阻燃樹(shù)脂組合物、干式變壓器繞組及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種阻燃樹(shù)脂組合物、干式變壓器繞 組及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 從19世紀(jì)中期第一臺(tái)變壓器在世界上誕生開(kāi)始，以變壓器油作為電力變壓器的 絕緣介質(zhì)的油浸式變壓器幾乎成為傳統(tǒng)的、唯一的結(jié)構(gòu)形式。但由于變壓器油易燃易爆，因 而油浸式變壓器不宜安裝在防火要求高的場(chǎng)所，而且在運(yùn)行中變壓器的滲漏油也會(huì)污染環(huán) 境。
[0003] 油浸式變壓器逐漸被體積小、不污染環(huán)境、高安全性能和維修方便的環(huán)氧樹(shù)脂干 式變壓器所取代。隨著社會(huì)日新月異地快速發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境、安全問(wèn)題日益關(guān)注，對(duì)干式 變壓器的要求也越來(lái)越高。
[0004] 但是，現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)氧樹(shù)脂干式變壓器所使用的澆注灌封料多為非阻燃性樹(shù)脂或 填料樹(shù)脂混合料，而填料亦多為硅微粉等抗阻燃性能差的無(wú)機(jī)物，變壓器線圈一旦遇上外 界明火或者自身過(guò)載短路著火，線圈上的澆注料也就成為了易燃物，一同燃燒，放出有毒氣 體污染環(huán)境，變壓器燒毀報(bào)廢，造成火災(zāi)和嚴(yán)重?fù)p失?；趯?duì)環(huán)境保護(hù)和減少火災(zāi)的要求， 人們不斷尋找能夠使用在干式變壓器上的合適的阻燃樹(shù)脂配方。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，本發(fā)明的目的是提供一種阻燃樹(shù)脂組合物。
[0006] 具體的技術(shù)方案如下：
[0007] -種阻燃樹(shù)脂組合物，包括如下重量份的原料組成：
[0008] 雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂 2:0-2:5
[0009] 酸酐固化劑 16-20 活性硅粉 36-45 復(fù)配阻燃劑 18-35 促進(jìn)劑 0.1-0.2 色漿 0-1;
[0010] 所述復(fù)配阻燃劑為重量份比例5-10:10-20:3-5的紅磷：活性氫氧化鋁：磷酸三甲 苯酸酯。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述復(fù)配阻燃劑為重量份比例5:10:3. 5的紅磷：活性氫氧 化鋁：磷酸三甲苯酚酯。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述酸酐固化劑選自甲基四氫鄰苯二甲酸酐。
[0013] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述促進(jìn)劑選自叔胺。
[0014] 本發(fā)明的另一目的是提供上述阻燃樹(shù)脂組合物的應(yīng)用。
[0015] 具體的技術(shù)方案如下：
[0016] 上述阻燃樹(shù)脂組合物在干式變壓器澆注料中的應(yīng)用。
[0017] 本發(fā)明的另一目的是提供一種干式變壓器繞組的制備方法
[0018] 具體的技術(shù)方案如下：
[0019] 一種干式變壓器繞組的制備方法，包括如下步驟：
[0020] 按權(quán)利要求1所述重量份稱取雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、1/3-1/2用量的活性硅粉、紅磷、 1/3-1/2用量的活性氫氧化鋁、1/3-1/2用量的磷酸三甲苯酚酯、色漿，攪拌混合均勻，得組 分A ;
[0021] 按權(quán)利要求1所述重量份稱取酸酐固化劑、余量的活性硅粉、余量的活性氫氧化 鋁、余量的磷酸三甲苯酚酯、促進(jìn)劑，攪拌混合均勻，得組分B ;
[0022] 將組分A和組分B混合攪拌后澆注入設(shè)有線圈繞組的澆注模中；
[0023] 然后將澆注模置于高溫固化爐中，85-95°C下固化7. 5-8. 5h，125-135°C下固化 ll-13h ；
[0024] 冷卻后拆除澆注模，即得所述干式變壓器繞組。
[0025] 本發(fā)明的另一目的是提供一種干式變壓器繞組。
[0026] 具體的技術(shù)方案如下：
[0027] 上述制備方法制備得到的干式變壓器繞組。
[0028] 本發(fā)明的原理和優(yōu)點(diǎn)如下：
[0029] 本發(fā)明的阻燃樹(shù)脂組合物可以應(yīng)用于干式變壓器的澆注料，采用該阻燃樹(shù)脂組合 物制作出來(lái)的固化體具有耐老化、不污染環(huán)境、絕緣性能強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、安全性能好、防火 阻燃等性能，其阻燃性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2408-2008的要求，達(dá)到V-O級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
[0030] 本發(fā)明的阻燃樹(shù)脂組合物，由雙酚-A型環(huán)氧樹(shù)脂、酸酐固化劑、活性硅粉、紅磷、 活性氫氧化鋁、磷酸三甲苯酚酯（TCP)、色漿和促進(jìn)劑組成。下面結(jié)合阻燃機(jī)理對(duì)本發(fā)明的 干式變壓器的專用阻燃樹(shù)脂組合物進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031] 阻燃機(jī)理：
[0032] 材料的阻燃主要通過(guò)以下幾個(gè)途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)：①氣相阻燃機(jī)理；②凝聚相阻燃機(jī) 理；③中斷熱交換機(jī)理。本配方主要采用磷系阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑，把它們使用在熱固性環(huán) 氧樹(shù)脂中，產(chǎn)生非常好的阻燃協(xié)同效應(yīng)。其中，磷系阻燃劑包括磷酸三甲苯酚酯、紅磷（表 面經(jīng)過(guò)處理的），無(wú)機(jī)阻燃劑包括紅磷、活性氫氧化鋁、活性硅粉。
[0033] 磷系阻燃劑的阻燃機(jī)理：本配方中，紅磷和磷酸三甲苯酚酯（TCP)為重要的阻燃 組分，磷酸三甲苯酚酯（TCP)更可以作為增塑劑，降低樹(shù)脂混合物固化前的粘度和調(diào)節(jié)固 化體的機(jī)械強(qiáng)度。紅磷和磷酸三甲苯酚酯（TCP)都能在一定的溫度下生成磷酸。磷酸既覆 蓋在材料的表面，又在材料的表面加速脫水炭化形成液膜和炭層將氧、揮發(fā)性的可燃物和 熱與內(nèi)部的高聚物基質(zhì)隔開(kāi)，因而使燃燒受到抑制。磷酸的阻燃機(jī)理反應(yīng)如下：
[0034] H3P04- HPO 2+HP0+P0 ·
[0035] H · +PO · - HPO
[0036] ΗΡΟ+Η · - Η2+Ρ0 ·
[0037] PO · +OH - ΗΡΟ+Ο ·
[0038] OH · +Η2+Ρ0 · - ΗΡ0+Η20
[0039] 無(wú)機(jī)阻燃劑的阻燃機(jī)理：本配方中的無(wú)機(jī)阻燃劑包括紅磷、活性氫氧化鋁和活性 硅粉。其中，活性的氫氧化鋁是一種無(wú)毒白色粉末，在一定的溫度下能夠熱分解成水和氧化 鋁，由于這分解過(guò)程是一個(gè)吸熱反應(yīng)，從而把燃燒的溫度降低，起到阻燃的效果。氫氧化鋁 的分解反應(yīng)如下：
[0040] Al (OH) 3- AL 203+Η20
[0041] 活性硅粉作為一種惰性稀釋劑，由于不燃物質(zhì)的作用而產(chǎn)生阻燃效果，它又是干 式變壓器澆注料的主要填料，可以減少樹(shù)脂用量，從而減少可燃高聚物的量。
[0042] 進(jìn)一步地，本申請(qǐng)中特別控制紅磷：活性氫氧化鋁：磷酸三甲苯酚酯的重量份比 例為5-10:10-20:3-5,如前面所述，磷酸是抑制燃燒的主要的阻燃物質(zhì)，而紅磷與水和氧 氣反應(yīng)得到磷酸，所以燃燒時(shí)，靠氫氧化鋁分解出的水和紅磷反應(yīng)生成磷酸。一般情況下， 50 2+P+6H20 = 4H3P04,1份氫氧化鋁生成3份水，所以1份紅磷要與最少2份氫氧化鋁結(jié)合 反應(yīng)才能得到較多磷酸。而磷酸三甲苯酚酯的分解機(jī)理同樣是生成磷酸，但磷酸三甲苯酚 酯的另一個(gè)特點(diǎn)是增韌，所以不宜多加，要控制小于紅磷的添加分量，若多加分量，環(huán)氧樹(shù) 脂體系的機(jī)械強(qiáng)度會(huì)大大降低。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步闡述。
[0044] 本發(fā)明實(shí)施例中所使用的原料如下：
[0045] 酸酐固化劑選自甲基四氫鄰苯二甲酸酐；
[0046] 促進(jìn)劑選自叔胺。
[0047] 實(shí)施例1
[0048] 一種阻燃樹(shù)脂組合物，包括如下重量份的原料組成：