CN101864145A - 空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂及其制备方法 - Google Patents

空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂及其制备方法 Download PDF

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赵跃
陈鑫臣
李子健
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Abstract

本发明公开了一种空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂及其制备方法。该浸渍树脂包括下述以重量份计的组分：环氧树脂100；增韧剂5～25；固化剂75～100；固化促进剂0.30～0.80；无机粉体85～300；所述的无机粉体为选自硅微粉、三氧化二铝粉和绢云母粉中的任意一种或两种以上的混合物。其制备方法为：依次将环氧树脂、固化剂和增韧剂投入反应釜中，搅拌，升温至50～60℃时投入无机粉体，搅拌均匀，于60～75℃条件下减压脱泡，直至无气泡放出；降温至40～50℃时解除真空，加入固化促进剂，搅拌均匀后即得。与现有技术相比，本发明浸渍树脂制备方法简单，生产成本低；所得浸渍树脂的导热系数高，电抗器温升低。

Description

空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种浸渍树脂，具体涉及一种空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂；本发明还涉及这种浸渍树脂的制备方法。
背景技术
电力***目前使用的空心电抗器，其线圈可以采用玻璃纤维与导线一起绕制然后浸漆，也可以用玻璃纤维、导线、浸渍树脂一起采用现场湿法绕制，但不管采用什么方法绕制，都需要通过树脂填充线圈内部存在的气隙，然后固化成型为一个整体。玻璃纤维在电抗器线圈中起增强作用，树脂在电抗器线圈中起填充气隙、传热、防潮、防止局部放电等作用。
目前空心电抗器制造所使用的浸渍树脂主要由环氧树脂、固化剂、固化促进剂等组分混合配制而成，其固化物的导热系数较低，只有0.16～0.18W/(m·K)，不利于电抗器线圈的散热。由于浸渍树脂固化物的导热系数过低，电抗器运行时线圈内部产生的热量不能及时散发，导致线圈温升过高，轻则导致电抗器线圈发生过热，缩短了电抗器的使用寿命；重则直接引发电抗器线圈烧毁等事故，严重影响了电网的运行可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种导热系数高，电抗器线圈温升低的空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂，它包括下述以重量份计的组分：
环氧树脂          100；
增韧剂            5～25；
固化剂            75～100；
固化促进剂        0.30～0.80；
无机粉体          85～300；
其中所述的无机粉体为选自硅微粉、三氧化二铝粉和绢云母粉中的任意一种或两种以上的混合物。
上述技术方案中，
各组分的重量配比优选为：
环氧树脂          100；
增韧剂            10～20；
固化剂            80～90；
固化促进剂        0.50～0.80；
无机粉体          100～250。
所述无机粉体的粒径优选为300～800目。
所述环氧树脂为分子中具有两个以上环氧基的树脂。具体可以是选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族环氧树脂和脂环族环氧树脂中的任意一种或两种以上的混合物。
所述增韧剂为分子中具有二个以上羟基的聚醚多元醇。具体可以是选自脂肪族聚醚多元醇、芳香族聚醚多元醇和脂环族聚醚多元醇中的任意一种。
所述固化剂为选自甲基四氢化邻苯二甲酸酐、甲基六氢化邻苯二甲酸酐和甲基耐迪克酸酐中的一种。
所述的固化促进剂为选自N，N′-二甲基苄胺、2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)和液体咪唑中的任意一种。
本发明还将提供上述空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂的制备方法，它是将环氧树脂、固化剂和增韧剂依次投入反应釜中，搅拌，升温至50～60℃时投入无机粉体，搅拌均匀，于60～75℃、0.1～0.4kPa条件下脱泡，直至无气泡放出；降温至40～50℃时解除真空，加入固化促进剂，搅拌均匀后即得。
上述方法中，减压脱泡时的温度优选为70～75℃，压力优选为0.2～0.3KPa。
与现有技术相比，本发明所述空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂的制备方法简单，生产成本低；所得浸渍树脂的导热系数高，可达0.35～0.90W/(m·K)，电抗器温升低；不仅可用于现场湿法绕制空心电抗器线圈，也可以用于浸渍玻璃纤维，制成玻璃纤维基树脂浸渍预浸带，然后再与导线一起绕制电抗器线圈。
具体实施方式
下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
一、浸渍树脂的配方
环氧树脂：CYD128环氧树脂100kg；
增韧剂：聚氧化丙烯二醇9.5kg；
固化剂：甲基四氢化邻苯二甲酸酐80kg；
固化促进剂：DMP-30 0.5kg；
无机粉体：400目的活性硅微粉125kg。
二、制备方法
在300L的搅拌釜中，依次加入环氧树脂、固化剂和增韧剂，开动搅拌、升温，物料温度升至60℃时投入无机粉体，搅拌均匀后于65℃、0.3kPa条件下脱泡直至无气泡放出；之后降温至40℃，解除真空，加入固化促进剂，搅拌均匀，过滤，出料，即得。
取上述制得的浸渍树脂经150℃固化5h后，固化物的导热系数为0.42W/(m·K)，密度为1.70g/cm3，冲击强度为23kJ/m2，弯曲强度120MPa，热变形温度为108℃，击穿场强为28kV/mm。
实施例2
一、浸渍树脂的配方
环氧树脂：E-54环氧树脂100kg；
增韧剂：聚氧化丙烯二醇9.5kg；
固化剂：甲基四氢化邻苯二甲酸酐80kg；
固化促进剂：DMP-30 0.5kg；
无机粉体：325目的三氧化二铝粉180kg。
二、制备方法
在300L的搅拌釜中，依次加入环氧树脂、固化剂和增韧剂，开动搅拌、升温，物料温度升至60℃时投入无机粉体，搅拌均匀后于70℃、0.25kPa条件下脱泡直至无气泡放出；之后降温至50℃，解除真空，加入固化促进剂，搅拌均匀，过滤，出料，即得。
取上述制得的浸渍树脂经150℃固化5h后，固化物的导热系数为0.70W/(m·K)，密度为2.21g/cm3，冲击强度为18kJ/m2，弯曲强度为150MPa，热变形温度为115℃，击穿场强为30kV/mm。
实施例3
一、浸渍树脂的配方
环氧树脂：CER-170脂环族环氧树脂100kg；
增韧剂：聚四氢呋喃二醇9.5kg；
固化剂：甲基六氢化邻苯二甲酸酐90kg；
固化促进剂：N，N′-二甲基苄胺0.5kg；
无机粉体：325目的三氧化二铝粉200kg。
二、制备方法
在300L的搅拌釜中，依次加入环氧树脂、固化剂和增韧剂，开动搅拌、升温，物料温度升至60℃时投入无机粉体，搅拌均匀后于60℃、0.4kPa条件下脱泡直至无气泡放出；之后降温至46℃，解除真空，加入固化促进剂，搅拌均匀，过滤，出料，即得。
取上述制得的浸渍树脂经150℃固化5h后，固化物的导热系数为0.70W/(m·K)，密度为2.45g/cm3，冲击强度为21kJ/m2，弯曲强度为140MPa，热变形温度为112℃，击穿场强为30kV/mm。
实施例4
一、浸渍树脂的配方
环氧树脂：CER-170脂环族环氧树脂50kg、E-54环氧树脂50kg；
增韧剂：聚四氢呋喃二醇20kg；
固化剂：甲基耐迪克酸酐75kg；
固化促进剂：液体咪唑0.3kg；
无机粉体：600目的活性硅微粉100kg、600目的三氧化二铝粉100kg和600目的绢云母粉50kg。
二、制备方法
在300L的搅拌釜中，依次加入环氧树脂、固化剂和增韧剂，开动搅拌、升温，物料温度升至55℃时投入无机粉体，搅拌均匀后于65℃、0.25kPa条件下脱泡直至无气泡放出；之后降温至42℃，解除真空，加入固化促进剂，搅拌均匀，过滤，出料，即得。
取上述制得的浸渍树脂经150℃固化5h后，固化物的导热系数为0.60W/(m·K)，密度为1.78g/cm3，冲击强度为17kJ/m2，弯曲强度为140MPa，热变形温度为122℃，击穿场强为31kV/mm。
实施例5
一、浸渍树脂的配方
环氧树脂：CER-170脂环族环氧树脂20kg、E-54环氧树脂30kg、CYD128环氧树脂50kg；
增韧剂：聚氧化丙烯二醇5kg；
固化剂：甲基耐迪克酸酐100kg；
固化促进剂：N，N′-二甲基苄胺0.3kg；
无机粉体：800目的活性硅微粉80kg、700目的绢云母粉20kg。
二、制备方法
在300L的搅拌釜中，依次加入环氧树脂、固化剂和增韧剂，开动搅拌、升温，物料温度升至50℃时投入无机粉体，搅拌均匀后于75℃、0.2kPa条件下脱泡直至无气泡放出；之后降温至45℃，解除真空，加入固化促进剂，搅拌均匀，过滤，出料，即得。
取上述制得的浸渍树脂经150℃固化5h后，固化物的导热系数为0.40W/(m·K)，密度为1.51g/cm3，冲击强度为26kJ/m2，弯曲强度为138MPa，热变形温度为112℃，击穿场强为33kV/mm。

Claims (10)

1.空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂，其特征在于它包括下述以重量份计的组分：
环氧树脂      100；
增韧剂        5～25；
固化剂        75～100；
固化促进剂    0.30～0.80；
无机粉体      85～300；
其中所述的无机粉体为选自硅微粉、三氧化二铝粉和绢云母粉中的任意一种或两种以上的混合物。
2.根据权利要求1所述的空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂，其特征在于：所述无机粉体的粒径为300～800目。
3.根据权利要求1或2所述的空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂，其特征在于：各组分的重量配比为：
环氧树脂      100；
增韧剂        10～20；
固化剂        80～90；
固化促进剂    0.50～0.80；
无机粉体      100～250。
4.根据权利要求1或2所述的空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂，其特征在于：所述环氧树脂为选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族环氧树脂和脂环族环氧树脂中的任意一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂，其特征在于：所述增韧剂为分子中具有二个以上羟基的聚醚多元醇。
6.根据权利要求5所述的空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂，其特征在于：所述增韧剂为选自脂肪族聚醚多元醇、芳香族聚醚多元醇和脂环族聚醚多元醇中的任意一种。
7.根据权利要求1或2所述的空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂，其特征在于：所述固化剂为选自甲基四氢化邻苯二甲酸酐、甲基六氢化邻苯二甲酸酐和甲基耐迪克酸酐中的一种。
8.根据权利要求1或2所述的空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂，其特征在于：固化促进剂为选自N，N′-二甲基苄胺、2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚和液体咪唑中的任意一种。
9.权利要求1～8中任何一项所述的空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂的制备方法，其特征在于：依次将环氧树脂、固化剂和增韧剂投入反应釜中，搅拌，升温至50～60℃时投入无机粉体，搅拌均匀，于60～75℃、0.1～0.4KPa条件下脱泡，直至无气泡放出；降温至40～50℃时解除真空，加入固化促进剂，搅拌均匀后即得。
10.根据权利要求9所述的空心电抗器用高导热绝缘浸渍树脂的制备方法，其特征在于：减压脱泡时的温度为70～75℃，压力为0.2～0.3KPa。
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