用于干式變壓器的環(huán)氧樹脂封裝材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及變壓器材料，具體地，涉及一種用于干式變壓器的環(huán)氧樹脂封裝材料 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 干式變壓器主要由鐵芯、高壓線圈、低壓線圈、封裝層4部件組成，其中，鐵芯、高 壓線圈和低壓線圈這三者之間均需要封裝材料進行封裝以達到絕緣和固定的作用。目前， 最常用的封裝層材料為以環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂是一種廣泛應(yīng)用的化工原料，具有難燃，阻 燃，和優(yōu)越的電氣性能，比空氣和變壓器油的絕緣強度還高，澆注成型后的變壓器線圈具有 機械強度高，優(yōu)越的防潮、防塵性能，廣泛應(yīng)用于城市電網(wǎng)，尤其是對防火、安全要求高的場 所。
[0003] 傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂存在以下缺陷：氣味大，刺激性強，污染環(huán)境；合成過程難以控制 分子量，致使批次不均，影響批次穩(wěn)定性；工藝幅度小，應(yīng)用涂制線材時，爐溫/轉(zhuǎn)速影響很 大，對應(yīng)用要求高，難以形成光潔表面；粘結(jié)力偏小，使用時不免有縫隙或氣泡產(chǎn)生，難以保 證絕緣性能，耐熱性差，容易受電熱老化的影響，封裝材料整體性能不斷下降，最終影響干 式變壓器的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種用于干式變壓器的環(huán)氧樹脂封裝材料及其制備方法，通 過該方法制得的環(huán)氧樹脂封裝材料具有優(yōu)異的電學(xué)性能和力學(xué)性能。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于干式變壓器的環(huán)氧樹脂封裝材料的制 備方法，包括：
[0006] 1)將環(huán)氧樹脂、紅磚粉、乙烯基三甲氧基硅烷、納米二氧化硅、納米氧化鋁、膨潤 土、炭化鉭、玻璃纖維、蠶絲和聚丙烯酸乙酯加熱融化、冷卻固化以制得改性環(huán)氧樹脂；
[0007] 2)將改性環(huán)氧樹脂、有機溶劑、季戊四醇三丙烯酸酯、十二烷基二甲基叔胺、聚丙 烯酸、磷酸鋅、硅粉、阻燃劑和增塑劑混合并進行熱處理，然后冷卻、研磨制得環(huán)氧樹脂封裝 材料。
[0008] 本發(fā)明還提供了一種用于干式變壓器的環(huán)氧樹脂封裝材料，該環(huán)氧樹脂封裝材料 通過上述的方法制備而得。
[0009] 通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明首先通過紅磚粉、乙烯基三甲氧基硅烷、納米二氧化 硅、納米氧化鋁、膨潤土、炭化鉭、玻璃纖維、蠶絲和聚丙烯酸乙酯對環(huán)氧樹脂進行改性，然 后利用改性環(huán)氧樹脂、有機溶劑、季戊四醇三丙烯酸酯、十二烷基二甲基叔胺、聚丙烯酸、磷 酸鋅、硅粉、阻燃劑和增塑劑的協(xié)同作用使得制得的環(huán)氧樹脂封裝材料不僅具有優(yōu)異的力 學(xué)性能，同時還具有優(yōu)異的絕緣性能。
[0010] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0011] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0012] 本發(fā)明提供了一種用于干式變壓器的環(huán)氧樹脂封裝材料的制備方法，包括：
[0013] 1)將環(huán)氧樹脂、紅磚粉、乙烯基三甲氧基硅烷、納米二氧化硅、納米氧化鋁、膨潤 土、炭化鉭、玻璃纖維、蠶絲和聚丙烯酸乙酯加熱融化、冷卻固化以制得改性環(huán)氧樹脂；
[0014] 2)將改性環(huán)氧樹脂、有機溶劑、季戊四醇三丙烯酸酯、十二烷基二甲基叔胺、聚丙 烯酸、磷酸鋅、硅粉、阻燃劑和增塑劑混合并進行熱處理，然后冷卻、研磨制得環(huán)氧樹脂封裝 材料。
[0015] 在本發(fā)明的在步驟1)中，環(huán)氧樹脂與聚丙烯酸乙酯的具體種類可以在寬的范圍 內(nèi)選擇，但是為了使得制得的環(huán)氧樹脂封裝材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和電學(xué)性能，優(yōu)選 地，環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂和/或雙酚F型環(huán)氧樹脂，聚丙烯酸乙酯的重均分子量為 3500-7000〇
[0016] 在本發(fā)明的在步驟1)中，紅磚粉、納米氧化鋁和膨潤土的粒徑可以在寬的范圍內(nèi) 選擇，但是為了使得制得的環(huán)氧樹脂封裝材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和電學(xué)性能，優(yōu)選地， 紅磚粉的粒徑為1-3μηι，納米二氧化娃的粒徑為15-25nm，納米氧化錯的粒徑為2-8nm，膨 潤土的粒徑為2-4 μ m。
[0017] 在本發(fā)明的在步驟1)中，加熱融化以及冷卻固化的條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇， 但是為了使得制得的環(huán)氧樹脂封裝材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和電學(xué)性能，優(yōu)選地，加熱 融化至少滿足以下條件：加熱溫度為135-145Γ，加熱時間為l_2h ;冷卻固化至少滿足以下 條件：冷卻溫度為30-35°C。
[0018] 在本發(fā)明的在步驟1)中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制 得的環(huán)氧樹脂封裝材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和電學(xué)性能，優(yōu)選地，相對于100重量份的 環(huán)氧樹脂，紅磚粉的用量為7-13重量份，乙烯基三甲氧基硅烷的用量為40-65重量份，納米 二氧化硅的用量為0. 1-0. 4重量份，納米氧化鋁的用量為0. 3-0. 8重量份，膨潤土的用量為 3-5重量份，炭化鉭的用量為2-2. 3重量份，玻璃纖維的用量為4-8重量份，蠶絲的用量為 6-12重量份，聚丙烯酸乙酯的用量為55-70重量份。
[0019] 在本發(fā)明的在步驟2)中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制 得的環(huán)氧樹脂封裝材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和電學(xué)性能，優(yōu)選地，相對于100重量份的 改性環(huán)氧樹脂，有機溶劑的用量為150-170重量份，季戊四醇三丙烯酸酯的用量為25-40重 量份，十二烷基二甲基叔胺的用量為17-30重量份，聚丙烯酸的用量為15-20重量份，磷酸 鋅的用量為15-23重量份，硅粉的用量為7-13重量份，阻燃劑的用量為0. 6-1. 2重量份，增 塑劑的用量為〇. 3-1. 8重量份。
[0020] 同樣地，在本發(fā)明的在步驟2)中，有機溶劑、阻燃劑、增塑劑和硅粉的種類可以在 寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的環(huán)氧樹脂封裝材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和電學(xué)性 能，優(yōu)選地，有機溶劑為正丁醇、正戊醇、環(huán)己醇、環(huán)己酮和二甲苯中的一種或多種；阻燃劑 為三聚氰胺多聚磷酸酯和/或甲基磷酸二甲酯，增塑劑為聚酰胺樹脂、聚硫橡膠、聚環(huán)氧丙 烷橡膠和不飽和聚酯中的一種或多種；聚丙烯酸的重均分子量為5000-8000 ;硅粉的粒徑 為 1~3mm〇
[0021] 此外，在本發(fā)明的在步驟2)中，熱處理以及冷卻的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選 擇，但是為了使得制得的環(huán)氧樹脂封裝材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和電學(xué)性能，優(yōu)選地，熱 處理至少滿足以下條件：熱處理溫度為140-150°C，熱處理時間為40-60min ;冷卻的溫度為 20-30。。。
[0022] 在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，為了使得制得的環(huán)氧樹脂封裝材料能夠便于后續(xù)地向變壓 器箱中進行灌封，優(yōu)選地，在研磨的工序后，該制備方法還包括進行篩選，其中，過濾篩的網(wǎng) 孔不小于200目。
[0023] 本發(fā)明還提供了一種用于干式變壓器的環(huán)氧樹脂封裝材料，該環(huán)氧樹脂封裝材料 通過上述的方法制備而得。
[0024] 以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
[0025] 實施例1
[0026] 1)將環(huán)氧樹脂（雙酚A型）、紅磚粉（粒徑為2 μπι)、乙烯基三甲氧基硅烷、納米 二氧化娃（粒徑為20nm)、納米氧化錯（粒徑為5nm)、膨潤土（粒徑為3nm)、炭化鉭、玻璃 纖維、蠶絲和聚丙烯酸乙酯（重均分子量為4500)按照100 :10 :50 :0. 3 :0. 4 :4 :2. 1 :5 :8 : 60的重量比混合，接著于140°C下加熱融化I. 5h，然后于32°C下冷卻固化以制得改性環(huán)氧 樹脂；
[0027] 2)將上述改性環(huán)氧樹脂、有機溶劑（正丁醇）、季戊四醇三丙烯酸酯、十二烷基二 甲基叔胺、聚丙烯酸（重均分子量為6000)、磷酸鋅、硅粉（粒徑為2_)、阻燃劑（三聚氰胺 多聚磷酸酯）和增塑劑（重均分子量為1500的聚酰胺樹脂）按照100 :160 :35 :25 :18 :20 : 10 :0. 8 :1的重量比混合并于145°C下進行熱處理50min，然后于25°C下冷卻、研磨（過濾篩 的網(wǎng)孔為200目）制得所述環(huán)氧樹脂封裝材料A1。
[0028] 實施例2
[0029] 1)將環(huán)氧樹脂（雙酚F型）、紅磚粉（粒徑為1 μπι)、乙烯基三甲氧基硅烷、納米二 氧化娃（粒徑為15nm)、納米氧化錯（粒徑為2nm)、膨潤土（粒徑為2nm)、炭化鉭、玻璃纖 維、蠶絲和聚丙烯酸乙酯（重均分子量為3500)按照100 :7 :40 :0. 1 :0. 3 :3