[发明专利]一种环氧树脂组合物及其制备浸渍线圈方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种环氧树脂组合物及其用途。

背景技术

电力系统目前使用的空心电抗器，其线圈可以采用玻璃纤维与导线一起绕制然后浸漆，也可以用玻璃纤维、导线、浸渍树脂一起采用现场湿法绕制，但不管采用什么方法绕制，都需要通过树脂填充线圈内部存在的气隙，然后固化成型为一个整体。树脂在电抗器线圈中起填充气隙、传热、防潮、防止局部放电等作用。

目前空心电抗器制造所使用的浸渍树脂主要由环氧树脂、固化剂、固化促进剂等组分混合配制而成，其固化物的导热系数较低，只有0.16～0.18W/(m·K)，不利于电抗器线圈的散热。由于浸渍树脂固化物的导热系数过低，电抗器运行时线圈内部产生的热量不能及时散发，导致线圈温升过高，轻则导致电抗器线圈发生过热，缩短了电抗器的使用寿命；重则直接引发电抗器线圈烧毁等事故，严重影响了电网的运行可靠性。

此外，虽然环氧树脂可用例如酸和/或酸酐固化，但是一些缺点是公认的。酸和/或酸酐固化的体系常对水敏感且导致固化的基质水解。另外，包含酸酐的可固化环氧树脂组合物在用于浸渍时，大量的酸酐蒸气在大腔室中且在发生事故的情况下，对操作工人的健康影响很大。在使用中，线圈暴露于高湿度和-40℃至150℃的温度改变。目前使用的体系基于双酚A环氧树脂/酸酐体系，该体系特别是在高温下其可因湿气而降解，并且其抗裂性也较弱，导致其使用中可出现裂纹且湿气会更好地渗透且造成更严重的损坏。

因此，需要提供一种可以用于线圈的环氧树脂组合物，在具有良好的施工性能、机械性能的同时，具有高的导热性和施工中低的有害气体释放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环氧树脂组合物，其在用于制备线圈浸渍树脂时，在具有良好的施工性能、机械性能的同时，具有高的导热性，且更加环保。

本发明的技术方案如下：

一种环氧树脂组合物，由如下重量份的组分组成，

其中，所述固化剂为单氰胺与脲的衍生物以3：1-2：1的重量比例混合形成的液态混合物，脲的衍生物为N，N-二乙基脲，N，N-二丙基脲，N，N-甲基乙基脲，增韧剂为聚醚-聚胺，导热剂选自AlN、BN、Al₂O₃，且为颗粒形态的粒子，分为大粒子和小粒子，大粒子平均粒径为20-50微米，小粒子平均粒径为1-5微米，大粒子：小粒子的重量比例为5：1-1：1。

优选的，所述环氧树脂选自双酚A型、双酚F型、双酚S型环氧树脂，环氧值为0.4-0.55当量/100g。对于导热剂粒子的粒径测量，采用激光分析式粒度分布测量仪。

所述导热剂中大粒子：小粒子的重量比例为3：1-2：1，优选为3：1。所述颜料选自亮蓝、二氧化钛、镉红等。

所述导热剂中大粒子平均粒径为30微米，小粒子平均粒径为2微米。所述阻燃剂选自含磷阻燃剂和含氮阻燃剂。

上述环氧树脂组合物在制备浸渍线圈中的用途。

使用上述环氧树脂组合物制备浸渍线圈方法，步骤如下：

(1)将线圈绕组在100-120℃温度中预热5-6小时，浇注前冷却到60-80℃；

(2)将环氧树脂组合物在常温下，在真空度1-3mbar中搅拌脱泡2.5-3.5小时；

(3)将线圈绕组置于浇注罐中在真空度3-4mbar状态下，抽真空2-3小时；

(4)将环氧树脂组合物浇注到浇注罐中，保持真空度4-5mbar，浸渍1-3小时；

(5)将浸渍好的的线圈绕组置于固化烘箱中，80℃保持3-5小时，30-60分钟升温到90-100℃，保持1.5-2小时；30-60分钟升温到110-120℃，保持2.5-3小时；30-60分钟升温到140-150℃，保持10-15小时，进行最终固化。

一种浸渍线圈，采用上述方法制备。

本发明中单氰胺与特定的脲衍生物在3：1-2：1的范围内在常温下形成低共熔的混合物，即形成液态，其用于环氧树脂体系时，相对于采用其他固态，例如粉末态的固化剂时，具有降低的粘度，便于在浸渍线圈绕组时的流动，适合灌注；而采用双氰胺替代单氰胺，则得不到液态的混合物；相对于现有技术中其他液态胺类固化剂，本发明的固化剂在使用量少的情况下，依然能达到满足要求的固化效果，固化后体系的玻璃化转变温度较高。

本发明中的固化剂在常温下具有良好的潜伏性，导致其不用采用双组分体系来制备浸渍树脂体系。另外，本发明组合物中不使用溶剂，即是无溶剂的，但其依然具有良好的流动性能。