一種乾式變壓器用塗覆型複合材料及其製備方法
2023-05-10 19:49:01
專利名稱：一種乾式變壓器用塗覆型複合材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於絕緣材料技術領域，尤其涉及一種乾式變壓器用塗覆型複合材料及其製備方法。
背景技術：
隨著電網供電要求的不斷提高以及變壓器技術的進步，乾式變壓器在我國的發展迅速，現已被廣泛用於電站、工廠、醫院等幾乎所有電氣上。目前，中國僅樹脂絕緣乾式變壓器年產量已達10000MVA，成為世界上乾式變壓器產銷量最大的國家之一。乾式變壓器的不斷發展，對於直接影響其壽命的絕緣材料提出了更高的要求，尤其是作為主絕緣的複合材料。傳統的DMD、NMN、NHN等複合材料的性能已不能完全滿足乾式變壓器發展的需要，其結構設計上存有以下缺陷
1.材料本身的吸附性能有限，用作乾式變壓器層間絕緣時難以與銅(鋁)箔緊密粘結在一起，不免有縫隙或氣泡產生，難以保證絕緣性能；
2.材料表面缺乏保護，直接面臨高溫、局部放電、電暈電弧等使用條件，受電熱老化的影響，整體性能不斷下降，最終影響變壓器的使用壽命；
3.複合材料本身的耐熱性限制。因此，傳統的複合材料已難以滿足乾式變壓器發展的需要，如何對其進行改進，提出一種新的材料結構設計，是本領域技術人員需要解決的難題。
發明內容
鑑於傳統的複合材料已不能滿足乾式變壓器發展的需要，本發明的目的是提供一種乾式變壓器用塗覆型複合材料及其製備方法，該材料室溫貯存期長、耐老化、電氣性能優異，使用工藝性好，能夠滿足乾式變壓器低壓線圈銅(鋁)箔繞包層間絕緣的使用要求。本發明的內容是提供一種乾式變壓器用塗覆型複合材料，其特徵是首先，由薄膜層1、上膠粘劑層2、下膠粘劑層3、上有機或無機纖維紙層4和下有機或無機纖維紙層5複合成五層複合材料A ;然後，再在五層複合材料A的兩面各塗覆一層上耐高溫環氧樹脂層6和下耐高溫環氧樹脂層7製成七層複合材料B。其中，所述的薄膜層I的兩面分別通過上、下膠粘劑層2，3與上、下有機或無機纖維紙層4，5相粘結。優選的，耐高溫環氧樹脂層可以部分或完全浸透有機或無機纖維紙層。優選的，構成所述的薄膜層I的薄膜為聚酯薄膜、聚醯亞胺薄膜的任一種。優選聚酯薄膜厚度為O. 025 0. 35mm、聚醯亞胺薄膜厚度為O. 025 0. 23mm。更優選聚酯薄膜厚度為
O.05 O. 25mm、聚醯亞胺薄膜厚度為O. 025 O. 15mm。優選的，構成所述的上、下膠粘劑層2，3的膠粘劑各自獨立為環氧體系膠粘劑、聚氨酯體系膠粘劑、有機矽體系膠粘劑、聚酯亞胺體系膠粘劑的任一種。優選的，該膠粘劑通過浸塗或噴塗工藝進行塗敷。優選的，構成所述的上、下有機或無機纖維紙層4，5的有機或無機纖維紙各自獨立為聚酯纖維非織布、聚芳醯胺纖維紙、聚碸醯胺纖維紙、無鹼玻璃布的一種。優選的，構成所述的上、下有機或無機纖維紙層4，5的有機或無機纖維紙可以相同或不同。所述的五層複合材料A的厚度為O. 08-1. Omm,優選O. 08-0. 55mm,更優選
O.10-0. 36mm,最優選 O. 12-0. 22mm。上、下耐高溫環氧樹脂層6，7通過浸塗或噴塗耐高溫環氧樹脂塗覆液的方式進行塗覆後，加熱固化形成。優選的，耐高溫環氧樹脂塗覆液組成配比為環氧樹脂3(T50wt% ;複合固化劑12 27 wt %;固化促進劑0-10 wt %，溶劑:30 45 wt %。所述的環氧樹脂優選604環氧樹脂、6101環氧樹脂、128環氧樹脂中的一種或一種以上的混合物。所述的複合固化劑優選酚醛樹脂和芳族二胺的混合物，進一步優選酚醛樹脂和二氨基二苯碸的混合物；更優選1411酚醛樹脂和4，4 y - 二氨基二苯碸的混合物。所述的固化促進劑優選為咪唑或其衍生物、叔胺類衍生物、磷類衍生物等，如咪唑、2-甲基咪唑、三乙胺、苄基二甲胺、三苯基膦等。所述的溶劑為甲苯、乙醇、丙酮中的一種或一種以上的混合物。更優選的，耐高溫環氧樹脂塗覆液組成配比為604環氧樹脂20 30 wt % ；6101環氧樹脂:12 20 wt % ; 128環氧樹脂:0 8 wt % ; 1411酹醒樹脂:10 18 wt % ；4, 4 " -二氨基二苯碸2 9 wt % ；2-甲基咪唑0-5 wt % ;三苯基膦0-3 wt % ;丙酮30 45 wt %。進一步優選，耐高溫環氧樹脂塗覆液組成配比為604環氧樹脂25 28 wt %；6101環氧樹脂15 18 wt % ;128環氧樹脂4 6 wt %; 1411酚醛樹脂12 15 wt % ；4，4 z - 二氨基二苯碸2 5 wt % ；2-甲基咪唑1-3 wt % ;三苯基膦1-2 wt % ;丙酮35 40
Wt %。最優選，耐高溫環氧樹脂塗覆液組成配比為604環氧樹脂20 30 wt % ；6101環氧樹脂:12 20 wt % ; 128環氧樹脂:0 8 wt % ; 1411酚醛樹脂:10 18 wt % ;4，4 ' - 二氨基二苯碸:2 9 wt % ;丙酮:30 45 wt %。耐高溫環氧樹脂塗覆液的製備方法為按前述配量比混合上述原料，在常溫至100°C攪拌均勻即可。本發明還提供了一種乾式變壓器用塗覆型複合材料的製備方法，包括以下步驟將薄膜層I塗覆上、下膠粘劑層2，3後再與上、下有機或無機纖維紙層4，5複合成五層複合材料A，再在製得的五層複合材料A兩面均勻塗覆耐高溫環氧樹脂塗覆液形成上、下耐高溫環氧樹脂層6，7製成七層複合材料B，再在11(T17(TC下固化處理f lOmin，而後自然冷卻至
室溫即得產品。優選的，固化溫度為13(Tl50°C。優選的，固化時間為l_5min。所述的七層複合材料B的厚度為O. 1-1. 2mm,優選O. 10-0. 60mm,更優選
O.12-0. 40mm,最優選 O. 15-0. 25mm。本發明還提供了一種乾式變壓器，其包含前述的乾式變壓器用塗覆型複合材料。本發明的優點是1.在乾式變壓器成型時，複合材料表面的樹脂層與銅(鋁)箔直接接觸，在高溫固化時緊密粘結，且整體平整均勻，充分保證了絕緣性能；
2.材料表面受耐高溫樹脂層的保護，在苛刻的使用條件下，機械、電氣等性能穩定，延長了材料的使用壽命；
3.提升了複合材料的耐熱等級。
圖1為本發明提供的一種乾式變壓器用塗覆型複合材料的結構示意圖
具體實施例方式結合附圖對本發明進行具體描述，其中，I為薄膜層，2為上膠粘劑層、3為下膠粘劑層，4為上有機或無機纖維紙層、5為下有機或無機纖維紙層，6為上耐高溫環氧樹脂層、7為下耐高溫環氧樹脂層，A為五層複合結構，B為七層複合結構。本發明所用原材料均可從市場上購得，主要步驟如下:
1.將薄膜層I浸塗或噴塗上、下膠粘劑2，3後與上、下有機或無機纖維紙層4，5複合成五層複合材料A ；
2.按下述重量比製備耐高溫環氧樹脂塗覆液:
604環氧樹脂:20 30% ；6101環氧樹脂:12 20% ；128環氧樹脂:0 8% ；1411酚醛樹脂:10 18% ；4,4^ - 二氨基二苯碸:2 9% ；2-甲基咪唑0-5 wt % ;三苯基膦0-3 wt % ;丙酮:30 45%。3.將製得的五層複合材料A塗覆耐高溫環氧樹脂塗覆液形成上、下耐高溫環氧樹脂層6，7以製備七層複合材料8，再在11`0 1701:下固化處理廣101^11，自然冷卻或強制對流冷卻至室溫即得產品。
實施例1
1.將聚酯薄膜浸潰環氧體系膠粘劑後與聚酯纖維非織布兩面複合成五層複合材料
A ；
2.按下述重量比製備耐高溫環氧樹脂塗覆液:
604環氧樹脂:24% ;6101環氧樹脂:13% ; 128環氧樹脂:2% ; 1411酚醛樹脂:13% ；
4,4^ - 二氨基二苯碸:6% ;丙酮:42%。3.將製得的五層複合材料A浸塗上述耐高溫環氧樹脂塗覆液，使耐高溫環氧樹脂塗覆在上、下有機或無機纖維紙層上形成七層複合材料B，在140°C下烘焙處理2.5min,冷卻至室溫即得產品。該廣品對應的技術指標見表1:
表I實施例1製備的複合材料的技術指標
權利要求
1.一種乾式變壓器用塗覆型複合材料，其特徵是:首先，由薄膜層(I)、上膠粘劑層(2 )、下膠粘劑層(3 )、上有機或無機纖維紙層(4 )和下有機或無機纖維紙層(5 )複合成五層複合材料(A);然後，再在五層複合材料(A)的兩面各塗覆上耐高溫環氧樹脂層(6)和下耐高溫環氧樹脂層(7)製成七層複合材料(B);其中，所述的薄膜層(I)的兩面分別通過上、下膠粘劑層(2，3)與上、下有機或無機纖維紙層(4，5)相粘結；耐高溫環氧樹脂層部分或完全浸透有機或無機纖維紙層； 其中，上、下耐高溫環氧樹脂層(6，7 )通過浸塗或噴塗耐高溫環氧樹脂塗覆液的方式進行塗覆後，加熱固化形成。
2.權利要求1所述的乾式變壓器用塗覆型複合材料，其特徵是:構成所述的薄膜層(I)的薄膜為聚酯薄膜、聚醯亞胺薄膜的任一種。
3.權利要求1-2之一所述的乾式變壓器用塗覆型複合材料，其特徵是:構成所述的上、下膠粘劑層(2，3)的膠粘劑各自獨立為環氧體系膠粘劑、聚氨酯體系膠粘劑、有機矽體系膠粘劑、聚酯亞胺體系膠粘劑的任一種。
4.權利要求1-3之一所述的乾式變壓器用塗覆型複合材料，其特徵是:構成所述的上、下有機或無機纖維紙層(4，5)的有機或無機纖維紙各自獨立為聚酯纖維非織布、聚芳醯胺纖維紙、聚碸醯胺纖維紙、無鹼玻璃布的一種。
5.權利要求1-4之一所述的乾式變壓器用塗覆型複合材料，其特徵是:所述耐高溫環氧樹脂塗覆液組成配比為:環氧樹脂:3(T50wt% ;複合固化劑:12 27 wt %;固化促進劑0-10 Wt %，溶劑:30 45 Wt %。
6.權利要求5所述的乾式變壓器用塗覆型複合材料，其特徵是:所述的環氧樹脂優選604環氧樹脂、6101環氧樹脂、128環氧樹脂中的一種或一種以上的混合物；所述的複合固化劑優選酚醛樹脂和芳族二胺的混合物；所述的固化促進劑優選為咪唑或其衍生物、叔胺類衍生物、磷類衍生物；所述的溶劑為甲苯、乙醇、丙酮中的一種或一種以上的混合物。
7.權利要求1-6之一所述的乾式變壓器用塗覆型複合材料，其特徵是:所述的耐高溫環氧樹脂塗覆液組成配比為:604環氧樹脂:20 30 wt %;6101環氧樹脂:12 20 wt %；128環氧樹脂:0 8 wt % ；1411酌.醒樹月旨:10 18 wt % ；4, 4 ^ - 二氨基二苯諷:2 9 wt % ；2~甲基咪唑0-5 wt %;三苯基膦0-3 wt %;丙酮:30 45 wt %。
8.權利要求1-7之一所述的乾式變壓器用塗覆型複合材料，其特徵是:所述的耐高溫環氧樹脂塗覆液組成配比為:604環氧樹脂:20 30 wt % ；6101環氧樹脂:12 20 wt % ；128環氧樹脂:0 8 wt % ；1411酹醒樹脂:10 18 wt % ；4, 4 ^ - 二氨基二苯碸:2 9 wt % ;丙酮:30 45 wt %。
9.權利要求1-8之一所述的乾式變壓器用塗覆型複合材料的製備方法，包括以下步驟:將薄膜層(I)塗覆上、下膠粘劑層(2，3)後再與上、下有機或無機纖維紙層(4，5)複合成五層複合材料(A)，再在製得的五層複合材料(A)兩面均勻塗覆耐高溫環氧樹脂塗覆液形成上、下耐高溫環氧樹脂層(6，7)製成七層複合材料(B)，再在11(T17(TC下固化處理flOmin，而後自然冷卻或強制對流冷卻至室溫即得產品。
10.一種乾式變壓器，其採用權利要求1-8之一所述的乾式變壓器用塗覆型複合材料。
全文摘要
本發明公開了一種乾式變壓器用塗覆型複合材料，其特徵是由薄膜層、膠粘劑層、有機或無機纖維紙層複合成五層複合材料後，在複合材料的兩面各塗覆一層耐高溫環氧樹脂製成；所述的薄膜層兩面通過膠粘劑層與有機或無機纖維紙層相粘結，所述的耐高溫環氧樹脂可以浸透有機或無機纖維紙層。本發明還提供了一種乾式變壓器用塗覆型複合材料的製備方法，包括以下步驟將薄膜層浸漬膠粘劑後與有機或無機纖維紙層複合成五層複合材料，在製得的複合材料兩面均勻塗覆耐高溫環氧樹脂塗覆液，加熱固化後，冷卻至室溫即得產品。該材料室溫貯存期長、耐老化、電氣性能優異，適用於乾式變壓器低壓線圈銅(鋁)箔繞包層間絕緣。
文檔編號B32B7/12GK103072352SQ201310010770
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月13日 優先權日2013年1月13日
發明者李正勝, 陳媛, 劉軍舟, 周升, 李強軍, 陳磊, 趙安然, 劉興隆 申請人:株洲時代電氣絕緣有限責任公司