CN114990925B - 一种耐热助剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐热助剂的制备方法。该方法是将水性环氧树脂与对甲基苯基双胍盐酸盐复配制得耐热助剂，通过辊涂、喷涂或浸渍的方法将耐热助剂施涂到绝缘纸表面。本发明从增加纤维间结合强度的角度出发，利用水性环氧树脂的环氧基团在高温下与对甲基苯基双胍盐酸盐和纤维上羧基发生化学反应形成交联网络结构的特性，既提高了绝缘纸的抗张强度，又使绝缘纸的耐热老化性能显著提高，同时不影响绝缘纸的绝缘性能和使用工况。本发明制备的耐热助剂绝缘性能优良，对变压器油无不良影响，施涂该耐热助剂制备的绝缘纸具有良好的耐高温老化性能和电气绝缘性能。

Description

一种耐热助剂的制备方法
技术领域
本发明涉及变压器绝缘纸技术领域，尤其是涉及一种变压器绝缘纸用耐热助剂的制备方法。
背景技术
我国大型电力变压器多为油浸式电力变压器，绝缘纸是油浸式电力变压器中应用最广泛的内绝缘材料之一，由于运行期间无法更换，其机械及绝缘性能的好坏直接决定着变压器的使用寿命。由于变压器设备在正常使用过程中发热导致内部温度升高，绝缘纸在高温环境中会发生热降解、水解和氧化降解，造成聚合度的下降从而使机械强度降低，给变压器安全运行带来巨大隐患。尤其是随着电力电压等级的提升，变压器产品将面临更加复杂和严苛的使用环境，对变压器用绝缘纸的性能也提出更高的要求，特别是变压器内温度过高区域，要求绝缘纸必须具有较好的耐热老化性能。
提高绝缘纸耐热老化性能方法主要包括化学改性和物理改性两大类。化学改性方法是对纤维素进行氰乙基化和乙酰化处理，将纤维素上的羟基转化为更稳定的化学基团，从而降低纤维素的亲水性，但随着羟基的减少，绝缘纸的机械性能会大幅降低，难以满足应用要求，这是化学改性方法的最大缺点。物理改性方法是向绝缘纸中加入胺类化合物作为热稳定剂，胺类化合物通过中和老化过程中产生的水和有机酸，从而减缓纤维素降解速度，但胺类化合物的添加并不会改善绝缘纸的机械性能。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种绝缘纸用耐热助剂的制备方法。从提高纤维间结合强度角度出发，本发明将水性环氧树脂和对甲基苯基双胍盐酸盐复配制备成耐热助剂。水性环氧树脂上的环氧基团在高温下一方面可以与固化剂对甲基苯基双胍盐酸盐发生化学反应同时又可以与纤维上的羧基发生化学反应，形成环氧树脂与纤维的交联网络结构，将纤维间的氢键结合转化为化学键结合，从而使绝缘纸的机械强度和耐热老化性能显著提高。本发明制备的耐热助剂绝缘性能优良，对变压器油无不良影响，施涂该耐热助剂制备的绝缘纸具有良好的耐热老化性能和电气绝缘性能。
本发明采用如下技术方案：耐热助剂由50％-80％的水性环氧树脂和20％-50％对甲基苯基双胍盐酸盐复配而成。
上述耐热助剂用水性环氧树脂重均分子量为2000-500000；所述水性环氧树脂固含量为20％-40％。
上述耐热助剂的制备方法为将水性环氧树脂、对甲基苯基双胍盐酸盐加入水中，室温或加热至30-70℃搅拌至其完全溶解，得到固含量为3％-15％的耐热助剂水溶液。
上述耐热助剂在耐热绝缘纸中的应用，以浸渍、单面涂布、双面涂布或喷涂的方式施涂在绝缘纸上，且施涂量为0.5-5.0g/m2。
本发明的优点为：
(1)耐热助剂中的水性环氧树脂在高温下，其上的环氧基团会与对甲基苯基双胍盐酸盐发生化学反应，同时也会与纤维上的羧基发生化学反应，生成环氧树脂大分子链与纤维交联的三维网络结构，一方面增加了纤维间的结合强度，使绝缘纸的抗张强度大幅提高，另一方面这种三维网络结构在高温下不易断裂分解，又使绝缘纸的耐热老化性能显著提高。
(2)耐热助剂中的对甲基苯基双胍盐酸盐不仅可以作为固化剂与水性环氧树脂发生交联反应，还可作为热稳定剂，其上含有大量的含氮基团，这些含氮基团可以中和老化过程中产生的水和有机酸，从而减缓纤维素降解速度，提高绝缘纸的耐热老化性能。
具体实施方式
实施例一：将分子量为5000、固含量为40％的水性环氧树脂50g，对甲基苯基双胍盐酸盐50g，分别加入水中进行混合搅拌，搅拌均匀完全溶解后，配成固含量为15％的耐热助剂。取定量为65g/m2绝缘纸原纸，采用浸渍的方法用两辊表胶机进行表胶，浸胶量5.0g/m2。成纸经老化实验后的强度指标和电气性能指标检测结果见表1。
实施例二：将分子量为40000、固含量为25％的水性环氧树脂60g，对甲基苯基双胍盐酸盐40g，分别加入水中，在40℃条件下进行混合搅拌，搅拌均匀完全溶解后，配成固含量为9％的耐热助剂。取定量为65g/m2绝缘纸原纸，采用刮棒单面涂布，总涂布量3g/m2。成纸经老化实验后的强度指标和电气性能指标检测结果见表1。
实施例三：将分子量为300000、固含量为20％的水性环氧树脂80g，对甲基苯基双胍盐酸盐20g，分别加入水中，在70℃条件下进行混合搅拌，搅拌均匀完全溶解后，配成固含量为3％的耐热助剂。取定量为65g/m2绝缘纸原纸，采用喷涂方法在绝缘纸上喷涂耐热助剂，涂布量为1g/m2。成纸经老化实验后的强度指标和电气性能指标检测结果见表1。
绝缘纸耐热老化实验方法：把绝缘纸放入插有铜丝的真空管中，加入25#变压器用油，将真空管抽真空并通入氮气密封，在150℃老化箱中老化168h，测绝缘纸的抗张强度指标。
绝缘纸工频击穿强度测试方法：按照国标GB/T 1408-2006进行。
表1绝缘纸耐热老化实验数据
Figure BSA0000234995540000031
由表1数据可以得出，与对比例1相比，施涂本发明耐热助剂制备的绝缘纸抗张强度提高12％，耐热老化性能提高21％-26％。绝缘纸击穿强度略有提高，整体绝缘性能优良。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种耐热助剂在制备耐热绝缘纸中的应用，其特征是：所述耐热助剂通过将50wt％-80wt％水性环氧树脂和20wt％-50wt％对甲基苯基双胍盐酸盐分别加入水中，室温或加热至30-70℃搅拌至其完全溶解，得到固含量为3％-15％的耐热助剂水溶液；所述水性环氧树脂重均分子量为2000-500000；所述水性环氧树脂固含量为20％-40％；所述耐热绝缘纸是将耐热助剂以浸渍、单面涂布、双面涂布或喷涂的方式施涂在绝缘纸上制备得到，且施涂量为0.5-5.0g/m2。
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