[發明專利]用于澆注核電用中壓樹脂母線的合成樹脂組合物及其制備和使用方法

有效

• 申請號: 201410778787.4
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104530643B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 蔣文功;黃克鋒;蔡金良;郭城;魏琳
• 申請（專利權）人: 江蘇威騰母線有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L63/02;C08K3/36;C08G59/60;H01B3/40
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技術領域

本發明涉及一種絕緣材料，尤其涉及用于澆注核電用中壓樹脂母線的合成樹脂組合物及其制備和使用方法。

背景技術

隨著人類對能源需求的加大，核電已成為一種常規能源，但核電設備在制造和運行時，對安全和可靠性的要求卻越來越高，在核電站發電機組輸配電中，為了保證輸配電的安全可靠性，需要一套運行安全穩定，60年免維護的母線輸配電系統。在核電現有電力傳輸技術中，要求中壓母線在保證安全穩定傳輸電力的同時，具有結構緊湊的特點，需在其表面設置絕緣層，環氧樹脂是目前公認的一種良好的絕緣材料，其分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為特征，其和相應的固化劑混合后，可以澆注在母線表面，環氧基團和固化劑發生交聯反應而形成具有二向網狀結構的高聚物，待其固化后，可以和母線形成良好的結合，能起到良好的絕緣作用。其存在以下不足，其一，由于環氧樹脂本身的膨脹系數和作為母線的銅導體的膨脹系數是有差異的，在溫度上升時，兩者之間會產生較大的內應力，容易導致環氧樹脂開裂、變形、影響電氣設備的使用可靠性。其二，環氧樹脂的脆性大，耐沖擊損傷能力差，耐熱性能相對較差，一般小于170℃。

公布號為CN101698740B的發明專利公布了一種“用于澆鑄中壓母線的合成樹脂組合物”，由環氧樹脂、固化劑和石英砂組成，其中，環氧樹脂重量百分比為45％～50％；固化劑重量百分比為12％～20％；所述石英砂粒度為2～150目，其中≥2目且≤10目的石英砂在組合物中的重量百分比為6％～11％、＞10目且≤50目的石英砂在組合物中的重量百分比為10％～15％，＞50目且≤80目的石英砂在組合物中的重量百分比為6％～11％、＞80目且≤150目的石英砂在組合物中的重量百分比為6％～10％。該組合物在現場進行澆鑄，固化后環氧樹脂組合物只能用于3-17.5KV的中壓配電系統中，不能用于更高的中壓配電系統中，從而不能滿足實際生產的很多需求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種用于澆注核電用中壓樹脂母線的合成樹脂組合物，使澆注后的中壓母線的絕緣層不易開裂、耐沖擊、具有抗老化和阻燃性，且抗震性能優越。

為解決上述技術問題，本發明采用自主研發的用于澆注核電用中壓樹脂母線的合成樹脂組合物，其由環氧樹脂、固化劑和石英砂組成，其中，環氧樹脂重量百分比為40％～45％；固化劑重量百分比為12％～16％；所述石英砂粒度為2～150目，其中≥2目且≤10目的石英砂在組合物中的重量百分比為10％～15％、＞10目且≤50目的石英砂在組合物中的重量百分比為12％～18％，＞50目且≤80目的石英砂在組合物中的重量百分比為6％～10％、＞80目且≤150目的石英砂在組合物中的重量百分比為5％～8％。

本發明的配方形成的組合物可現場調配后澆注在銅導體外，形成絕緣層，固化后的絕緣層為三向網狀結構的高聚物，石英砂均勻分散于環氧樹脂中，大徑顆粒和小徑顆粒之間經由環氧樹脂填充，環氧樹脂和石英砂顆粒之間粘合良好；石英砂的比例關系使得大多數石英砂顆粒能夠相互接近，與單純的環氧樹脂相比，可更好地傳遞熱能，以便在工作中幫助母線散熱，同時使絕緣層的各部分的溫度盡快達到一致，絕緣層自身內層和外層的溫差小，內應力小，可保證絕緣層不會開裂；由于有多種不同規格的石英砂的摻入，使其膨脹系數受到影響，為0.0000176(1/K)，和銅導體的膨脹系數相等，可以經受劇烈的溫差驟變，因此，其在受熱時，可與銅導體同步熱脹冷縮，兩者之間也不會產生內應力，可保證絕緣層不會與銅導體剝離。同時，由于有石英砂的加入，提高了絕緣層的韌性，使其具有良好的耐沖擊性能；澆注成型的絕緣層的介電強度達到30.5kV/mm，具有良好的絕緣性能；所澆注的母線可用于3.6kV～40.5kV的中壓輸變電系統中，其耐溫性能好，可長時間耐受170-180℃的高溫。

為加速固化，所述固化劑由聚酰胺固化劑和改性胺固化劑混合而成。其中，改性胺固化劑可用作其他胺固化劑的加速劑，起催化作用，可加速環氧樹脂的固化。兩者的含量可以如下：聚酰胺固化劑在組合物中的重量百分比為7％-10％，改性胺固化劑在組合物中的重量百分比為5％-6％。聚酰胺固化劑產品型號可為Aradur250；改性胺固化劑產品型號為Aradur2292。上述固化劑均可從公開銷售渠道獲得。

本發明的組合物中，環氧樹脂型號可為GY285，通過市售可得，環氧樹脂GY285為雙酚A型環氧樹脂，為縮水甘油醚類環氧樹脂的一種，其環氧值為5.10-5.40Eq/kg，環氧當量為185-196g/Eq，粘度25℃(mPa?s)：800-1100。