[發(fā)明專利]一種戶外型電氣絕緣改性環(huán)氧樹脂組合物

有效

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• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104177780A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹立;楊威;張翀;張卓;陳新
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/06;C08K7/18;C08G59/14
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂組合物，具體講涉及一種用于絕緣子材料的改性環(huán)氧樹脂組合物。

【背景技術(shù)】

用陶瓷和玻璃制的傳統(tǒng)絕緣子材料不僅質(zhì)量較大，而且容易損壞；而硅橡膠絕緣子材料，剛性較差，鳥害頻發(fā)地區(qū)易被鳥啄而損壞，線路檢修過程中容易損傷，巡線人不能踩踏，再者由于硅橡膠材料硬度較低，強度較小，在裝配過程中很容易造成損壞，特別是在高電壓等級中由于絕緣子長度較長很容易造成局部傘片的損傷，造成產(chǎn)品報廢。而在高原地區(qū)在線路裝配過程中硅橡膠絕緣子還需要防止鳥類啄食。與硅橡膠絕緣子材料相比，環(huán)氧樹脂絕緣子材料具有強度高、剛性好、防鳥啄的特點，在高壓輸變電中的應(yīng)用越來越廣泛，從強度和剛度方面都遠遠超過傳統(tǒng)的硅橡膠材料，在裝配過程中基本不會損壞，而且在高原地區(qū)也不會被鳥啄食。但由于環(huán)氧樹脂具有三維立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子間缺少滑動，其內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵鍵能較低，有較高的表面能使其內(nèi)應(yīng)力較大，在高溫下易降解。而有機硅樹脂具有低溫韌性、低表面能、耐熱和耐候、憎水和介電強度高等優(yōu)點。用有機硅改性環(huán)氧樹脂，既能降低環(huán)氧樹脂的內(nèi)應(yīng)力又能增加環(huán)氧樹脂的韌性和耐高溫性能，使其兼具良好的電絕緣性能和力學(xué)性能。

CN1267063號專利公開了一種高電壓復(fù)合絕緣子用環(huán)氧樹脂組合物，其采用了非反應(yīng)性核/殼微粒來改善環(huán)氧樹脂材料的機械性能，但未提及材料的電氣絕緣性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種電氣絕緣環(huán)氧樹脂組合物，通過有機硅改性環(huán)氧樹脂以及加入無機填充材料，使其具有良好的電氣絕緣性能和機械強度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種環(huán)氧樹脂組合物，所述組合物由按質(zhì)量份計的以下的原料組成：

優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為改性環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂質(zhì)量百分含量為50～80％，其余為未改性環(huán)氧樹脂的混合環(huán)氧樹脂，所述改性環(huán)氧樹脂為用有機硅改性劑進行改性過的環(huán)氧樹脂。所述有機硅改性劑為含有與環(huán)氧樹脂中仲羥基反應(yīng)的活性基團的有機硅化合物，所述有機硅改性劑主鏈分子結(jié)構(gòu)為-Si-O-主鏈結(jié)構(gòu)或者含雜原子的-Si-O-主鏈結(jié)構(gòu)。所述活性基團包括羥基，氨基，硅氫基中至少一種。

更優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂、雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂、多官能團縮水甘油醚環(huán)氧樹脂中的一種或者幾種組成的混合物。

另一優(yōu)選的，所述的固化劑為雙酐系固化劑，包括甲基四氫苯酐、苯酐、四氫苯酐、六氫苯酐、甲基六氫苯酐、甲基納狄克酸酐中的一種或者幾種組成的混合物；所述固化促進劑為芐基二甲胺、三-(二甲氨基甲基)苯酚、液體咪唑化合物中的一種或者幾種組成的混合物。

再一優(yōu)選的，無機填料包括二氧化硅，氧化鋁，氧化鎂，氫氧化鋁，氫氧化鎂等中的一種或者幾種組成的混合物。更優(yōu)選的，所述無機填料為球形度＞0.87的球形，所述無機填料由納米顆粒和微米顆粒組成，用表面處理劑進行表面處理，所述納米顆粒的D₅₀粒徑為10～100nm，所述微米顆粒D₅₀粒徑為5～100μm。進一步優(yōu)選的，所述無機填料納米顆粒的D₅₀粒徑為10～50nm，微米顆粒D₅₀粒徑為5～50μm。再進一步優(yōu)選的，所述微米顆粒和納米顆粒的質(zhì)量比為8：1～10：1。

再一優(yōu)選的，所述表面處理劑為有機活性基團為環(huán)氧基的有機硅烷偶聯(lián)劑。更優(yōu)選的，所述有機硅氧烷偶聯(lián)劑為γ-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷或/和γ-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷。

一種有機硅改性的戶外型電氣絕緣改性環(huán)氧樹脂組合物的制備，所述方法包括：

(1)環(huán)氧樹脂經(jīng)有機硅改性劑改性后得到有機硅-改性環(huán)氧樹脂，將改性后的環(huán)氧樹脂加入到高速分散機中，在65～85℃下，低速攪拌30～60min，再加入經(jīng)過表面活化劑及烘干處理的無機填料顆粒，進行高速分散3～6h，真空度100Pa～200Pa下真空脫氣處理；

(2)45～55℃下，攪拌時間為20～40min，將酸酐類固化劑和固化促進劑進行預(yù)混，再加入經(jīng)過表面活化及烘干處理的無機填料顆粒，進行高速分散及真空脫氣處理，分散時間為2～4h，真空度為150Pa～250Pa。

(3)將模具預(yù)熱，在型腔上打脫模劑，采用APG工藝將步驟(1)處理過的樹脂及步驟(2)得到的固化劑體系通過靜態(tài)混料器注入預(yù)熱的模具中，在130～150℃下成型20～40min。