[發(fā)明專利]一種納米填料和環(huán)氧復(fù)合絕緣材料及其制備方法和環(huán)氧復(fù)合絕緣部件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011268530.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112375255B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于是乎;余欣;黃振;魏俊濤;汪政;李志鋒;呂鴻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C08K9/10
• 分類號(hào): C08K9/10;C08K3/22;C08K9/06;C08L63/00;H01B3/40
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 蘇云輝

本申請(qǐng)屬于納米材料的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米填料和環(huán)氧復(fù)合絕緣材料及其制備方法和環(huán)氧復(fù)合絕緣部件。本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N納米填料的制備方法，包括：將第一溶液和第二溶液混合，進(jìn)行加熱反應(yīng)，然后脫水干燥制得納米填料；其中，所述第一溶液的制備方法包括：將納米Al2O3、第一溶劑、結(jié)合劑、鈦酸鹽混合，制得第一溶液；所述第二溶液的制備方法包括：將弱酸、乙醇、第二溶劑和酸堿調(diào)節(jié)劑混合，制得第二溶液。本申請(qǐng)公開(kāi)了一種環(huán)氧復(fù)合絕緣材料及其制備方法和環(huán)氧復(fù)合絕緣部件，能有效解決環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的真空沿面閃絡(luò)性能差的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于納米材料的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米填料和環(huán)氧復(fù)合絕緣材料及其制備方法和環(huán)氧復(fù)合絕緣部件。

背景技術(shù)

電力設(shè)備中的絕緣系統(tǒng)在外施電場(chǎng)作用下往往先發(fā)生沿面放電，并且當(dāng)電壓進(jìn)一步升高時(shí)發(fā)展成為貫穿性的擊穿，即沿面閃絡(luò)。因此實(shí)際應(yīng)用中，絕緣材料的沿面閃絡(luò)是限制輸變電裝備性能的關(guān)鍵因素。由于實(shí)際電力設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為精密，在一些無(wú)法通過(guò)提高絕緣配合和加強(qiáng)絕緣結(jié)構(gòu)等手段來(lái)抑制放電的情況下，為了控制沿面閃絡(luò)現(xiàn)象的發(fā)生，就需要研發(fā)新材料或?qū)で蟛牧细男苑椒▉?lái)獲得性能提升的絕緣材料。

環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的粘接強(qiáng)度和優(yōu)異的介電性能，是電力設(shè)備中常用的支撐和絕緣材料。但在高壓電力設(shè)備中如盆式絕緣子或三支柱絕緣子等應(yīng)用場(chǎng)合下，環(huán)氧樹(shù)脂表面易發(fā)生沿面閃絡(luò)放電造成絕緣故障。將納米尺度填料添加到環(huán)氧等聚合物中以提高材料各方面性能，獲得的納米復(fù)合絕緣材料已成為第三代電氣絕緣材料，并在日本、歐洲、中國(guó)等投入使用。

現(xiàn)有的向環(huán)氧樹(shù)脂基體中加入無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料，如碳系填料、金屬填料或纖維等可以獲得具有非線性電導(dǎo)特性的環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合絕緣材料。但是現(xiàn)有摻雜無(wú)機(jī)填充相所誘導(dǎo)的復(fù)合材料通常是以犧牲真空沿面閃絡(luò)性能為代價(jià)的，難以達(dá)到電氣性能的綜合要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)公開(kāi)了一種環(huán)氧復(fù)合絕緣材料及其制備方法和環(huán)氧復(fù)合絕緣部件，能有效解決環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的真空沿面閃絡(luò)性能差的技術(shù)問(wèn)題。

本申請(qǐng)第一方面提供了一種納米填料的制備方法，包括：

將第一溶液和第二溶液混合，進(jìn)行加熱反應(yīng)，然后脫水干燥制得納米填料；

其中，所述第一溶液的制備方法包括：將納米Al₂O₃、第一溶劑、結(jié)合劑、鈦酸鹽混合，制得第一溶液；

所述第二溶液的制備方法包括：將弱酸、乙醇、第二溶劑和酸堿調(diào)節(jié)劑混合，制得第二溶液，所述第二溶液的pH值小于7。

作為優(yōu)選，所述第二溶液的pH值的為3.0～3.2。

作為優(yōu)選，所述第一溶液的制備方法中，將所述納米Al₂O₃進(jìn)行研磨處理；具體的，將所述納米Al₂O₃進(jìn)行在室溫下三輥研磨機(jī)3～5次。

具體的，采用三輥研磨機(jī)將納米Al₂O₃進(jìn)行研磨處理，研磨后的納米Al₂O₃與第一溶劑、結(jié)合劑、鈦酸鹽混合，制得第一溶液。

具體的，所述弱酸選自冰乙酸、冰醋酸、甲酸和丙酸中的一種或多種。

具體的，所述納米Al₂O₃為α相納米Al₂O₃，其直徑為25～60nm。

作為優(yōu)選，所述第一溶液的制備方法中，所述第一溶劑選自無(wú)水乙醇、丙醇和丙酮中的一種或多種；更優(yōu)選的，所述第一溶劑為無(wú)水乙醇；

所述結(jié)合劑選自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚和檸檬酸鈉中的一種或多種；更優(yōu)選的，所述結(jié)合劑為聚乙烯吡咯烷酮；