[發明專利]一種基于納米改性的電機絕緣用環氧樹脂的制備方法

在審

• 申請號: 202111461803.3
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114106513A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 劉賀千;陳世玉;許敏虎;張朋;曲利民;張亮;梁建權;張可心;趙翔宇;張震;宮銘辰
• 申請（專利權）人: 國網黑龍江省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/06;C08K3/36;C08J3/205
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種基于納米改性的電機絕緣用環氧樹脂的制備方法，它屬于電機絕緣技術領域，它要解決現有方法制備的電機絕緣用環氧樹脂存在韌性不足及耐老化性能差的問題。方法：一、將SiO₂分散到丙酮里，加硅烷偶聯劑，得分散液；二、分散液加到環氧樹脂中，得混合物；三、混合物中加固化劑，混勻后固化。本發明中制備的基于納米改性的電機絕緣用環氧樹脂，其中納米SiO₂能夠均勻的分散到環氧樹脂中，沒有團聚現象，達到了納米分散的目的；彎曲強度達66MPa，沖擊強度達11.21kJ/m2，擊穿場強，在納米添加量為2wt％時，達到極大值；具有更好的耐熱老化和耐電老化特性。本發明制備的基于納米改性環氧樹脂適用于電機絕緣使用。

技術領域

本發明屬于電機絕緣技術領域，具體涉及一種基于納米改性的電機絕緣用環氧樹脂的制備方法。

背景技術

大型電機定子主絕緣是高壓電機絕緣系統中最重要的部分，并且直接影響電機的技術參數和經濟參數。同時，在很大程度上也決定電機的運行可靠性和運行壽命。環氧樹脂作為電機主絕緣的重要組成部分，維持其長期的穩定性至關重要。環氧樹脂是一種熱固性樹脂并且其固化物具有很好的耐熱性。然而，它具有高的交聯密度并且固化后呈三維網狀結構，當外力作用于材料時，其韌性不足的缺點會導致材料內部承受很大的作用力，導致材料破裂。環氧樹脂是電機設備中最容易遭受老化的部分，熱老化會導致定子主絕緣的起層、龜裂和裂解；電老化會導致局部放電、漏電及電腐蝕；冷熱循環老化會導致絕緣內部層間產生撕裂和疲勞；環境老化會導致定子主絕緣的污染、吸潮和腐蝕。為了提高電機主絕緣的機械特性以及耐老化性能，環氧樹脂的電氣性能和機械特性仍然需要改善。

發明內容

本發明目的是為了解決現有方法制備的電機絕緣用環氧樹脂存在韌性不足及耐老化性能差的問題，而提供一種基于納米改性的電機絕緣用環氧樹脂的制備方法。

一種基于納米改性的電機絕緣用環氧樹脂的制備方法，它按以下步驟實現：

一、將納米SiO₂加入到丙酮里，超聲分散25～35min，得到納米SiO₂懸濁液，然后加入硅烷偶聯劑，再攪拌30min，獲得分散液；

二、將上述分散液加入到環氧樹脂中，機械攪拌2h后置于真空干燥箱內，于100℃下處理2h，獲得混合物；

三、向上述混合物中加入固化劑，混勻后倒入模具中進行固化，固化溫度為 160～180℃，固化時間為8～12h，冷卻至室溫后取出，獲得基于納米改性的電機絕緣用環氧樹脂，完成該制備方法。

本發明中制備的基于納米改性的電機絕緣用環氧樹脂，其中納米SiO₂能夠均勻的分散到環氧樹脂中，平均粒徑要小于100nm，基本沒有團聚現象，達到了納米分散的目的。本發明制備的基于納米改性的電機絕緣用環氧樹脂的彎曲強度達66MPa，沖擊強度達11.21kJ/m2，擊穿場強，在納米添加量為2wt％時，達到極大值；具有更好的耐熱老化和耐電老化特性。

本發明制備方法操作簡單，成本低，適合推廣使用。

本發明制備的基于納米改性環氧樹脂適用于電機絕緣使用。

附圖說明

圖1是實施例中電氣特性測試試樣的實物圖；

圖2是實施例中機械特性測試試樣的實物圖；

圖3是實施例中2wt％納米SiO₂/環氧樹脂復合介質的SEM圖；

圖4是實施例中試樣的彎曲強度和沖擊強度的曲線圖，其中A表示彎曲強度，B表示沖擊強度；

圖5是實施例中納米SiO₂/環氧桐馬酸酐粘合樹脂復合介質擊穿場強威布爾分布圖；

圖6是實施例中不同納米SiO₂含量復合介質的擊穿場強曲線圖；