一种环氧浇注干式变压器用高导热环氧树脂的制备方法
【专利摘要】本发明专利涉及一种环氧浇注干式变压器用高导热环氧树脂的制备方法，它包括，利用BN粒子的高导热性，将微米级BN颗粒加入环氧树脂中，经过一系列的混合加工处理工序，形成稳定的复合材料。添加BN颗粒可以在环氧基体内部形成导热通道，从而提高整个复合材料的导热性能，本发明将验证复合材料的导热性能，测量试样的热导率，并在在相同的放电情况下，测试不同试样表面的温度分布。
【专利说明】一种环氧浇注干式变压器用高导热环氧树脂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微纳米复合材料制备方法领域，尤其涉及新型基于高导热无机颗粒的环氧树脂制备方法。
【背景技术】
[0002]环氧浇注式干式变压器用环氧树脂作为主绝缘，它结构简单、体积小，机械强度高，耐受短路能力强，防潮及耐腐蚀性能特别好，且局放小、运行寿命长、损耗低、过负荷能力强，企业设计制造经验丰富，产品具备高安全可靠性及良好的环保特性，尤其是运行业绩非常好。环氧浇注干式变压器有诸多的优点，随着社会的发展，人们对变压器的要求也不断提高。在超大容量变压器不断涌现的同时，变压器的散热问题也就愈加突出。变压器线圈的过热不仅造成绝缘的加速老化而影响其寿命，而且由于线圈局部过热而造成的恶性事故在国内外均有发生。这些问题造成了巨大的经济损失，越来越引起人们的密切关注。
[0003]运行中，干式变压器同油浸式变压器一样，铁心由于磁滞损耗、涡流损耗，绕组由于电阻损耗、杂散损耗及引线损耗等而产生热量。其中一部分热量储存于变压器的发热体中，使发热体本身温度升高；另一部分热量则散发于周围的介质中。干式变压器所有的电磁载体，如铁心、绕组、引线以及漏磁场所能交链的结构件等，均为发热体，其中铁心和绕组为主要的发热体。发热体所产生的热量，除了使自身的温度升高外，也会使周围介质的温度升高，特别是局部温升过高时可能造成绝缘过早损坏，或由于绝缘介质长期受高温作用而发生绝缘老化，也会逐渐的丧失绝缘性能。
[0004]环氧浇注式 干式变压器的散热途径主要有热传导、对流和辐射这三种方式，具体来说就是高低压绕组内部以及绕组与环氧树脂之间的热传导、环氧树脂与气道内空气的对流和环氧树脂对外界的辐射。增强以上三种散热途径中的任何一个都可以改善变压器的散热进而可以提高变压器的性能，减薄绝缘厚度可以改善变压器的散热，然而由于要保证足够的电气强度，这种方法受到极大限制。由于受到变压器容量体积和变压器噪声控制的限制，改善对流和辐射的途径受到很大的限制。研究表明，在复合绝缘材料中加入适量的高导热填料可以使其导热系数明显提高，而且不会对其绝缘性能产生不良影响。由于变压器绕组中产生的热量首先要通过环氧树脂才能向外部散发，如果能够提高环氧树脂的热导率，降低热传导过程的热阻，在相同的散热条件下就可以有效降低变压器局部过热现象的发生，有效的提高变压器的容量和绝缘水平。
[0005]按材料制备工艺将导热绝缘高分子大致分为本体型导热绝缘高分子和填充型导热绝缘高分子。本体导热绝缘高分子是在材料合成及成型加工过程中通过改变材料分子和链节结构获得特殊物理结构，从而获得导热性能；填充型是在普通高分子中加入导热绝缘填料，通过一定方式复合而获得导热性能。纯环氧热导率很低，本体高分子材料制备工艺繁琐，难度大，成本高。目前制备导热绝缘聚合物主要采用导热绝缘填料如AlN、SiC、BN、Al203等填充聚合物，通过物理共混赋予聚合物以导热性能，此法制得的高分子材料价格低廉，加工容易，成本低，经适当工艺处理可用于某些特殊领域，可进行工业化生产，是目前国内外该类材料主要制备方法。本发明将采用溶液混合和直接共混溶液法来实现高导热环氧树脂的制备。借助于高速搅拌设备或超声波分散设备来均匀分散导热微米填料，复合效果受到微米粉体的粒径大小和表面活性及粒子间的物理作用力、纳米粒子与高聚物分子问作用力、高聚物粒度和复合工艺等因素制约，该法简便、经济、直观，具有较强的实用性。
[0006]目的
[0007]本发明的目的在于提供一种环氧浇注干式变压器用高导热环氧树脂的制备方法。
[0008]技术方案
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:利用BN粒子的高导热性，将微米级BN颗粒加入环氧树脂中，经过一系列的混合加工处理工序，形成稳定的复合材料。添加BN颗粒可以在环氧基体内部形成导热通道，从而提高整个复合材料的导热性能，本专利将验证复合材料的导热性能，并对新型复合材料的耐放电侵蚀性能进行测试。
[0010]有益效果
[0011]本发明的优点和有益效果:
[0012]①显著提高环氧树脂的导热性能，使环氧树脂满足环氧浇注干式变压器的散热要求；
[0013]②显著提高导热环氧复合材料的耐放电侵蚀能力，保证新型材料在环氧浇注干式变压器上安全可靠使用。 【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1高导热环氧树脂材料的断面扫描电子显微镜图；
[0015]图2不同质量分数试样的热导率；
[0016]图3相同的放电情况下，不同试样表面的等温线分布图；
[0017]最佳实施方式
[0018]基于氮化硼导热颗粒的环氧树脂复合材料的制备方法，其具体包括以下步骤:
[0019](a)首先将乙醇、水按照93ml: 3ml_97ml: 7ml的比例混合,然后加入三乙醇胺溶解制得三乙醇胺水溶液，然后将悬浮液采用冷凝回流的方式在45°C下搅拌3h，使表面活性剂与BN颗粒充分结合。所述的三乙醇胺的用量为氮化硼纳米颗粒质量的0.8-1.2%，所述的氮化硼纳米颗粒的粒径为5um ；
[0020](b)用超声波清洗器对温度控制在48_50°C的混合液进行分散振动30-60分钟，对所述的分散好的溶液过滤，进行烘干研磨得到改性后的氮化硼导热颗粒；
[0021](c)将不同质量分数改性后的氮化硼导热颗粒加入到球磨机中分散20_25min。
[0022](d)将99%以上的高纯度环氧树脂、质量为I / 3环氧树脂溶液的低分子量聚酰胺树脂固化剂加入到球磨机中进行高速离心分散，分散时间为30-35min。
[0023](e)将球磨机中的混合物倒入放有离型纸的模具中成片。
[0024](f)将模具放入到热压成型机中脱气三次，脱气过程中热压成型机保持70_72°C的预干燥2小时。
[0025](g)继续加温145_150°C固化3小时，同时将热压成型机压力维持在30MPa。
[0026](h)取出模具，在室温条件下静止4-6小时后打开模具，即得到成型后的高导热环氧树脂复合材料。
【权利要求】
1.本发明专利涉及一种环氧浇注干式变压器用高导热环氧树脂的制备方法，它包括:利用BN粒子的高导热性，将微米级BN颗粒加入环氧树脂中，经过一系列的混合加工处理工序，形成性能稳定、导热性能优良的复合材料。
2.添加BN颗粒可以在环氧基体内部形成导热通道，从而提高整个环氧复合材料的导热性能，本专利将验证复合材料的导热性能，保护制备配方，在相同的放电情况下，测试不同试样表面的温 度分布。
【文档编号】C08K9/04GK103450638SQ201310406591
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】杜伯学, 肖萌 申请人:天津学子电力设备科技有限公司