[发明专利]用于浇注核电用中压树脂母线的合成树脂组合物及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝缘材料，尤其涉及用于浇注核电用中压树脂母线的合成树脂组合物及其制备和使用方法。

背景技术

随着人类对能源需求的加大，核电已成为一种常规能源，但核电设备在制造和运行时，对安全和可靠性的要求却越来越高，在核电站发电机组输配电中，为了保证输配电的安全可靠性，需要一套运行安全稳定，60年免维护的母线输配电系统。在核电现有电力传输技术中，要求中压母线在保证安全稳定传输电力的同时，具有结构紧凑的特点，需在其表面设置绝缘层，环氧树脂是目前公认的一种良好的绝缘材料，其分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为特征，其和相应的固化剂混合后，可以浇注在母线表面，环氧基团和固化剂发生交联反应而形成具有二向网状结构的高聚物，待其固化后，可以和母线形成良好的结合，能起到良好的绝缘作用。其存在以下不足，其一，由于环氧树脂本身的膨胀系数和作为母线的铜导体的膨胀系数是有差异的，在温度上升时，两者之间会产生较大的内应力，容易导致环氧树脂开裂、变形、影响电气设备的使用可靠性。其二，环氧树脂的脆性大，耐冲击损伤能力差，耐热性能相对较差，一般小于170℃。

公布号为CN101698740B的发明专利公布了一种“用于浇铸中压母线的合成树脂组合物”，由环氧树脂、固化剂和石英砂组成，其中，环氧树脂重量百分比为45％～50％；固化剂重量百分比为12％～20％；所述石英砂粒度为2～150目，其中≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量百分比为6％～11％、＞10目且≤50目的石英砂在组合物中的重量百分比为10％～15％，＞50目且≤80目的石英砂在组合物中的重量百分比为6％～11％、＞80目且≤150目的石英砂在组合物中的重量百分比为6％～10％。该组合物在现场进行浇铸，固化后环氧树脂组合物只能用于3-17.5KV的中压配电系统中，不能用于更高的中压配电系统中，从而不能满足实际生产的很多需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于浇注核电用中压树脂母线的合成树脂组合物，使浇注后的中压母线的绝缘层不易开裂、耐冲击、具有抗老化和阻燃性，且抗震性能优越。

为解决上述技术问题，本发明采用自主研发的用于浇注核电用中压树脂母线的合成树脂组合物，其由环氧树脂、固化剂和石英砂组成，其中，环氧树脂重量百分比为40％～45％；固化剂重量百分比为12％～16％；所述石英砂粒度为2～150目，其中≥2目且≤10目的石英砂在组合物中的重量百分比为10％～15％、＞10目且≤50目的石英砂在组合物中的重量百分比为12％～18％，＞50目且≤80目的石英砂在组合物中的重量百分比为6％～10％、＞80目且≤150目的石英砂在组合物中的重量百分比为5％～8％。

本发明的配方形成的组合物可现场调配后浇注在铜导体外，形成绝缘层，固化后的绝缘层为三向网状结构的高聚物，石英砂均匀分散于环氧树脂中，大径颗粒和小径颗粒之间经由环氧树脂填充，环氧树脂和石英砂颗粒之间粘合良好；石英砂的比例关系使得大多数石英砂颗粒能够相互接近，与单纯的环氧树脂相比，可更好地传递热能，以便在工作中帮助母线散热，同时使绝缘层的各部分的温度尽快达到一致，绝缘层自身内层和外层的温差小，内应力小，可保证绝缘层不会开裂；由于有多种不同规格的石英砂的掺入，使其膨胀系数受到影响，为0.0000176(1/K)，和铜导体的膨胀系数相等，可以经受剧烈的温差骤变，因此，其在受热时，可与铜导体同步热胀冷缩，两者之间也不会产生内应力，可保证绝缘层不会与铜导体剥离。同时，由于有石英砂的加入，提高了绝缘层的韧性，使其具有良好的耐冲击性能；浇注成型的绝缘层的介电强度达到30.5kV/mm，具有良好的绝缘性能；所浇注的母线可用于3.6kV～40.5kV的中压输变电系统中，其耐温性能好，可长时间耐受170-180℃的高温。

为加速固化，所述固化剂由聚酰胺固化剂和改性胺固化剂混合而成。其中，改性胺固化剂可用作其他胺固化剂的加速剂，起催化作用，可加速环氧树脂的固化。两者的含量可以如下：聚酰胺固化剂在组合物中的重量百分比为7％-10％，改性胺固化剂在组合物中的重量百分比为5％-6％。聚酰胺固化剂产品型号可为Aradur250；改性胺固化剂产品型号为Aradur2292。上述固化剂均可从公开销售渠道获得。

本发明的组合物中，环氧树脂型号可为GY285，通过市售可得，环氧树脂GY285为双酚A型环氧树脂，为缩水甘油醚类环氧树脂的一种，其环氧值为5.10-5.40Eq/kg，环氧当量为185-196g/Eq，粘度25℃(mPa s)：800-1100。