用於電抗器減噪的樹脂組合物及其製備方法
2023-04-29 19:18:31
專利名稱：用於電抗器減噪的樹脂組合物及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種樹脂組合物，更具體地，本發明涉及一種用於電抗器減噪的樹脂組合物及其製備方法。
背景技術：
目前，電抗器是保障電路中電器設備工作穩定的重要設備，廣泛應用於電力電子線路中。電抗器噪音是指電抗器在正常工作狀況下，電抗器的線圈、鐵芯以及由線圈和鐵芯組成的電抗器整體，產生頻率在20KHz以下的振動，當它被人耳接收後，人耳就能聽到的尖銳的「滋滋」聲。電抗器所產生中低頻噪音具有很強得穿透性和低衰減性，對環境和人健康有很大的損害。噪聲產生的原因:電抗器是在低頻率下使用的產品，在有異常電流(特別是高頻脈衝電流)流過時，就會有噪音產生，這是因為電抗器在正常工作過程中，當有高頻脈衝電流流過時，電抗器線圈就會有電流大小、通斷的變化，電抗器鐵芯中將會產生交變的磁場，它會引起線圈的伸縮振動和鐵芯的伸縮振動，由電磁場交替變化而引起相關機械部件或空間容積的振動從而產生噪音。降低噪聲的方法:1.在E型鐵芯和I型鐵芯之間加入防震墊片PPS ;在電抗器E型鐵芯和I型鐵芯之間的GAP上面，加入一塊厚度和GAP數值相同的防震墊片，以減小電抗器E型鐵芯和I型鐵芯之間的振動，從而減小噪音。
2.調整PPS與GAP的配合；儘管添加了 PPS後噪音數值會大幅度減小，但是因為PPS的厚度和GAP數值存在誤差，所以還是有部分噪音出現。通過對PPS厚度與GAP的配合進行調整，會進一步降低噪音。3.使用液壓設備固定後再焊接；傳統的焊接過程，產品的固定是通過汽缸實現的。當PPS的與GAP配合出現誤差時，E型鐵芯和I型鐵芯的結合就會出現不緊密的情況，而汽缸壓力小、壓力不穩定的缺陷無法彌補這種情況。因此採用壓力大，而且穩定的固定方式來避免EI之間有縫隙，使產品的EI鐵芯結合緊密，從而降低噪音。4.使用高粘度絕緣漆。其中電抗器加入PPS的目的是通過抑制電抗器中最容易震動的I型鐵芯，使其保持與電抗器的一體化狀態。為了實現E型、I型、PPS—體化，高粘度的絕緣漆可以使產品結構更加緊固，起到了進一步降低噪音的作用。但絕緣漆強度較低時間長了容易產生斷裂。以上幾種方法存在操作繁瑣，降噪效果不穩定等缺點。
發明內容
為克服現有技術的不足，本發明的目的旨在提出了一種用於電抗器減噪的樹脂組合物及其製備方法，其中納米彈性體結合纖維材料增韌環氧樹脂，大幅提高了環氧樹脂對矽鋼片的粘接可靠性，以保證長時間工作振動不脫膠。而且均勻分散的納米彈性材料有效吸收矽鋼片振動能量，消除噪音，使用方便。本發明的技術方案如下:一種用於電抗器減噪的樹脂組合物，其包括如下重量百分比計的組分:環氧樹脂40-60 %，所述的環氧樹脂包括雙酚A環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂和脂環族環氧樹脂中的一種或者多種；納米增韌材料5-20%，所選的納米增韌材料包括丙烯酸包覆的聚丁二烯粒子、丙烯酸包覆的丁腈橡膠粒子、丙烯酸包覆的丁二烯-苯乙烯共聚物粒子、丁腈橡膠粒子、有機矽橡膠粒子和丙烯酸橡膠粒子的一種或幾種；無機填充材料10-60%，所選的無機填充材料包括二氧化矽粉、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、氫氧化鋁和高嶺土的一種或幾種；纖維增強材料5_10%，所選的纖維增強材料包括玻璃纖維、針狀矽灰石、硫酸鈣晶須、聚烯烴纖維和聚酯纖維的一種或幾種；硬化劑5_10%，所選的硬化劑包括雙氰胺、微膠囊包覆的咪唑、微膠囊包覆的脂肪胺、微膠囊包覆的芳香胺和脂肪醯肼的一種或幾種；著色劑0.1-1%。優選地，按重量百分比計，所選的環氧樹脂為45-55%。優選地，按重量百分比計，所選的納米增韌材料為5-10%。 優選地，所選 的無機填充材料為30-40 %。優選地，按重量百分比計，所選的纖維增強材料為5%。優選地，所選的著色劑包括氧化鐵黑、氧化鉻銅黑和氧化鉻顏料的一種或幾種；本發明的另一方面，其由如下重量百分比計的組分組成::所選的雙酚A環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂和脂環族環氧樹脂中的一種或者多種40-60% ;所選的丙烯酸包覆的聚丁二烯粒子、丙烯酸包覆的丁腈橡膠粒子、丙烯酸包覆的丁二烯-苯乙烯共聚物粒子、丁腈橡膠粒子、有機矽橡膠粒子和丙烯酸橡膠粒子的一種或幾種5-20% ;所選的石英粉、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、氫氧化鋁和高嶺土的一種或幾種10-60% ;所選的玻璃纖維、針狀矽灰石、硫酸鈣晶須、聚烯烴纖維、聚酯纖維的一種或幾種5-10% ;所選的雙氰胺、微膠囊包覆的咪唑、微膠囊包覆的脂肪胺、微膠囊包覆的芳香胺、脂肪醯肼的一種或幾種5-10% ;所選的氧化鐵黑、氧化鉻銅黑、氧化鉻的一種或幾種 0.1-1 % ο本發明的另一實施方式，一種用於電抗器減噪的樹脂組合物的製備方法，其包括如下步驟:第一步，將所述的納米增韌材料與環氧樹脂在真空、100-130度下用乳化機分散，直到納米增韌材料均勻，真空壓力控制在200-300Pa，乳化機的轉速不低於6000轉/分鐘，分散過程中保持釜體加溫在100-130度；第二步，將分散好的納米增韌材料與剩餘環氧樹脂、纖維增強材料、無機填充材料、著色劑在100-130度下真空高速分散均勻，時間1-5小時，真空壓力控制在200-300Pa，同時保證釜體加溫在100-130度；第三步，將第二步的半成品冷卻到30-40度，加入硬化劑，過三輥機碾磨三遍，真空脫氣得成品。本發明的另一方面，其包括如下步驟:所述的步驟三中物料是否分散好要用刮板細度方法檢測，最大顆粒小於30微米為合格，最後將物料行星攪拌真空脫氣20-60分鐘，攪拌速度控制在500-1000轉/分鐘避免生熱，真空壓力為200-300Pa，脫除配方中的空氣出料得成品。本發明根據噪聲產生的機理，採用高性能環氧樹脂樹脂複合材料充填電抗器的磁芯斷面，樹脂固化後具有很好的韌性能大幅吸收磁芯振動所產生的能量且與磁芯牢固粘接成一體，消除了發聲機制，有效消除了斷面噪聲源。降低噪聲對環境的不良影響，減少電抗器工作能耗，提高電抗器長時間工作的可靠性。本發明相對於其他熱固性樹脂來說環氧樹脂具有強度高、粘接性好、原料易得和成本適中等優點，是目前廣泛使用的一種有機樹脂。在本發明中環氧樹脂是構成配方的主體，用量太少會大大降低配方的強度，太多會增加成本。本發明納米增韌材料是該配方的關鍵，適量添加可以大幅提高配方的韌性、本體強度和粘接強度。用量太少增韌作用有限，太多則會大大增加配方的粘度降低工藝操作性同時大幅增加配方成本。本發明無機填料的主要作用是降低配方的成本，同時可以增加配方的導熱性能。添加量不宜過多會降低粘接強度。本發明纖維增強材料在本配方中起到鉚釘作用，可以提高本配方的本體抗拉強度，添加量太多會導致配方粘度大幅增加。本發明著色劑本身必須是絕緣材料，主要作用是改善配方的外觀，對配方的性能無作用，適量添加。本發明硬化劑的用量隨環氧樹脂的量而定。考慮到固化物的粘接強度，本配方選擇雙氰胺和微膠囊包覆的咪唑配合使用。本發明製備方法步驟 中，第一步中，將所述的納米增韌材料與環氧樹脂在真空、100-130度下用乳化機分散，直到納米增韌材料均勻；真空壓力控制在200-300Pa。乳化機的轉速不低於6000轉/分鐘，否則影響分散效果。分散過程中保持釜體加溫在100-130度，溫度太低物料粘度就偏稠，不利於納米粒子分散。溫度太高會增加生產能耗，過高會導致樹脂和納米橡膠粒子變性影響配方性能。第二步中，將分散好的納米增韌材料與剩餘環氧樹脂、纖維增強材料、無機填充材料、著色劑在100-130度下真空高速分散均勻，時間約一小時；真空壓力控制在200-300Pa，同時保證釜體加溫在100-130度，目的是充分脫除填料中的水分，保證配方的儲存穩定。第三步中，將第二步的半成品冷卻到30-40度，加入硬化劑，過三輥機碾磨三遍，真空脫氣得成品。硬化劑是熱敏性的，在50度以上將顯示出活性，固化樹脂。因此整個過程溫度必須低於50度。溫度太低時物料粘度會增大影響加工，所以整個加工溫度控制在30-40度最為合適。固化劑是微細的粉末主要靠三輥機冷分散到樹脂中，三輥機的輥距應先大後小調節，這樣可以逐步將固化劑均勻分散到樹脂中。物料是否分散好要用刮板細度方法檢測，最大顆粒小於30微米為合格。最後將物料行星攪拌真空脫氣20分鐘，攪拌速度控制在500轉/分鐘避免生熱，真空壓力為200-300Pa，脫除配方中的空氣出料得成品。本發明有益效果為:本發明所提供本發明使用了納米彈性體結合纖維材料增韌環氧樹脂，大幅提高了環氧樹脂對矽鋼片的粘接可靠性，長時間工作振動不脫膠。均勻分散的納米彈性材料是保障有效吸收矽鋼片振動能量，消除噪音的關鍵。本發明較目前其它技術具有以下三個優點:第一，本發明可以將配方事先生產檢測好置於低溫長期保存，使用前取出回復至室溫後就可使用，不需要現場配膠，簡單方便。第二，本配方可以在中溫下短時間固化，大大縮短了電抗器製作過程中施膠這一環節，減少堆放場地。第三，本配方具有更好的粘接強度，和耐溫性，大大保障電抗器的工作穩定。
具體實施例方式下面將對本技術方案的具體實施例做進一步的詳細述明。本發明電抗器減噪樹脂是一種中高溫固化的一液型環氧材料，它對絕大多數材料均具有較好的粘接性能，可用於電抗器矽鋼片磁芯的粘接降噪。本發明電抗器減噪樹脂具有以下特性:本品為單一液體，無需混合，便於使用優異的粘結性、韌性高在-45-150°C間穩定的機械和電氣性能。固化前後各項技術參數:
權利要求
1.一種用於電抗器減噪的樹脂組合物，其特徵在於:其包括如下重量百分比計的組分: 環氧樹脂40-60 %，所述的環氧樹脂包括雙酚A環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂和脂環族環氧樹脂中的一種或者多種； 納米增韌材料5-20%，所選的納米增韌材料包括丙烯酸包覆的聚丁二烯粒子、丙烯酸包覆的丁腈橡膠粒子、丙烯酸包覆的丁二烯-苯乙烯共聚物粒子、丁腈橡膠粒子、有機矽橡膠粒子和丙烯酸橡膠粒子的一種或幾種； 無機填充材料10-60%，所選的無機填充材料包括二氧化矽粉、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、氫氧化鋁和高嶺土的一種或幾種； 纖維增強材料5-10%，所選的纖維增強材料包括玻璃纖維、針狀矽灰石、硫酸鈣晶須、聚烯烴纖維和聚酯纖維的一種或幾種； 硬化劑5-10%，所選的硬化劑包括雙氰胺、微膠囊包覆的咪唑、微膠囊包覆的脂肪胺、微膠囊包覆的芳香胺和脂肪醯肼的一種或幾種；著色劑0.1-1%。
2.如權利要求1所述的用於電抗器減噪的樹脂組合物，其特徵在於:按重量百分比計，所選的環氧樹脂為45-55%。
3.如權利要求1所述的用於電抗器減噪的樹脂組合物，其特徵在於:按重量百分比計，所選的納米增韌材料為5-10%。
4.如權利要求1所述的用於電抗器減噪的樹脂組合物，其特徵在於:按重量百分比計，所選的無機填充材料為30-40%。
5.如權利要求1所述的用於電抗器減噪的樹脂組合物，其特徵在於:按重量百分比計，所選的纖維增強材料為5%。
6.如權利要求1所述的用於電抗器減噪的樹脂組合物，其特徵在於:所選的著色劑包括氧化鐵黑、氧化鉻銅黑和氧化鉻顏料的一種或幾種。
7.如權利要求1所述的用於電抗器減噪的樹脂組合物，其特徵在於:其由如下重量百分比計的組分組成: 所選的雙酚A環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂和脂環族環氧樹脂中的一種或者多種40-60% ； 所選的丙烯酸包覆的聚丁二烯粒子、丙烯酸包覆的丁腈橡膠粒子、丙烯酸包覆的丁二烯-苯乙烯共聚物粒子、丁腈橡膠粒子、有機矽橡膠粒子和丙烯酸橡膠粒子的一種或幾種5-20% ； 所選的石英粉、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、氫氧化鋁和高嶺土的一種或幾種10-60% ； 所選的玻璃纖維、針狀矽灰石、硫酸鈣晶須、聚烯烴纖維、聚酯纖維的一種或幾種5-10% ； 所選的雙氰胺、微膠囊包覆的咪唑、微膠囊包覆的脂肪胺、微膠囊包覆的芳香胺、脂肪醯肼的一種或幾種5-10% ； 所選的氧化鐵黑、氧化鉻銅黑、氧化鉻的一種或幾種0.1-1%。
8.—種如權利要求1至7任一所述的用於電抗器減噪的樹脂組合物的製備方法，其特徵在於:其包括如下步 驟: 第一步，將所述的納米增韌材料與環氧樹脂在真空、100-130度下用乳化機分散，直到納米增韌材料均勻，真空壓力控制在200-300Pa，乳化機的轉速不低於6000轉/分鐘，分散過程中保持釜體加溫在100-130度； 第二步，將分散好的納米增韌材料與剩餘環氧樹脂、纖維增強材料、無機填充材料、著色劑在100-130度下真空高速分散均勻，時間1-5小時，真空壓力控制在200-300Pa，同時保證釜體加溫在100-130度； 第三步，將第二步的半成品冷卻到30-40度，加入硬化劑，過三輥機碾磨三遍，真空脫氣得成品。
9.如權利要求8所述的用於電抗器減噪的樹脂組合物的製備方法，其特徵在於:其包括如下步驟:所述的步驟三中物料是否分散好要用刮板細度方法檢測，最大顆粒小於30微米為合格，最後將物料行星攪拌真空脫氣20-60分鐘，攪拌速度控制在500-1000轉/分鐘避免生熱， 真空壓力為200-300Pa，脫除配方中的空氣出料得成品。
全文摘要
本發明公開了一種用於電抗器減噪的樹脂組合物，其包括如下重量百分比計的組分環氧樹脂40-60％；納米增韌材料5-20％；無機填充材料10-60％；纖維增強材料5-10％；硬化劑5-10％；著色劑0.1-1％。本發明還涉及一種用於電抗器減噪的樹脂組合物的製備方法。本發明的有益效果為本發明樹脂組合物可以將配方事先生產檢測好置於低溫長期保存，使用前取出回復至室溫後就可使用，不需要現場配膠，簡單方便。
文檔編號C08L83/04GK103194045SQ201210180880
公開日2013年7月10日 申請日期2012年6月4日 優先權日2012年6月4日
發明者鄧惠山 申請人:上海灼日精細化工有限公司