[發明專利]一種環氧基復合材料深陷阱涂層及應用

在審

• 申請號: 201910558235.5
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110283515A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 高宇;王明行;李子逸;韓濤;劉勇
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/25;C09D7/61
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 琪琛

本發明公開了一種環氧基復合材料深陷阱涂層及應用，所述涂層為添加有納米碳化硅的環氧樹脂。所述納米碳化硅添加的比例為1?7wt％。作為優選，所述納米碳化硅添加的比例為5wt％。本發明所制備得到的EP/SiC涂層通過調控試樣表面的微觀陷阱分布來改變宏觀上試樣表面電荷分布狀態，可以明顯抑制電荷的注入和表面電荷的積聚現象，提高環氧基復合材料的閃絡電壓。該涂層能夠大面積的應用于已成型的設備絕緣，可以顯著提高其表面絕緣性能，具備較高的經濟價值和實用效果。

技術領域

本發明屬于固體絕緣材料表面改性的研究領域，涉及一種環氧基復合材料深陷阱涂層及應用。

背景技術

隨著我國特高壓直流輸電技術的發展，電氣設備的絕緣安全問題成為制約輸電等級提高，影響高壓直流工程建設的關鍵。當絕緣子長期處于高壓直流環境下時，電壓極性不變，因微放電、電暈放電產生的自由電荷積聚在固體材料表面，形成表面電荷。一方面導致表面電場畸變，誘發局部放電；另一方面，也為沿面放電的發展提供種子電荷，促進閃絡過程的形成。故表面電荷被視作導致固體絕緣材料表面絕緣性能顯著降低的重要原因之一。因此，為保證可靠的設備絕緣，有必要探尋表面電荷的有效調控方法，抑制絕緣材料的表面電荷積聚現象，從而提高其絕緣性能。

表面電荷的積聚現象受到外部環境、外施電壓波形、電極結構和材料種類等多種因素的影響，這些因素導致了其分布形貌的復雜性和多樣性。目前已有的表面電荷調控方法主要分為絕緣子理化改性和優化絕緣子的形狀兩類，前者包括射線輻照處理、氟化處理、低溫等離子體改性、利用自由基清除劑抑制電荷積聚以及通過磁控濺射在試樣表面涂覆涂層等改性方法，這些方法具有一定的實驗效果，但實驗成本高、操作復雜、單次實驗面積小，限制了其大規模推廣；優化絕緣子結構雖不需要引入其他材料，在工程上較易實現，但無法應用于大量已成型或正在服役的絕緣子。鑒于上述問題，本發明利用自然沉積法在待改性試樣表面涂覆涂層，涂層厚度可控，操作靈活、簡便，具有良好的工業應用前景。同時，已有研究表明，表面電荷的積聚特性與材料表面的陷阱分布密切相關。上述材料改性方法的落腳點在于使固體絕緣材料表面形成更多的淺陷阱、提高表面電導率，從而加快表面電荷的消散；或引入深陷阱阻礙電荷的進一步注入，從而達到抑制電荷積聚的效果。在材料表面涂覆涂層時，首先需保證涂層與待改性試樣緊密接觸，保證形成致密的涂層；其次涂料配方的選擇對實驗結果有著重大的影響，恰當的涂料配方可以有效調控材料表面的陷阱分布，改變表面陷阱的能級密度和能級高低，從而抑制表面電荷的積聚。因此，需要研究最優的涂料配方，通過自然沉積法緊密積覆于固體絕緣材料表面，抑制表面電荷的積聚現象。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種環氧基復合材料深陷阱涂層及應用，解決現有技術中表面電荷調控方法實驗成本高、操作復雜的問題。

本發明的技術方案為：

一種環氧基復合材料深陷阱涂層，所述涂層為添加有納米碳化硅的環氧樹脂。

所述納米碳化硅添加的比例為1-7wt％。

作為優選，所述納米碳化硅添加的比例為5wt％。

根據權利要求1所述環氧基復合材料深陷阱涂層，所述納米碳化硅的粒徑為不超過100nm。

環氧基復合材料深陷阱涂層在抑制環氧基復合材料表面電荷積聚的應用。

通過自然沉積法將權利要求1所述涂層貼附在環氧基復合材料表面。

本發明有益效果：