专利名称：半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于电工设备用绝缘填充复合物制备技术领域，尤其是涉及一种广泛用于变压器、电缆和其它电工设备中的半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物及其制备工 艺。
背景技术：
现代化的工业企业广泛的采用电力作为能源，随着我国经济的快速发展和人民生 活水平的不断提高，电力需要量不断增长，安全环保问题日益倍受关注，迫切需要难燃防 爆、不污染环境的输配电设备。我国城乡电网建设和改造的明确指导思想是向少油化、无油 化发展。在电缆中最早采用热熔型填充复合物。而热熔型填充复合物通常需加热到90度 左右熔化才能加压填充到变压器等设备中。这种热熔型填充复合物及其填充工艺存在很大 的缺陷，高温填充会引起绝缘层老化或烫伤的危险，熔化的复合物凝固缓慢易滴落，使填充 量很难达到100% ；热填充复合物向变压器等设备绝缘内层渗透流动时遇冷，流动性降低， 甚至不流动，使得填充不满，填充的复合物冷却后收缩可能产生裂缝，不能达到完全防水的 要求，影响产品合格率，此外热填充设备复杂，工艺过程不易稳定，能耗大，且有环境污染的 缺点。到目前为止报道最多的此类设备大部分使用经济型绝缘油进行填充，传统充油式 的集合式并联电容器，由于在大箱壳和单元电容器之间充有几百千克至几千千克的大量可 燃性绝缘油(变压器油或烷基苯油)，产品存在着易渗漏油，故障条件下易燃易爆，污染环 境，重量大等缺陷。这类油式填充平时还需加油、换油等，维护工作相对要多。随着安全环保意识的日益加强，出现了充气集合式电力填充设备，以不燃性绝缘 气体代替上述的绝缘油，复合少有无油的环保观念，但绝缘气体在一般条件下其绝缘性能 和散热性能较差，而且气体更不易密封。因此，如何选择合适的绝缘气体，尽量降低产品的 发热量，解决散热、绝缘、密封等问题，是充气集合式电力填充设备当前面临的最大问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种广泛用于变压器、电缆和其它电工设备中的半干 式环保型电工设备用绝缘填充复合物，解决现有技术的缺陷。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物，包括如下组分合成聚丙稀烃油 和/或精练白矿物油，分层抑制剂，双层热塑性双层结构微球，抗氧剂，降凝剂，二氧化硅； 其中各组分的质量配比为合成聚丙稀烃油和/或精练白矿物油占所述绝缘填充复合物总 质量的40 % 90 %，分层抑制剂2 % 30 %，双层热塑性结构微球0. 5 % 15 %，抗氧剂 0. 05 2%，降凝剂0. 05 2%，二氧化硅2 15% ；所述绝缘填充复合物各组分之和为 100%。
优选的是还含有抗真菌剂0. 01 0. 5%，所述的抗真菌剂为2-辛基-4-同噻唑 啉结构的抗真菌剂。更优的是所述的双层热塑性结构微球包括丙烯腈共聚物壳体和碳氢化合物气
^ O 更优的是所述的碳氢化合物气囊为异戊烷即2-甲基丁烷；所述的分层抑制剂 为苯乙烯_乙烯与丙烯嵌段共聚物或乙丙橡胶溶液；所述的降凝剂成分为聚丙烯酸酯或聚
烯烃类；所述的二氧化硅为疏水型和/或亲水型气相二氧化硅或者二氧化硅的气溶胶。更优的是所述的双层热塑性结构微球直径为10 60 μ m;密度为0.001 0. 04kg/m3。更优的是所述的抗氧剂为液态酚类或者四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸]季戊四醇酯。更优的是所述的合成聚丙稀烃油为聚α烯烃油或聚异丁烯油，所述精练白矿物 油为加氢裂解矿物油。本发明的目的之二在于提供一种半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物的制 备工艺。采用如下技术方案一种半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物的制备工艺包括如下步骤1)取占总质量配比40% 90%的合成聚丙稀烃油和/或精练白矿物油精练白矿 物油搅拌，升温至120士 10°C，保持2 5h，去除杂质；(2)将占总质量配比20Z0 30%分层抑制剂加入步骤(1)的产物中，110士 10°C搅 拌1 2h，充分混合分层抑制剂；(3)加入占总质量配比2 15%的二氧化硅，占总质量配比0.05 2%的抗氧剂， 占总质量配比0. 05 2%的降凝剂，占总质量配比0. 01 0. 5%的抗真菌剂，并充分搅拌；(4)加入占总质量配比0. 5% 15%双层热塑性结构微球，搅拌均勻，制得半干式 环保型电工设备用绝缘填充复合物，储存备用。优选的是所述的合成聚丙稀烃油为聚α烯烃油或聚异丁烯油，所述精练白矿物 油为加氢裂解矿物油；所述的双层热塑性结构微球包括丙烯腈共聚物壳体和碳氢化合物气 囊，所述的碳氢化合物气囊为异戊烷即2-甲基丁烷；述的分层抑制剂为苯乙烯_乙烯与丙 烯嵌段共聚物或乙丙橡胶溶液；所述的降凝剂成分为聚丙烯酸酯或聚烯烃类；所述的 二氧化硅为疏水型和/或亲水型气相二氧化硅或者二氧化硅的气溶胶；所述的抗真菌剂为 2-辛基-4-同噻唑啉结构的抗真菌剂；所述的抗氧剂为液态酚类或者四[β-(3，5-二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果(1)实现了由油式填充物向干式填充物的转变例如传统充油式的电容器，由于在大箱壳和单元电容器之间充有几百千克至几 千千克的大量可燃性绝缘油(变压器油或烷基苯油)，产品易渗漏油，故障条件下易燃易 爆，污染环境，重量大，且要加油、换油等，维护工作相对要多。而本发明所述的复合物密度 只有0. 45g/ml左右，而绝缘油的密度大概为0. 93g/ml，所以单位体积的含有量降低了一半 多，实现了油式填充向半干式填充的转变。(2)环保型半干式
此发明所述的半干式填充复合物呈现半干的柔软粉状结构使其足够干易于简单 地用一般清洁布料清洗。不需要使用特定的溶剂来清洗这一独到的特性，填充过程可减少 溶剂蒸发造成的空气污染，从而保护环境。此外，此类产品一旦填充无需更换，节省因日常 维护带来的时间及人工耗费。(3)优越的触变性能，冷填充，工艺简单本发明所述的半干式填充复合物是选择热塑性双层结构微球材料并基于具有触 变性和长期热稳定性的流体而精心制造，有利于充分填充。在常温下的触变性能及其优越， 可解决生产、运输和流动过程中可能会受到弯曲、振动、冲击等外力作用，缓冲应力，进行更 加有效简单的填充及维护。本发明所述的半干式填充复合物在低温下保持柔软，可在室温下使用填充设备直 接高速填充。同时，可根据填充条件的不同要求对软硬度进行相应调整以满足工艺要求。冷填充膏是一种通过物理交联作用形成有网络结构的绝缘性胶体，该胶体在静止 状态下不流动，高度憎水，可为变压器，电缆和其它电工设备提供良好的密封防水性能，同 时具有优异的高低温性能，且在剪切力作用下网络结构破坏，粘度大幅度降低，成为可流动 的流体，剪切力去除后又立即恢复原有的网络结构。 (4)抗真菌性能好(生物环保性能好)按贝尔实验室GR-20-C0RE，R6-34标准要求，填充复合物应对细菌无营养。有一些关于细菌侵蚀电力设备的报告结果显示，往往是设备被细菌通过其检修孔 或裸露于潮湿环境和空气中的部分而侵蚀。在此条件下细菌和真菌能在其中生长。为防止 这种状况，我们通过英国PRA的抗真菌试验，确认本发明所述的阻水膏对真菌和细菌的生 长无营养。(5)优越的电绝缘性能由于所选用的分层抑制剂，双层热塑性结构微球，二氧化硅等材料都具有良好的电绝缘性，使得本发明所述的半干式环保型填充复合物具有优越的电绝缘性能，常温体积 电阻率可达到1016。可广泛运用于半干式变压器、电缆和其它电工设备用绝缘填充复合物 的制备。总之，本发明所述的半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物具有优越的电性 能，符合安全环保少油化的观念，且在目前变压器，电缆和其它电工设备填充中因独特的优 点(节能、工艺简便、使用方便、清洁无污染)而具有广泛的应用前景。而且本发明所述的半 干式环保型电工设备用绝缘填充复合物为可以在常温下填充的触变型填充复合物，可以完 全代替传统的用于变压器、电缆和其它电工设备填充的填充物，并且具有十分满意的效果。
图1为本发明实施例所述的阻水膏抗真菌性能实验结果示意图。图中图1-1中， 左边阻水膏右边对比样；图1-2中，左边没滴曲霉菌的阻水膏；右边滴有曲霉菌的阻 水膏；图1-3中，左边没滴曲霉菌的对比样；右边滴有曲霉菌的对比样。图2为本发明实施例所述的阻水膏RoHS检测实验流程图。
具体实施例方式实施例1绝缘填充复合物(阻水膏)的制作把76g精练白矿物油搅拌，升温至120°C 士 10°C，保持2 5h，取5g苯乙烯-乙烯 与丙烯嵌段共聚物加入白矿物油中，110士 10°C搅拌1 2h，待共聚物与白矿物油体系互溶 之后加入1. Og的抗氧剂，Ig聚丙稀酸酯降凝剂，IOg气相二氧化硅粉末和0. 3g抗真菌剂， 搅拌0. 5小时后加入6g的双层热塑性结构微球材料，再搅拌0. 5小时后抽真空获得产品。实施例2绝缘填充复合物(阻水膏)的制作把56g精练白矿物油搅拌，升温至120°C 士 10°C，保持2 5h，取25g浓度为20%的 乙丙橡胶溶液加入白矿物油中，110士 10°C搅拌1 2h，待乙丙橡胶与白矿物油体系互溶之后 加入1. Og的抗氧剂，1. Og聚a-烯烃类降凝剂，IOg气相二氧化硅粉末和0. 2g抗真菌剂，搅拌 0. 5小时后加入6g的双层热塑性结构微球材料，再搅拌0. 5小时后抽真空获得产品。实施例3阻水膏的制作把20g聚α烯烃油和56精练白矿物油搅拌，升温至120°C 士 10°C，保持2 5h， 取5g苯乙烯-乙烯与丙烯嵌段共聚物加入白矿物油中，110士 10°C搅拌1 2h，待共聚物与 白矿物油体系互溶之后加入1. Og的抗氧剂，Ig聚丙稀酸酯降凝剂，IOg气相二氧化硅粉末 和0. Ig抗真菌剂，搅拌0. 5小时后加入6g的双层热塑性结构微球材料，再搅拌0. 5小时后
抽真空获得产品。实施例4半干式复合物抗真菌性能实验测试方法简述英国PRA通过修正的BS5980方法测试，把马铃薯葡萄糖果浆涂抹 在长宽约为30mmX 30mm的铝片，把大约3. 5g的阻水膏样品分三层涂在铝片上，另外对比的 铝片上涂抹上一半浓度的马铃薯葡萄糖果浆。把其中一个含半干式复合物样品的碟子和对比样品的碟子上滴上8滴悬浮有袍 子的尼日尔曲霉菌IMI17454(每滴含有1X105袍子)并把它放到25度温度下培养。培养 14天后用显微镜观察真菌生长。可以看出本发明所述的阻水膏具有抗真菌生长功能。详细说明见图1。图1-1中，左边半干式复合物右边对比样；图1-2中，左边 没滴曲霉菌的半干式复合物；右边滴有曲霉菌的半干式复合物；图1-3中，左边没滴曲 霉菌的对比样；右边滴有曲霉菌的对比样。实施例5阻水膏RoHS检测实验测试方法根据欧盟RoHS指令2002/95/EC以及后续修正指令的要求，参考测试方法 IEC 62321 :2008，ICP-OES ； IEC62321 :2008，GC-MS 以及 IEC62321 :2008，UV-Vis 进行测 试，具体测试流程为如图2所示。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于发明型的 保护范围。
权利要求
一种半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物，包括如下组分合成聚丙稀烃油和/或精练白矿物油，分层抑制剂，双层热塑性双层结构微球，抗氧剂，降凝剂，二氧化硅；其中各组分的质量配比为合成聚丙稀烃油和/或精练白矿物油占所述绝缘填充复合物总质量的40％～90％，分层抑制剂2％～30％，双层热塑性结构微球0.5％～15％，抗氧剂0.05～2％，降凝剂0.05～2％，二氧化硅2～15％；所述绝缘填充复合物各组分之和为100％。
2.如权利要求1所述的半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物，其特征是还含有 抗真菌剂0. 01 0. 5%，所述的抗真菌剂为2-辛基-4-同噻唑啉结构的抗真菌剂。
3.如权利要求2所述的半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物，其特征是所述的 双层热塑性结构微球包括丙烯腈共聚物壳体和碳氢化合物气囊。
4.如权利要求3所述的半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物，其特征是所述的 碳氢化合物气囊为异戊烷即2-甲基丁烷；所述的分层抑制剂为苯乙烯-乙烯与丙烯嵌段共 聚物或乙丙橡胶溶液；所述的降凝剂成分为聚丙烯酸酯或聚烯烃类；所述的二氧化硅为 疏水型和/或亲水型气相二氧化硅或者二氧化硅的气溶胶。
5.如权利要求4所述的半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物，其特征是所述的 双层热塑性结构微球直径为10 60 μ m ；密度为0. 001 0. 04kg/m3。
6.如权利要求5所述的半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物，其特征是所述的 抗氧剂为液态酚类或者四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
7.如权利要求1 6任一项所述的半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物，其特征 是所述的合成聚丙稀烃油为聚α烯烃油或聚异丁烯油，所述精练白矿物油为加氢裂解矿 物油。
8.一种半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物的制备工艺包括如下步骤(1)取占总质量配比40% 90 %的合成聚丙稀烃油和/或精练白矿物油精练白矿物油 搅拌，升温至120士 10°C，保持1 4h，去除杂质；(2)将占总质量配比2% 30%分层抑制剂加入步骤(1)的产物中，110士10°C搅拌 1 2h，充分混合分层抑制剂；(3)加入占总质量配比2 15%的二氧化硅，占总质量配比0.05 2%的抗氧剂，占总 质量配比0. 05 2%的降凝剂，占总质量配比0. 01 0. 5%的抗真菌剂，并充分搅拌；(4)加入占总质量配比0.5% 15%双层热塑性结构微球，搅拌均勻，制得半干式环保 型电工设备用绝缘填充复合物，储存备用。
9.如权利要求8所述的半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物的制备工艺，其特征 是所述的合成聚丙稀烃油为聚α烯烃油或聚异丁烯油，所述精练白矿物油为加氢裂解矿 物油；所述的双层热塑性结构微球包括丙烯腈共聚物壳体和碳氢化合物气囊，所述的碳氢 化合物气囊为异戊烷即2-甲基丁烷；所述的分层抑制剂为苯乙烯-乙烯与丙烯嵌段共聚物 或乙丙橡胶溶液；所述的降凝剂成分为聚丙烯酸酯或聚烯烃类；所述的二氧化硅为疏水 型和/或亲水型气相二氧化硅或者二氧化硅的气溶胶；所述的抗真菌剂为2-辛基-4-同 噻唑啉结构的抗真菌剂；所述的抗氧剂为液态酚类或者四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯 基)丙酸]季戊四醇酯。
10.如权利要求7所述的半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物在变压器、电缆和其它电工设备中的 应用。
全文摘要
本发明公开了一种半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物，包括如下组分和含量合成聚丙稀烃油和/或精练白矿物油40％～90％，分层抑制剂2％～30％，双层热塑性双层结构微球0.5％～15％，抗氧剂0.05～2％，降凝剂0.05～2％，二氧化硅2～15％；所述绝缘填充复合物各组分之和为100％。本发明所述的半干式环保型电工设备用绝缘填充复合物具有优越的电性能，符合安全环保少油化的观念，且在目前变压器，电缆和其它电工设备填充中因独特的优点(节能、工艺简便、使用方便、清洁无污染)而具有广泛的应用前景。
文档编号C08K13/02GK101847473SQ20101015060
公开日2010年9月29日 申请日期2010年4月13日 优先权日2010年4月13日
发明者丹尼·苏荷, 任丽华, 艾迪·切斯洪, 陈永文, 黄燕生 申请人:深圳尤尼吉尔通信有限公司