[发明专利]一种纳米改性环氧真空压力浸渍树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性的环氧真空压力浸渍树脂及其制备方法，改性的环氧真空压力浸渍树脂可用于大型高压电机、变频电机、超导电机等电机的制造。

背景技术

环氧真空压力浸渍树脂(简称VPI)不含稀释剂，VOC排放量极低，清洁环保，可制造无气隙绝缘结构，使线圈绝缘，各部件连续性好、导热性好，槽满率高、防潮性能优异，具有优异的电气绝缘性能，已在高压电机VPI绝缘处理工艺领域得到了广泛应用。然而受配方及制备工艺的限制，已有的环氧真空压力浸渍树脂还存在导热性较差，耐高频脉冲能力弱，低温力学性能差等不足，在高性能特种电机领域，如大功率变频电机、低温超导电机等领域应用受到了限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有环氧真空压力浸渍树脂的低温力学性能、导热性能、耐变频性能较差的不足，提供一种纳米改性环氧真空压力浸渍树脂，进一步扩大环氧真空压力浸渍树脂的应用范围。

本发明同时还要提供一种纳米改性环氧真空压力浸渍树脂的制备方法，由该方法获得的环氧真空压力浸渍树脂具有优良的低温力学性能、导热性能、耐变频性能，应用范围广。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：

一种纳米改性环氧真空压力浸渍树脂，以重量百分含量计，该纳米改性环氧真空压力浸渍树脂的原料组成如下：双酚A型环氧树脂36～45％、25℃下粘度为3～200mps的低粘度环氧活性稀释剂5～20％、液体酸酐40～50％、粒径为1～100nm的纳米粉体1～8％、分散剂0.2～2％、硅烷偶联剂0.1～2％、消泡剂0.1～1％。

根据本发明，所述纳米粉体可以为选自纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米碳化硅及纳米氮化硼中的一种或多种的组合。纳米粉体的粒径优选为10～50nm。

优选地，所述双酚A型环氧树脂与低粘度环氧活性稀释剂的重量之和与液体酸酐的重量比为1∶0.8～1.2。

根据本发明，所述低粘度环氧活性稀释剂可以为选自环己基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇缩水甘油醚及三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或多种的组合。所述的液体酸酐可以为选自甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐及纳迪克酸酐中的一种或多种的组合。所述分散剂可以为选自钛酸酯分散剂、丙烯酸类共聚物溶液、高分子量共聚体磷酸酯、聚酯类分散剂及脂肪胺类分散剂中的一种或多种的组合，其中，分散剂优选为钛酸酯分散剂、丙烯酸类共聚物溶液、聚酯类分散剂的一种或多种的组合。

根据本发明，硅烷偶联剂和消泡剂可以是本领域常采用的那些。例如硅烷偶联剂可以为选自KH550、KH560、KH570、KH792中的一种或多种的组合。消泡剂可以为选自BYK-A530、BYK-501、BYK-093、Deform-5300、Deform-6800、FoamStar A36、FoamStar A34以及DAPRO^{DF 957中的一种或多种的组合。}

本发明中，使用的双酚A型环氧树脂的环氧当量一般为169～176克/当量。

本发明采取的又一技术方案是：一种上述的纳米改性环氧真空压力浸渍树脂的制备方法，其包括如下步骤：

(1)将双酚A型环氧树脂经分子蒸馏技术处理后，与配方量的低粘度环氧活性稀释剂、30％～70％配方量的分散剂和配方量的硅烷偶联剂混合，搅拌均匀得到基体溶液；

(2)、在均质乳化机中，将配方量的纳米粉体分多次间断加入到步骤(1)所得基体溶液中，在加入纳米粉体的过程中，均质乳化机的搅拌速度设为200～1500r/min；当纳米粉体加入完毕后，提高搅拌速度和控制温度，进行高剪切分散获得预分散体，其中，高剪切分散时的搅拌速度为2000～20000r/min，高剪切分散时的温度为60℃～80℃，高剪切分散的时间为0.5～2小时；

(3)、将步骤(2)所得预分散体投入纳米研磨机中，研磨分散3～6小时，间断加入剩余的分散剂，研磨温度控制在40℃～80℃，研磨至纳米粉体D50≤80nm，得到纳米改性环氧树脂；

(4)、将配方量的液体酸酐和消泡剂添加到纳米改性环氧树脂中，装入密封的物料桶，在转速为500～2000r/min的平盘锯齿式分散机中，搅拌20～40分钟至均匀，过滤，即得所述纳米改性环氧真空压力浸渍树脂。