一種環氧澆注乾式變壓器用高導熱環氧樹脂的製備方法
2023-07-16 10:36:01 2
一種環氧澆注乾式變壓器用高導熱環氧樹脂的製備方法
【專利摘要】本發明專利涉及一種環氧澆注乾式變壓器用高導熱環氧樹脂的製備方法，它包括，利用BN粒子的高導熱性，將微米級BN顆粒加入環氧樹脂中，經過一系列的混合加工處理工序，形成穩定的複合材料。添加BN顆粒可以在環氧基體內部形成導熱通道，從而提高整個複合材料的導熱性能，本發明將驗證複合材料的導熱性能，測量試樣的熱導率，並在在相同的放電情況下，測試不同試樣表面的溫度分布。
【專利說明】一種環氧澆注乾式變壓器用高導熱環氧樹脂的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微納米複合材料製備方法領域，尤其涉及新型基於高導熱無機顆粒的環氧樹脂製備方法。
【背景技術】
[0002]環氧澆注式乾式變壓器用環氧樹脂作為主絕緣，它結構簡單、體積小，機械強度高，耐受短路能力強，防潮及耐腐蝕性能特別好，且局放小、運行壽命長、損耗低、過負荷能力強，企業設計製造經驗豐富，產品具備高安全可靠性及良好的環保特性，尤其是運行業績非常好。環氧澆注乾式變壓器有諸多的優點，隨著社會的發展，人們對變壓器的要求也不斷提高。在超大容量變壓器不斷湧現的同時，變壓器的散熱問題也就愈加突出。變壓器線圈的過熱不僅造成絕緣的加速老化而影響其壽命，而且由於線圈局部過熱而造成的惡性事故在國內外均有發生。這些問題造成了巨大的經濟損失，越來越引起人們的密切關注。
[0003]運行中，乾式變壓器同油浸式變壓器一樣，鐵心由於磁滯損耗、渦流損耗，繞組由於電阻損耗、雜散損耗及引線損耗等而產生熱量。其中一部分熱量儲存於變壓器的發熱體中，使發熱體本身溫度升高；另一部分熱量則散發於周圍的介質中。乾式變壓器所有的電磁載體，如鐵心、繞組、引線以及漏磁場所能交鏈的結構件等，均為發熱體，其中鐵心和繞組為主要的發熱體。發熱體所產生的熱量，除了使自身的溫度升高外，也會使周圍介質的溫度升高，特別是局部溫升過高時可能造成絕緣過早損壞，或由於絕緣介質長期受高溫作用而發生絕緣老化，也會逐漸的喪失絕緣性能。
[0004]環氧澆注式 乾式變壓器的散熱途徑主要有熱傳導、對流和輻射這三種方式，具體來說就是高低壓繞組內部以及繞組與環氧樹脂之間的熱傳導、環氧樹脂與氣道內空氣的對流和環氧樹脂對外界的輻射。增強以上三種散熱途徑中的任何一個都可以改善變壓器的散熱進而可以提高變壓器的性能，減薄絕緣厚度可以改善變壓器的散熱，然而由於要保證足夠的電氣強度，這種方法受到極大限制。由於受到變壓器容量體積和變壓器噪聲控制的限制，改善對流和輻射的途徑受到很大的限制。研究表明，在複合絕緣材料中加入適量的高導熱填料可以使其導熱係數明顯提高，而且不會對其絕緣性能產生不良影響。由於變壓器繞組中產生的熱量首先要通過環氧樹脂才能向外部散發，如果能夠提高環氧樹脂的熱導率，降低熱傳導過程的熱阻，在相同的散熱條件下就可以有效降低變壓器局部過熱現象的發生，有效的提高變壓器的容量和絕緣水平。
[0005]按材料製備工藝將導熱絕緣高分子大致分為本體型導熱絕緣高分子和填充型導熱絕緣高分子。本體導熱絕緣高分子是在材料合成及成型加工過程中通過改變材料分子和鏈節結構獲得特殊物理結構，從而獲得導熱性能；填充型是在普通高分子中加入導熱絕緣填料，通過一定方式複合而獲得導熱性能。純環氧熱導率很低，本體高分子材料製備工藝繁瑣，難度大，成本高。目前製備導熱絕緣聚合物主要採用導熱絕緣填料如AlN、SiC、BN、Al203等填充聚合物，通過物理共混賦予聚合物以導熱性能，此法製得的高分子材料價格低廉，加工容易，成本低，經適當工藝處理可用於某些特殊領域，可進行工業化生產，是目前國內外該類材料主要製備方法。本發明將採用溶液混合和直接共混溶液法來實現高導熱環氧樹脂的製備。藉助於高速攪拌設備或超聲波分散設備來均勻分散導熱微米填料，複合效果受到微米粉體的粒徑大小和表面活性及粒子間的物理作用力、納米粒子與高聚物分子問作用力、高聚物粒度和複合工藝等因素制約，該法簡便、經濟、直觀，具有較強的實用性。
[0006]目的
[0007]本發明的目的在於提供一種環氧澆注乾式變壓器用高導熱環氧樹脂的製備方法。
[0008]技術方案
[0009]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:利用BN粒子的高導熱性，將微米級BN顆粒加入環氧樹脂中，經過一系列的混合加工處理工序，形成穩定的複合材料。添加BN顆粒可以在環氧基體內部形成導熱通道，從而提高整個複合材料的導熱性能，本專利將驗證複合材料的導熱性能，並對新型複合材料的耐放電侵蝕性能進行測試。
[0010]有益效果
[0011]本發明的優點和有益效果:
[0012]①顯著提高環氧樹脂的導熱性能，使環氧樹脂滿足環氧澆注乾式變壓器的散熱要求；
[0013]②顯著提高導熱環氧複合材料的耐放電侵蝕能力，保證新型材料在環氧澆注乾式變壓器上安全可靠使用。 【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1高導熱環氧樹脂材料的斷面掃描電子顯微鏡圖；
[0015]圖2不同質量分數試樣的熱導率；
[0016]圖3相同的放電情況下，不同試樣表面的等溫線分布圖；
[0017]最佳實施方式
[0018]基於氮化硼導熱顆粒的環氧樹脂複合材料的製備方法，其具體包括以下步驟:
[0019](a)首先將乙醇、水按照93ml: 3ml_97ml: 7ml的比例混合,然後加入三乙醇胺溶解製得三乙醇胺水溶液，然後將懸浮液採用冷凝回流的方式在45°C下攪拌3h，使表面活性劑與BN顆粒充分結合。所述的三乙醇胺的用量為氮化硼納米顆粒質量的0.8-1.2%，所述的氮化硼納米顆粒的粒徑為5um ；
[0020](b)用超聲波清洗器對溫度控制在48_50°C的混合液進行分散振動30-60分鐘，對所述的分散好的溶液過濾，進行烘乾研磨得到改性後的氮化硼導熱顆粒；
[0021](c)將不同質量分數改性後的氮化硼導熱顆粒加入到球磨機中分散20_25min。
[0022](d)將99%以上的高純度環氧樹脂、質量為I / 3環氧樹脂溶液的低分子量聚醯胺樹脂固化劑加入到球磨機中進行高速離心分散，分散時間為30-35min。
[0023](e)將球磨機中的混合物倒入放有離型紙的模具中成片。
[0024](f)將模具放入到熱壓成型機中脫氣三次，脫氣過程中熱壓成型機保持70_72°C的預乾燥2小時。
[0025](g)繼續加溫145_150°C固化3小時，同時將熱壓成型機壓力維持在30MPa。
[0026](h)取出模具，在室溫條件下靜止4-6小時後打開模具，即得到成型後的高導熱環氧樹脂複合材料。
【權利要求】
1.本發明專利涉及一種環氧澆注乾式變壓器用高導熱環氧樹脂的製備方法，它包括:利用BN粒子的高導熱性，將微米級BN顆粒加入環氧樹脂中，經過一系列的混合加工處理工序，形成性能穩定、導熱性能優良的複合材料。
2.添加BN顆粒可以在環氧基體內部形成導熱通道，從而提高整個環氧複合材料的導熱性能，本專利將驗證複合材料的導熱性能，保護製備配方，在相同的放電情況下，測試不同試樣表面的溫 度分布。
【文檔編號】C08K9/04GK103450638SQ201310406591
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】杜伯學, 肖萌 申請人:天津學子電力設備科技有限公司