形的无机填料。

优选的，上述树脂中，所述第一双粒径复配无机填料和第二双粒径复配无机填料中，大粒径填料和小粒径填料均为二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化硼、氮化铝中的一种或多种。

优选的，上述树脂中，所述改性环氧树脂中，所述环氧树脂为双酚型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或多种；

所述分散剂和消泡剂均为有机硅类消泡剂；

所述第一增韧剂为CTBN改性环氧树脂、NBR改性环氧树脂、硅改性环氧树脂、核壳结构增韧剂中的一种或多种。

优选的，上述树脂中，所述双酚型环氧树脂采用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂中的至少一种；

所述酚醛型环氧树脂采用苯酚酚醛型环氧树脂、邻甲酚酚醛型环氧树脂、双环戊二烯苯酚型环氧树脂、联苯苯酚型环氧树脂、三官能酚醛环氧树脂、四官能酚醛环氧树脂中的至少一种；

所述脂环族环氧树脂采用3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物、1,4-环己烷二甲醇双(3,4-环氧环己烷甲酸)酯、(3,4,3’,4’-二环氧)联环己烷、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、1,3-双(N,N-二缩水甘油氨甲基)环己烷中的至少一种。

优选的，上述树脂中，所述改性酸酐固化剂中，所述酸酐为四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐中的一种或多种；

所述固化促进剂为叔胺类促进剂；

所述第二增韧剂为CTBN改性环氧树脂、NBR改性环氧树脂、硅改性环氧树脂、核壳结构增韧剂中的一种或多种。

一种用于制备本发明所述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂的制备方法，包括以下步骤：

分别制备改性环氧树脂和改性酸酐固化剂，其中，

制备改性环氧树脂，包括：按本发明所述的改性环氧树脂的配方取各原料，将原料中的环氧树脂、第一增韧剂加入到搅拌容器内，在60～80℃温度下搅拌20min，再加入分散剂和消泡剂，搅拌5分钟，再在搅拌状态下加入第一双粒径复配无机填料并升高温度至90～100℃，搅拌30～60min，在搅拌状态下开启薄膜真空脱气，在真空度小于133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，即得到改性环氧树脂；

制备改性酸酐固化剂，包括：按本发明所述的改性酸酐固化剂的配方取各原料，将原料中的酸酐、第二增韧剂和固化促进剂加入到搅拌容器内，在60～80℃温度下搅拌20min，再在搅拌状态下加入第二双粒径复配无机填料并保持温度在60～80℃，在搅拌状态下开启薄膜真空脱气，真空度小于133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，即得到改性酸酐固化剂；

将制得的改性环氧树脂与改性酸酐固化剂按质量比混合即制得110kV干式变压器用环氧浇注树脂。

一种110kV干式变压器，是采用所述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂浇注而成的110kV干式变压器。

优选的，上述变压器中，采用本发明所述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂按以下方式浇注制成110kV干式变压器，包括：

将线圈和模具置于120℃的烘箱内预热2hr，然后转入真空浇注罐，在线圈温度100～120℃、真空压力小于133Pa的条件下脱气除湿；同时将组成110kV干式变压器用环氧浇注树脂的改性环氧树脂和改性酸酐固化剂转入静态混合器中，控制混合料温度在90℃下充分搅拌、脱泡待用；完成线圈和模具预热和除湿后，保持线圈和模具温度在90～110℃、静态混合器出料温度80～90℃条件下进行干式变压器的浇注，浇注罐真空压力保持在250～400Pa，并控制浇注在180min内完成；浇注完成后将浇注好的模具转至烘箱并设置固化条件100℃/2hr+80℃/8hr+100℃/4hr+140℃/8hr，完成固化后在100～110℃温度下脱模，然后将固化完的变压器送回烘箱内降温，制成的即为110kV干式变压器。

与现有技术相比，本发明所提供的110kV干式变压器用环氧浇注树脂及其制备方法和变压器，其有益效果包括：

通过改性环氧树脂和改性酸酐固化剂两部分组成双组分环氧浇注树脂，由于改性环氧树脂和改性酸酐固化剂中均采用了双粒径复配无机填料，通过大小粒径级配设计，可以做到粘度更低，填充比例更高，胶水较低的粘度也对绕组有更好的浸润性、渗透性，能更好的填充避免内部空隙，避免了变压器绕组有一个较低的局部放电量，较高的无机填料填充比例会使得固化物热膨胀系数、收缩率更小，会改善变压器的抗开裂性能；双粒径复配无机填料也有利于导热通路的建立，会使得散热效果更好，降低了变压器的运行温度，能改进变压器高温下运行稳定性并延长其使用寿命。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：

术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。

术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。

术语“由……组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。

术语“质量份”是表示多个组分之间的质量比例关系，例如：如果描述了X组分为x质量份、Y组分为y质量份，那么表示X组分与Y组分的质量比为x:y；1质量份可表示任意的质量，例如：1质量份可以表示为1kg也可表示3.1415926kg等。所有组分的质量份之和并不一定是100份，可以大于100份、小于100份或等于100份。除另有说明外，本文中所述的份、比例和百分比均按质量计。

当浓度、温度、压力、尺寸或者其它参数以数值范围形式表示时，该数值范围应被理解为具体公开了该数值范围内任何上限值、下限值、优选值的配对所形成的所有范围，而不论该范围是否被明确记载；例如，如果记载了数值范围“2～8”时，那么该数值范围应被解释为包括“2～7”、“2～6”、“5～7”、“3～4和6～7”、“3～5和7”、“2和5～7”等范围。除另有说明外，本文中记载的数值范围既包括其端值也包括在该数值范围内的所有整数和分数。

下面对本发明所提供的110kV干式变压器用环氧浇注树脂及其制备方法和变压器进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明实施例提供一种110kV干式变压器用环氧浇注树脂，包括：按质量比为100:100的改性环氧树脂和改性酸酐固化剂；

其中，按质量份计，所述改性环氧树脂包括如下组分：

100份环氧树脂、5～15份第一增韧剂、0.2份分散剂、0.05份消泡剂、190～210份第一双粒径复配无机填料；

所述改性酸酐固化剂包括如下组分制得：100份酸酐、5～10份第二增韧剂、0.1～0.5份固化促进剂、235～265份第二双粒径复配无机填料。

进一步的，上述的改性环氧树脂中，所述环氧树脂为双酚型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或多种；双酚型环氧树脂优选采用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂中的一种或多种；酚醛型环氧树脂优选采用苯酚酚醛型环氧树脂、邻甲酚酚醛型环氧树脂、双环戊二烯苯酚型环氧树脂、联苯苯酚型环氧树脂、三官能酚醛环氧树脂、四官能酚醛环氧树脂中的一种或多种；脂环族环氧树脂优选采用3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物、1,4-环己烷二甲醇双(3,4-环氧环己烷甲酸)酯、(3,4,3’,4’-二环氧)联环己烷、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、1,3-双(N,N-二缩水甘油氨甲基)环己烷中的一种或多种。

进一步的，上述的改性环氧树脂中，所述分散剂为有机硅类分散剂；所述消泡剂均为有机硅类消泡剂；

所述的第一增韧剂为CTBN改性环氧树脂、NBR改性环氧树脂、硅改性环氧树脂或核壳结构增韧剂中的一种或多种。

进一步的，上述的改性环氧树脂中，所述的第一双粒径复配无机填料是由经过硅烷偶联剂表面活性处理的大粒径填料和经过硅烷偶联剂表面活性处理的小粒径填料按质量比100：5～13复配组成；其中，小粒径填料形状为角形或球形，平均粒径D50为2～5μm；大粒径填料形状为角形或球形，平均粒径D50为17～20μm。优选的，大粒径填料和小粒径填料所用的无机填料为硅微粉(二氧化硅)、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化硼、氮化铝中的一种或多种。通过大小粒径级配设计并经过硅烷偶联剂表面改性处理的无机填料，可以做到粘度更低，填充比例更高，胶水较低的粘度也对绕组有更好的浸润性、渗透性，能更好的填充密实避免内部空隙，避免了变压器绕组有一个较低的局部放电量，较高的无机填料填充比例会使得固化物热膨胀系数、收缩率更小，会改善变压器的抗开裂性能；导热性能良好的硅微粉和氧化铝的使用以及角形及球形的搭配使得填充更密实、充分，有利于导热通路的建立，会使得散热效果更好，降低了变压器的运行温度，能改进变压器高温下运行稳定性并延长其使用寿命。

进一步的，上述的酸酐固化剂中，所述酸酐为四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐中的一种或多种；酸酐优选采用甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、甲基纳迪克酸酐中的一种或多种。

所述固化促进剂为叔胺类促进剂，具体为为2-二甲胺基甲基苯酚、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、苄基二甲胺中的一种或多种。

所用的第二双粒径复配无机填料与第一双粒径复配无机填料相同，所用的第二增韧剂与第一增韧剂相同。

本发明实施例还提供一种用于制备上述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂的制备方法，包括以下步骤：

分别制备改性环氧树脂和改性酸酐固化剂，其中，

制备改性环氧树脂，包括：按上述的改性环氧树脂的配方取各原料，将原料中的环氧树脂、第一增韧剂加入到搅拌容器内，在60～80℃温度下搅拌20min，再加入分散剂和消泡剂，搅拌5分钟，再在搅拌状态下加入第一双粒径复配无机填料并升高温度至90～100℃，搅拌30～60min，在搅拌状态下开启薄膜真空脱气，在真空度小于133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，即得到改性环氧树脂；

制备改性酸酐固化剂，包括：按上述的改性酸酐固化剂的配方取各原料，将原料中的酸酐、第二增韧剂和固化促进剂加入到搅拌容器内，在60～80℃温度下搅拌20min，再在搅拌状态下加入第二双粒径复配无机填料并保持温度在60～80℃，在搅拌状态下开启薄膜真空脱气，真空度小于133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，即得到改性酸酐固化剂；

将制得的改性环氧树脂与改性酸酐固化剂按质量比混合即制得110kV干式变压器用环氧浇注树脂。

本发明实施例进一步提供一种110kV干式变压器，是采用上述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂浇注而成的110kV干式变压器。

优选的，上述变压器中，采用上述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂按以下方式浇注制成110kV干式变压器，包括：

将线圈和模具置于120℃的烘箱内预热2hr，然后转入真空浇注罐，在线圈温度100～120℃、真空压力小于133Pa的条件下脱气除湿；同时将组成110kV干式变压器用环氧浇注树脂的改性环氧树脂和改性酸酐固化剂转入静态混合器中，控制混合料温度在90℃下充分搅拌、脱泡待用；完成线圈和模具预热和除湿后，保持线圈和模具温度在90～110℃、静态混合器出料温度80～90℃条件下进行干式变压器的浇注，浇注罐真空压力保持在250～400Pa，并控制浇注在180min内完成；浇注完成后将浇注好的模具转至烘箱并设置固化条件100℃/2hr+80℃/8hr+100℃/4hr+140℃/8hr，完成固化后在100～110℃温度下脱模，然后将固化完的变压器送回烘箱内降温，制成的即为110kV干式变压器。

将改性环氧树脂和改性酸酐固化剂使用特定的比例混合得到干式变压器用环氧浇注树脂，按照规定的固化温度和时间灌注、固化得到性能优良的干式变压器，除了基本的密封、绝缘、防水、防尘外，该灌封胶固化物还具有更高的耐热性(玻璃化转变温度Tg≥130℃)、高的力学性能(拉伸强度≥85MPa、压缩强度＞170MPa)、低的热膨胀系数(CTE≤35ppm/K)。使用该环氧浇注树脂浇注的变压器的具有优良的耐热性、散热性能、抗开裂性及机械性能，提高了干式变压器的高温运行可靠性并延长了使用寿命。

综上可见，本发明实施例的环氧浇注树脂至少包括以下有益效果：

该环氧浇注树脂具有高填充、低粘度、可操作时间长的特点：低粘度、高耐热性的脂环族环氧树脂的使用提高了树脂固化物的玻璃化转变温度(Tg)，提高了固化物的耐热等级及高温压缩强度；而橡胶改性环氧或核壳结构增韧剂的使用提高了固化物的韧性，改善了了固化物的抗开裂性能；双粒径复配无机填料经硅烷偶联剂表面改性处理后，可以做到粘度更低，填充比例更高，胶水较低的粘度也会让浸润性、渗透性更好，大小粒径级配设计使得填充更密实，能更好的填充避免内部空隙，较高的无机填料填充比例及会使得固化物收缩率和热膨胀系数更小，提高了固化物的抗开裂性能；导热性能良好的硅微粉和氧化铝的使用以及角形/球形的搭配使得填充更密实、充分，有利于导热通路的建立，会使得散热效果更好，有效平衡变压器线圈内外的温差，能改进运行稳定性并延长其使用寿命。

为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的110kV干式变压器用环氧浇注树脂及其制备方法和变压器进行详细描述。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1

本实施例提供一种110kV干式变压器用环氧浇注树脂，其制备方法包括以下步骤(各组分均按质量份计)：

分别制备改性环氧树脂和改性酸酐固化剂，其中，

改性环氧树脂的制备：将80份双酚A型环氧树脂(YD-128，国都化工(昆山)有限公司)、20份4-环氧环己基甲酸-3',4'-环氧环己基甲酯(TTA21P，江苏泰特尔新材料科技股份有限公司)、15份CTBN改性环氧(KR-207，国都化工(昆山)有限公司)加入到搅拌容器内，60～70℃温度下搅拌20min，再依次加入0.2份分散剂(BYK-W 980，毕克化学)、0.02份消泡剂(DOWSIL SH5500，陶氏化学)搅拌5分钟，再在搅拌状态下依次加入180份活性角形硅微粉(DC2170，D50＝17μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)、10份活性角形硅微粉(CS2005，D50＝5μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)并升高温度至90～100℃，搅拌30～60min，在搅拌状态下开启薄膜脱气设备，在真空度＜133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，即得到改性环氧树脂；

改性酸酐固化剂的制备：将100份甲基四氢苯酐、10份核壳结构增韧剂(MZ-120，钟化贸易公司)、0.3份固化促进剂苄基二甲胺加入到搅拌容器内，60～70℃温度下搅拌20min，再在搅拌状态下依次加入215份活性角形硅微粉(DC2170，D50＝17μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)、20份活性角形硅微粉(CS2005，D50＝5μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)并保持温度在60～70℃，在搅拌状态下开启薄膜脱气设备，真空度＜133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，得到改性酸酐固化剂。

使用时，将制得的改性环氧树脂与改性酸酐固化剂按质量比100：100配合使用即可。

实施例2

本实施例提供一种110kV干式变压器用环氧浇注树脂，其制备方法包括以下步骤(各组分均按质量份计)：

分别制备改性环氧树脂和改性酸酐固化剂，其中，

改性环氧树脂的制备：将80份双酚A型环氧树脂(YD-127，国都化工(昆山)有限公司)、20份双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯(TTA26E，江苏泰特尔新材料科技股份有限公司)、5份硅改性环氧(KSR-1000，国都化工(昆山)有限公司)加入到搅拌容器内，60～70℃温度下搅拌20min，再依次加入0.2份分散剂(BYK-W 980，毕克化学)、0.02份消泡剂(DOWSILSH5500，陶氏化学)搅拌5分钟，再在搅拌状态下依次加入195份活性角形硅微粉(DC2170，D50＝17μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)、15份活性角形硅微粉(CS2005，D50＝5μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)并升高温度至90～100℃，搅拌30～60min，在搅拌状态下开启薄膜脱气设备，在真空度＜133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，得到改性环氧树脂；

改性酸酐固化剂的制备：将100份甲基六氢苯酐、5份核壳结构增韧剂(MZ-200，钟化贸易公司)、0.3份固化促进剂苄基二甲胺加入到搅拌容器内，60～70℃温度下搅拌20min，再在搅拌状态下依次加入240份活性角形硅微粉(DC2170，D50＝17μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)、25份活性角形硅微粉(CS2005，D50＝5μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)并保持温度在60～70℃，在搅拌状态下开启薄膜脱气设备，真空度＜133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，即得到改性酸酐固化剂；

使用时，将制得的改性环氧树脂与改性酸酐固化剂按质量比100：100配合使用即可。

实施例3

本实施例提供一种110kV干式变压器用环氧浇注树脂，其制备方法包括以下步骤(各组分均按质量份计)：

分别制备改性环氧树脂和改性酸酐固化剂，其中，

改性环氧树脂的制备：将40份双酚A型环氧树脂(YD-128，国都化工(昆山)有限公司)、40份双酚F型环氧树脂(YDF-170，国都化工(昆山)有限公司)、20份(3,4,3’,4’-二环氧)联环己烷(TTA800，江苏泰特尔新材料科技股份有限公司)、5份核壳结构增韧剂(MX-154，钟化贸易公司)加入到搅拌容器内，60～70℃温度下搅拌20min，再依次加入0.2份分散剂(BYK-W 980，毕克化学)、0.02份消泡剂(DOWSIL SH5500，陶氏化学)搅拌5分钟，再在搅拌状态下依次加入90份活性角形硅微粉(DC2170，D50＝17μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)、90份活性球形氧化铝(NA2200W，D50＝17μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)、10份活性球形氧化铝(NA2020W，D50＝2μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)并升高温度至90～100℃，搅拌30～60min，在搅拌状态下开启薄膜脱气设备，在真空度＜133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，得到改性环氧树脂；

改性酸酐固化剂的制备：将100份甲基四氢苯酐、10份核壳结构增韧剂(MZ-120，钟化贸易公司)、0.3份固化促进剂苄基二甲胺加入到搅拌容器内，60～70℃温度下搅拌20min，再在搅拌状态下加入115份活性角形硅微粉(DC2170，D50＝17μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)、90份活性球形氧化铝(NA2200W，D50＝17μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)、20份活性球形氧化铝(NA2020W，D50＝2μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)并保持温度在60～70℃，在搅拌状态下开启薄膜脱气设备，真空度＜133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，得到改性酸酐固化剂。

使用时，将制得的改性环氧树脂与改性酸酐固化剂按质量比100：100配合使用即可。

实施例4

本实施例提供一种110kV干式变压器用环氧浇注树脂，其制备方法包括以下步骤(各组分均按质量份计)：

分别制备改性环氧树脂和改性酸酐固化剂，其中，

改性环氧树脂的制备：将80份双酚A型环氧树脂(YD-128，国都化工(昆山)有限公司)、20份3，4-环氧环己基甲酸-3'，4'-环氧环己基甲酯(TTA21P，江苏泰特尔新材料科技股份有限公司)、10份NBR改性环氧(KR-208，国都化工(昆山)有限公司)加入到搅拌容器内，60～70℃温度下搅拌20min，再依次加入0.2份分散剂(BYK-W 980，毕克化学)、0.02份消泡剂(DOWSIL SH5500，陶氏化学)搅拌5分钟，再在搅拌状态下依次加入190份活性角形硅微粉(DC2170，D50＝17μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)、10份活性角形硅微粉(CS2002，D50＝2μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)并升高温度至90～100℃，搅拌30～60min，在搅拌状态下开启薄膜脱气设备，在真空度＜133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，得到改性环氧树脂；

改性酸酐固化剂的制备：将100份甲基六氢苯酐、10份核壳结构增韧剂(MZ-120，钟化贸易公司)、0.3份固化促进剂2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚加入到搅拌容器内，60～70℃温度下搅拌20min，再在搅拌状态依次加入225份活性角形硅微粉(DC2170，D50＝17μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)、20份活性角形硅微粉(CS2002，D50＝2μm，江苏联瑞新材料股份有限公司)并保持温度在60～70℃，在搅拌状态下开启薄膜脱气设备，真空度＜133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，得到改性酸酐固化剂。

使用时，将制得的改性环氧树脂与改性酸酐固化剂按质量比100：100配合使用即可。

实施例5

本实施例提供一种110kV干式变压器用环氧浇注树脂，其制备方法包括以下步骤(各组分均按质量份计)：

分别制备改性环氧树脂和改性酸酐固化剂，其中，

改性环氧树脂的制备：将40份双酚F型环氧树脂(YDF-170，国都化工(昆山)有限公司)、40份苯酚酚醛型环氧树脂(YDPN-631，国都化工(昆山)有限公司)、20份环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯(TTA184，江苏泰特尔新材料科技股份有限公司)、10份硅改性环氧(KSR-1000，国都化工(昆山)有限公司)、5份核壳结构增韧剂(MZ-154，钟化贸易公司)加入到搅拌容器内，60～70℃温度下搅拌20min，再依次加入0.2份分散剂(BYK-W980，毕克化学)、0.02份消泡剂(DOWSIL SH5500，陶氏化学)搅拌5分钟，再在搅拌状态下依次加入190份活性球形氧化铝(NA2200W，江苏联瑞新材料股份有限公司)、15份活性球形氧化铝(NA2050W，江苏联瑞新材料股份有限公司)并升高温度至90～100℃，搅拌30～60min，在搅拌状态下开启薄膜脱气设备，在真空度＜133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，得到改性环氧树脂；

改性酸酐固化剂的制备：将100份甲基四氢苯酐、5份核壳结构增韧剂(MZ-200，钟化贸易公司)、0.3份固化促进剂苄基二甲胺加入到搅拌容器内，60～70℃温度下搅拌20min，再在搅拌状态下230份活性球形氧化铝(NA2200W，江苏联瑞新材料股份有限公司)、30份活性球形氧化铝(NA2020W，江苏联瑞新材料股份有限公司)并保持温度在60～70℃，在搅拌状态下开启薄膜脱气设备，真空度＜133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，得到改性酸酐固化剂。

使用时，将制得的改性环氧树脂与改性酸酐固化剂按质量比100：100配合使用即可。

对比例1

本对比例提供一种干式变压器用环氧浇注树脂，其制备方法包括以下步骤(各组分均按质量份计)：

改性环氧树脂的制备：将100份双酚A型环氧树脂(YD-128，国都化工(昆山)有限公司)加入到搅拌容器内，再依次加入0.2份分散剂(BYK-W 980，毕克化学)、0.02份消泡剂(DOWSIL SH5500，陶氏化学)搅拌5分钟，再在搅拌状态下加入165份活性硅微粉(CS2005，江苏联瑞新材料股份有限公司)并升高温度至90～100℃，搅拌30～60min，在搅拌状态下开启薄膜脱气设备，在真空度＜133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，即得到改性环氧树脂；

改性酸酐固化剂的制备：将100份甲基四氢苯酐、0.5份固化促进剂苄基二甲胺加入到搅拌容器内，60～70℃温度下搅拌20min，再在搅拌状态下加入单一粒径的190份活性硅微粉(DC2170，江苏联瑞新材料股份有限公司)并保持温度在60～70℃，在搅拌状态下开启薄膜脱气设备，真空度＜133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，即得到改性酸酐固化剂。

可以知道，上述对比例并非是现有技术，而是对比本发明产品性能而设计的对比例。

利用实施例1～5及对比例1所述的环氧浇注树脂制得110kV干式变压器，其制作工艺如下：将线圈和模具置于120℃的烘箱内预热2hr，然后转入真空浇注罐，在线圈温度100～120℃、真空压力＜133Pa的条件下脱气除湿；同时将改性环氧和改性酸酐转入静态混合器中，控制混合料温度在90℃下充分搅拌、脱泡待用；完成线圈和模具预热和除湿后，保持线圈和模具温度在90～110℃、静态混合器出料温度80～90℃条件下进行干式变压器的浇注，浇注罐真空压力保持在250～400Pa，并控制浇注在180min内完成；

浇注完成后将浇注好的模具转至烘箱并设置固化条件100℃/2hr+80℃/8hr+100℃/4hr+140℃/8hr，完成固化后在100～110℃温度下脱模，然后将固化完的变压器送回烘箱内降温。

灌封胶性能测试:

对实施例1至实施例5中的110kV干式变压器用环氧浇注树脂和对比例1中的环氧浇注树脂性能进行测试，测试结果如表一所示。

表一110kV干式变压器用环氧浇注树脂性能参数

由表一可知，实施例1～5的环氧浇注树脂在80℃时的混合粘度和凝胶时间适中，不需高温操作，降低了对应用端的操作要求，不管是手工或设备自动灌注，均能满足要求。

固化性能测试:

对实施例1至实施例5中的110kV干式变压器用环氧浇注树脂和对比例1中的环氧浇注树脂的固化性能进行测试，测试结果如表二所示

表二干式变压器用环氧浇注树脂固化特性

由表二可知，实施例1～5的干式变压器用环氧浇注树脂由于采用了高耐热、低粘度的脂环族环氧树脂，固化物耐热性有了较大的提升(Tg＞130℃)，使得干式变压器的耐热顶级更高，低的热膨胀系数保证了变压器运行温度变化差异时膨胀更小，提高了抗开裂性能，同时导热性能也有了较大的改善，这有效平衡了线圈内外的温差，保证了干式变压器能够稳定运行，延长了其使用寿命。

在本发明提供的110kV干式变压器用环氧浇注树脂，除上述的各种有机体系外，在必要且不违背本发明宗旨的限度下，可以含有颜料如采用有机或无机颜料的暗红、大红或绿色色浆等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种110kV干式变压器用环氧浇注树脂，其特征在于，包括：质量比为100：100的改性环氧树脂和改性酸酐固化剂；其中，

所述改性环氧树脂由以下质量份计的组分制得，包括：100份环氧树脂、5～15份第一增韧剂、0.2份分散剂、0.05份消泡剂和190～210份第一双粒径复配无机填料；

所述改性酸酐固化剂由以下质量份计的组分制得，包括：100份酸酐、5～10份第二增韧剂、0.1～0.5份固化促进剂和235～265份第二双粒径复配无机填料。

2.如权利要求1所述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂，其特征在于，所述第一双粒径复配无机填料和第二双粒径复配无机填料均由经硅烷偶联剂表面活性处理后的大粒径填料和经硅烷偶联剂表面活性处理后的小粒径填料按质量比100：5～13复配组成，其中，所述大粒径填料的平均粒径D50为17～20μm，所述小粒径填料的平均粒径D50为2～5μm。

3.如权利要求2所述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂，其特征在于，所述大粒径填料形状为角形或球形的无机填料；

所述小粒径填料形状为角形或球形的无机填料。

4.如权利要求2或3所述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂，其特征在于，所述第一双粒径复配无机填料和第二双粒径复配无机填料中，大粒径填料和小粒径填料均为硅微粉、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化硼、氮化铝中的一种或多种。

5.如权利要求1-3任一项所述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂，其特征在于，所述改性环氧树脂中，所述环氧树脂为双酚型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或多种；

所述分散剂为有机硅类分散剂；

所述消泡剂均为有机硅类消泡剂；

所述第一增韧剂为CTBN改性环氧树脂、NBR改性环氧树脂、硅改性环氧树脂、核壳结构增韧剂中的一种或多种。

6.如权利要求5所述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂，其特征在于，所述双酚型环氧树脂采用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂中的至少一种；

所述酚醛型环氧树脂采用苯酚酚醛型环氧树脂、邻甲酚酚醛型环氧树脂、双环戊二烯苯酚型环氧树脂、联苯苯酚型环氧树脂、三官能酚醛环氧树脂、四官能酚醛环氧树脂中的至少一种；

所述脂环族环氧树脂采用3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物、1,4-环己烷二甲醇双(3,4-环氧环己烷甲酸)酯、(3,4,3’,4’-二环氧)联环己烷、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、1,3-双(N,N-二缩水甘油氨甲基)环己烷中的至少一种。

7.如权利要求1-3任一项所述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂，其特征在于，所述改性酸酐固化剂中，所述酸酐为四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐中的一种或多种；

所述固化促进剂为叔胺类促进剂；

所述第二增韧剂为CTBN改性环氧树脂、NBR改性环氧树脂、硅改性环氧树脂、核壳结构增韧剂中的一种或多种。

8.一种用于制备权利要求1-7任一项所述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

分别制备改性环氧树脂和改性酸酐固化剂，其中，

制备改性环氧树脂，包括：按权利要求1-7任一项所述的改性环氧树脂的配方取各原料，将原料中的环氧树脂、第一增韧剂加入到搅拌容器内，在60～80℃温度下搅拌20min，再加入分散剂和消泡剂，搅拌5分钟，再在搅拌状态下加入第一双粒径复配无机填料并升高温度至90～100℃，搅拌30～60min，在搅拌状态下开启薄膜真空脱气，在真空度小于133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，即得到改性环氧树脂；

制备改性酸酐固化剂，包括：按权利要求1-7任一项所述的改性酸酐固化剂的配方取各原料，将原料中的酸酐、第二增韧剂和固化促进剂加入到搅拌容器内，在60～80℃温度下搅拌20min，再在搅拌状态下加入第二双粒径复配无机填料并保持温度在60～80℃，在搅拌状态下开启薄膜真空脱气，真空度小于133Pa的条件下搅拌90～120min，完成后停止搅拌并保持真空10min，最后破真空，过滤出料，即得到改性酸酐固化剂；

将制得的改性环氧树脂与改性酸酐固化剂按质量比混合即制得110kV干式变压器用环氧浇注树脂。

9.一种110kV干式变压器，其特征在于，是采用权利要求1-7任一项所述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂浇注而成的110kV干式变压器。

10.根据权利要求9所述的110kV干式变压器，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的110kV干式变压器用环氧浇注树脂按以下方式浇注制成110kV干式变压器，包括：

将线圈和模具置于120℃的烘箱内预热2hr，然后转入真空浇注罐，在线圈温度100～120℃、真空压力小于133Pa的条件下脱气除湿；同时将组成110kV干式变压器用环氧浇注树脂的改性环氧树脂和改性酸酐固化剂转入静态混合器中，控制混合料温度在90℃下充分搅拌、脱泡待用；完成线圈和模具预热和除湿后，保持线圈和模具温度在90～110℃、静态混合器出料温度80～90℃条件下进行干式变压器的浇注，浇注罐真空压力保持在250～400Pa，并控制浇注在180min内完成；浇注完成后将浇注好的模具转至烘箱并设置固化条件为100℃/2hr+80℃/8hr+100℃/4hr+140℃/8hr，完成固化后在100～110℃温度下脱模，然后将固化完的变压器送回烘箱内降温，制成的即为110kV干式变压器。