一种微纳米复合非线性防晕漆材料及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及微纳米非线性防晕漆材料及制备方法，属于高压绝缘研究领域。


背景技术：

[0002]
随着大型电机容量和电压等级不断提高，定子线棒的负载电压升高，使电场分布不均匀，从而易发生局部放电或电晕，从而缩短定子线棒的使用寿命，同时导致高压和特高压设备的制造成本高、制造技术难度大，设备长期运行不可靠的问题，因此抑制电晕现象是目前电力设备维护研究的重要内容。
[0003]
环氧树脂在固化剂作用下可生成粘接性能良好且化学性质稳定的固化树脂，其在电气绝缘领域应用广阔，但纯环氧树脂非线性电导特性差，无法有效调控场强，添加无机填料可改善其性能，但同时会导致其机械性能下降，因此单一性能的材料很难满足设备的使用要求，但是通过同时添加微纳米复合材料，利用微纳米复合效应，即纳米颗粒与环氧基体间形成的界面区结合微米颗粒的电导特性，制备出具有良好非线性等电性能的微纳米复合材料，在抑制电晕、均化电场方面起到有效作用。


技术实现要素：

[0004]
针对现有的改进需求，本发明提供了一种微纳米复合非线性防晕漆材料及其制备方法，其目的是通过在环氧树脂中添加微米碳化硅和纳米蒙脱土，从而提高复合材料的非线性等电性能进而起到更好的抑制电晕现象和均化电场的作用。
[0005]
为实现以上目的，本发明提供了一种微纳米复合非线性防晕漆，包括环氧树脂基、微米碳化硅、纳米蒙脱土以及固化剂，其中微米碳化硅占环氧树脂比重为100phr%，纳米蒙脱土占环氧树脂比重是0.05phr%，固化剂与环氧树脂的质量比是30phr%。
[0006]
优选的，所述微米碳化硅的粒径为23微米且其经过硅烷偶联剂a1100，即γ-氨丙基三乙氧基硅烷，比重占所述碳化硅的5phr%，对其进行预处理。
[0007]
优选的，所述纳米蒙脱土为有机改性的层状硅酸盐，片层厚度约为4nm。
[0008]
优选的，所述环氧树脂基体由环氧树脂和稀释剂组成，所述稀释剂为苯基缩水甘油醚，含量为环氧树脂比重的15phr%。
[0009]
进一步优选的，所述环氧树脂为e-44双酚a型环氧树脂，环氧值为0.38-0.42eq/100g，相对密度1.160。
[0010]
优选的，所述固化剂为t31酚醛胺类固化剂，橘黄色半透明液体，胺值为460~550mgkoh/g。
[0011]
本发明提供了一种微纳米复合非线性防晕漆的制备方法，包括以下步骤：（1）将纳米蒙脱土、预处理后的微米碳化硅分批加入环氧树脂基体中，混合均匀后进行脱气处理，得到分散体系；（2）向步骤（1）中的分散体系中加入固化剂，缓慢将其搅拌均匀后得混合溶液；（3）将步骤（2）获得的混合液倒入预热好的模具中进行浇注，置于室温下固化，即得非
线性防晕复合材料。
[0012]
优选的，所述步骤（1）中微米碳化硅的预处理具体方法为：称取适量碳化硅置于烧杯，取适量无水乙醇将其充分浸润，称取适量硅烷偶联剂a1100加入到溶液中，将其充分搅拌均匀后室温下静置一段时间，预处理完成。
[0013]
优选的，所述步骤（1）中的具体步骤为：在80℃水浴加热下，用1500r/min高速机械搅拌1h，然后置于真空箱中脱气15min，得脱气后的分散体系。
[0014]
优选的，所述步骤（3）中固化的具体方法为：置于室温下固化6h以上即可。
[0015]
总体而言，通过本发明所构成的以上技术方案与现有技术相比，能够取得以下有益效果：（1）纳米蒙脱土为片层结构，与环氧基体可形成界面区，对电晕的产生有阻碍作用；（2）微米碳化硅粒径大于纳米蒙脱土，在复合材料中有良好的电导特性，是一种典型的非线性无机材料，可有效提高复合材料的非线性系数；（3）纳米蒙脱土和微米碳化硅两种填料之间同时存在的协同效应能够明显提升环氧树脂的非线性系数，增强其防晕效果。
附图说明
[0016]
图1复合材料制备方法说明示意图。
[0017]
图2是实施例制得的复合材料及纯环氧树脂的电导率随场强的变化及非线性系数。
具体实施方式
[0018]
本发明提供了一种微纳米复合非线性防晕漆材料及其制备方法，具体实施方案如下：（1）取适量碳化硅于烧杯中，用无水乙醇将其完全浸润，再称取适量硅烷偶联剂a1100置于烧杯中，将其充分搅拌均匀，在室温下静置一段时间，预处理完成。
[0019]
（2）将e-44双酚a型环氧树脂置于80℃的加热套中预热一段时间，增强其其流动性，称取适量环氧树脂于烧杯中，并加入适量稀释剂，将其维持80℃水浴加热，同时维持1200r/min高速搅拌5min，得环氧树脂基。
[0020]
（3）称取适量蒙脱土分批加入到步骤（2）中得到的环氧树脂基，维持80℃水浴加热、1200r/min的高速搅拌，每搅拌15分种后加入下一批次蒙脱土，最后一次搅拌20min，得混合溶液。
[0021]
（4）将处理好的碳化硅加入步骤（3）中得到的混合溶液，维持80℃水浴加热、1200r/min的高速搅拌，搅拌30min，使其均匀分散，然后将其置于真空干燥箱中进行脱气处理15min，得均匀分散体系。
[0022]
（5）向步骤（4）中得到的均匀分散体系中加入适量固化剂t31，将其搅拌均匀，然后倒入预热好的模具中进行浇注，在室温下固化6h以上，固化结束后完成脱模，即完成对复合材料的制备。
[0023]
本发明结果阐述为：由图2双对数坐标系之下可看出，实施例制得的微纳米复合材料具有较好的非线性特性，阈值场强在0.1kv/mm之前，复合材料的非线性系数为0.17，阈值
场强后的非线性系数为1.57，而纯环氧的非线性系数只有0.03，可忽略不计，由此看出复合材料较无添加的纯环氧，其非线性系数明显变大，在场强集中部位可调节场强集中现象，可实现均压，阻止电晕的产生。
[0024]
申请人申明：凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围内。

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