專利名稱：一種干式電力變壓器用高導熱環氧澆注料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種干式電力變壓器用高導熱環氧澆注料及其制備方法。
背景技術：
干式電力變壓器廣泛應用于城鄉電網配電系統，目前干式電力變壓器線圈的絕緣系統主要有澆注型和樹脂浸漬型兩種絕緣方式。對于澆注型干式變壓器，為了降低絕緣層的線膨脹系數、提高絕緣層的熱傳性能，改善變壓器的散熱，通常需要在澆注料中添加一定量的無機粉體。現有澆注型干式電力變壓器澆注料中所添加的無機粉體比較單一，主要是硅微粉或稱石英粉。硅微粉的優點之一是價格低廉，另一個優點是密度比較小，只有2. 21 2. 65g/cm3，在澆注料固化過程中粉體不容易因重力作用而發生沉淀；缺點是導熱系數比較低，只有5 9W/(m · K)左右，故現有采用硅微粉填充的澆注料的導熱系數比較低，只有 0. 5 0. 6ff/(m · K)左右，不利于干式電力變壓器的散熱和降低運行溫度。隨著粉體加工技術的發展，相當一批具有更高導熱系數的無機粉體的制造成本有了大幅度的降低，例如目前氧化鋁粉的售價就已經接近硅微粉，而氧化鋁的導熱系數高達 28 30W/(m ·Κ)。僅從制造成本的角度，已經可以將這些具有更高導熱系數的無機粉體應用于干式電力變壓器的制造，以提高絕緣層的熱傳導性能，改善干式變壓器的散熱，降低干式變壓器的溫升。將導熱系數更高的無機粉體應用于干式電力變壓器澆注料的困難主要在于這些導熱系數比較高的粉體，一般密度都比較大，例如氧化鋁的密度為3. 97g/cm3，氮化鋁的密度為3. ^g/cm3，澆注料在固化過程中粉體比較容易發生沉降。這是高導熱無機粉體應用于干式電力變壓器澆注料需要解決的技術難點之一。

發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有技術中存在的不足，提供一種干式電力變壓器使用的高導熱環氧澆注料及其制備方法。為解決上述技術問題，本發明通過采用高導熱無機粉體替代現有技術使用的硅微粉作為填料的方法來提高澆注料的導熱系數。為了消除高導熱無機粉體由于密度較大容易發生沉降的現象，本發明采取了兩個技術措施一是選擇羥基含量較高的增韌劑，在改善固化物耐沖擊韌性的同時，加強無機粉體與基體樹脂分子之間的作用力；二是優化澆注料的配方和混膠脫泡工藝，控制物料粘度在可操作的范圍內且盡可能大一些，進一步減緩高導熱無機粉體的沉降。本發明提供一種干式電力變壓器用高導熱環氧澆注料，它包括下述以重量份計的組分液體環氧樹脂100份；增韌劑10 20份；固化劑75 100份；促進劑0. 2 0. 5份； 色料0 7份；高導熱無機粉體450 550份。高導熱環氧澆注料的制備方法步驟為
(1)將重量份100份液體環氧樹脂、0 7份色料投入第一個薄層脫泡釜中，開動攪拌，升溫至90 100°C時投入225 275份的高導熱無機粉體，攪拌均勻后減壓脫泡，于 100 105°C、100 2001 條件下脫泡至無氣泡放出為止，得到A組分；(2)75 100份將固化劑、10 20份增韌劑投入第二個薄層脫泡釜中，開動攪拌后投入0. 2 0. 5份促進劑，升溫至80 90°C時投入225 275份的高導熱無機粉體，攪拌均勻后減壓脫泡，于90 95°C、100 200 條件下脫泡至無氣泡放出為止，得到B組分；(3)將步驟⑴所得A組分轉移到第三個薄層脫泡釜中，開動攪拌，控制物料溫度穩定在85 90°C后，再將步驟( 所得B組分放入第三個脫泡釜中，于80 85°C、100 200Pa條件下攪拌脫泡0. 5小時，然后立即用于干式變壓器線圈真空澆注成型。所述高導熱無機粉體為300 800目的氧化鋁粉、氮化鋁粉和氮化硼粉中的一種或多種。所述液體環氧樹脂為分子中具有兩個及兩個以上環氧基的液體樹脂，具體為雙酚 A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂和脂環族環氧樹脂中的一種或多種。所述增韌劑為分子中具有三個以上羥基的多元醇低聚物或脂肪族環氧樹脂的水解物，具體為脂肪族聚醚多元醇、芳香族聚醚多元醇、均苯四甲酸酐三縮四乙二醇酯、偏苯三甲酸酐三縮四乙二醇酯、乙二醇縮水甘油醚水解物、丙二醇二縮水甘油醚水解物、一縮二乙二醇二縮水甘油醚水解物和二縮三乙二醇二縮水甘油醚水解物中的一種或多種。所述固化劑為甲基四氫化鄰苯二甲酸酐、甲基六氫化鄰苯二甲酸酐和甲基耐迪克酸酐中的一種。所述固化促進劑為N，N' -二甲基芐胺、2，4，6_三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30) 和液體咪唑中的一種。所述色料為氧化鐵紅、氧化鐵黑、氧化鐵綠、氧化鐵藍、炭黑、石墨、大紅粉、有機紅、酞青藍和酞青綠中的一種或多種。本發明所述的干式電力變壓器用高導熱環氧澆注料經130 150°C固化5 12h 后，固化物的導熱系數可達1. 1 1. 3ff/(m · K)，應用于干式電力變壓器線圈的澆注成型可以降低變壓器的溫升。
具體實施例方式下面以實施例對本發明作進一步說明，但本發明并不局限于這些實施例。實施例1:澆注料配方CYD127環氧樹脂IOOkg ；乙二醇縮水甘油醚水解物15kg ；甲基四氫化鄰苯二甲酸酐85kg ；促進劑DMP-300. 25kg ；氧化鐵紅4kg ；300目氧化鋁粉體520kg。制備方法(1)將100kg CYD127環氧樹脂、4kg氧化鐵紅投入第一個薄層脫泡釜中，開動攪拌，升溫至80 90°C時投入^Okg 300目的氧化鋁粉體，攪拌均勻后減壓脫泡，于100 1050C、100 2001 條件下脫泡至無氣泡放出為止，得到A組分；(2)將85kg甲基四氫化鄰苯二甲酸酐、15kg乙二醇縮水甘油醚水解物投入第二個薄層脫泡釜中，開動攪拌后投入0. 25kg促進劑DMP-30，升溫至80 90°C時投入^Okg 3004目的氧化鋁粉體，攪拌均勻后減壓脫泡，于90 95°C、100 200 條件下脫泡至無氣泡放出為止，得到B組分；(3)將步驟(1)所得A組分轉移到第三個薄層脫泡釜中，開動攪拌，控制物料溫度穩定在85 90°C后，再將步驟(2)所得B組分放入第三個脫泡釜中，在80 85°C、100 200Pa條件下攪拌脫泡0. 5小時，然后立即用于干式變壓器線圈真空澆注成型。取上述步驟(3)所得澆注料經150°C固化5小時后，固化物的導熱系數為1. 15W/ (m -K)；工件上部密度為2. 421g/cm3，工件下部密度為2. 428g/cm3 ；沖擊強度為16kJ/m2 ；彎曲強度130MPa ；熱變形溫度為110°C ；擊穿場強為^kV/mm ；線膨脹系數為ΑΖΧΙΟ—Γ1。實施例2 澆注料配方DER383環氧樹脂IOOkg ；均苯四甲酸酐三縮四乙二醇酯5kg ；乙二醇縮水甘油醚水解物IOkg ；甲基四氫化鄰苯二甲酸酐85kg ；促進劑DMP-300. 23kg ；氧化鐵綠 5kg ；400目氧化鋁粉體510kg。制備方法(1)將IOOkg DER383環氧樹脂、5kg氧化鐵綠投入第一個薄層脫泡釜中，開動攪拌，升溫至80 90°C時投入25^g 400目的氧化鋁粉體，攪拌均勻后減壓脫泡，于100 105°C、100 2001 條件下脫泡至無氣泡放出為止，得到A組分；(2)將甲基四氫化鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐三縮四乙二醇酯、乙二醇縮水甘油醚水解物依次投入第二個薄層脫泡釜中，開動攪拌后投入促進劑DMP-30，升溫至80 90°C 時投入25^g 400目的氧化鋁粉體，攪拌均勻后減壓脫泡，于90 95°C、100 2001 條件下脫泡至無氣泡放出為止，得到B組分；(3)將步驟(1)所得A組分轉移到第三個薄層脫泡釜中，開動攪拌，控制物料溫度穩定在85 90°C后，再將步驟( 所得B組分放入第三個脫泡釜中，于80 85°C、100 200Pa條件下攪拌脫泡0. 5小時，然后立即用于干式變壓器線圈真空澆注成型。取上述步驟(3)所得澆注料經140°C固化8小時后，固化物的導熱系數為1. 25W/ (m -K)；工件上部密度為2. 425g/cm3，工件下部密度為2. 427g/cm3 ；沖擊強度為18kJ/m2 ；彎曲強度135MPa ；熱變形溫度為118°C ；擊穿場強為^kV/mm ；線膨脹系數為SSXIO—IT1。
權利要求
1. 一種熱環氧澆注料的制備方法，其特征在于熱環氧澆注料包括下述以重量份計的組分液體環氧樹脂100份；增韌劑10 20份；固化劑75 100份；促進劑0. 2 0. 5份；色料0 7份；高導熱無機粉體450 550份；環氧澆注料的制備方法步驟為(1)將重量份100份液體環氧樹脂、0 7份色料投入第一個薄層脫泡釜中，開動攪拌， 升溫至90 100°C時投入225 275份的高導熱無機粉體，攪拌均勻后減壓脫泡，于100 1050C、100 2001 條件下脫泡至無氣泡放出為止，得到A組分；(2)75 100份將固化劑、10 20份增韌劑投入第二個薄層脫泡釜中，開動攪拌后投入0. 2 0. 5份促進劑，升溫至80 90°C時投入225 275份的高導熱無機粉體，攪拌均勻后減壓脫泡，于90 95°C、100 2001 條件下脫泡至無氣泡放出為止，得到B組分；(3)將步驟(1)所得A組分轉移到第三個薄層脫泡釜中，開動攪拌，控制物料溫度穩定在85 90°C后，再將步驟( 所得B組分放入第三個脫泡釜中，于80 85°C、100 200Pa 條件下攪拌脫泡0. 5小時，然后立即用于干式變壓器線圈真空澆注成型；所述高導熱無機粉體為300 800目的氧化鋁粉、氮化鋁粉和氮化硼粉中的一種或多種。所述液體環氧樹脂為分子中具有兩個及兩個以上環氧基的液體樹脂，具體為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂和脂環族環氧樹脂中的一種或多種。所述增韌劑為分子中具有三個以上羥基的多元醇低聚物或脂肪族環氧樹脂的水解物， 具體為脂肪族聚醚多元醇、芳香族聚醚多元醇、均苯四甲酸酐三縮四乙二醇酯、偏苯三甲酸酐三縮四乙二醇酯、乙二醇縮水甘油醚水解物、丙二醇二縮水甘油醚水解物、一縮二乙二醇二縮水甘油醚水解物和二縮三乙二醇二縮水甘油醚水解物中的一種或多種；所述固化劑為甲基四氫化鄰苯二甲酸酐、甲基六氫化鄰苯二甲酸酐和甲基耐迪克酸酐中的一種；所述固化促進劑為N，N' - 二甲基芐胺、2，4，6_三(二甲胺基甲基)苯酚和液體咪唑中的一種；所述色料為氧化鐵紅、氧化鐵黑、氧化鐵綠、氧化鐵藍、炭黑、石墨、大紅粉、有機紅、酞青藍和酞青綠中的一種或多種。
全文摘要
本發明公開了一種干式電力變壓器用高導熱環氧澆注料及其制備方法。通過采用高導熱無機粉體替代現有技術使用的硅微粉作為填料，提高了澆注料的導熱系數。本發明通過采取①選擇羥基含量較高的增韌劑，在改善固化物耐沖擊韌性的同時，增強無機粉體與基體樹脂分子之間的作用力；②優化澆注料配方和混膠脫泡工藝等技術措施，消除了高導熱無機粉體由于密度較大容易發生沉降的現象。所得高導熱環氧澆注料的導熱系數可達1.1～1.3W/(m·K)；沖擊強度可達14～22kJ/m2；工件上部的密度與工件下部的密度的偏差不大于±0.5％；彎曲強度為120～140MPa；線膨脹系數為30～50×10-6K-1；熱變形溫度為105～120℃，擊穿場強為26～30kV/mm。
文檔編號C04B26/14GK102515626SQ20121000426
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者李小萍, 饒保林 申請人:桂林理工大學