一種真空絕緣材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種真空絕緣材料及其制備方法，所述真空絕緣材料的組分包括：環(huán)氧樹脂、聚醚胺類固化劑、醚類稀釋劑、納米級水合氧化鋁顆粒和偶聯(lián)劑，所述真空絕緣材料的組分還包括醚類促進(jìn)劑和膨脹石墨阻燃劑；所述各組分的質(zhì)量百分比為：環(huán)氧樹脂30～42%、聚醚胺類固化劑15～20%、醚類稀釋劑8～10%、納米級水合氧化鋁顆粒25～30%、偶聯(lián)劑1～3%、醚類促進(jìn)劑1.5～2.5%、膨脹石墨阻燃劑15～24%；所述真空絕緣材料通過干燥原材料、混料、除氣泡和固化成型等步驟制備而成。本發(fā)明的制備方法簡便，容易實現(xiàn)，所制備的真空絕緣材料不僅降低了電阻率，而且具有極佳的阻燃性能，不僅保證了真空絕緣子較高使用壽命，而且提高了其使用安全性。
【專利說明】一種真空絕緣材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及絕緣材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種真空絕緣材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】 [0002]真空絕緣子的常見放電形式是沿面閃絡(luò)，放電后絕緣子表面的電荷不會很快消失，這些存在于絕緣子表面的電荷一方面會使絕緣子的沿面閃絡(luò)強(qiáng)度降低，另一方面，當(dāng)殘余電荷積累到一定程度，會在局部電場增強(qiáng)的情況下而擊穿，使絕緣子產(chǎn)生不可修復(fù)性破壞。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，分別通過使用新的絕緣材料和添加水合氧化鋁顆粒的方法來提高真空絕緣子的性能。前者所用的新的絕緣材料包括聚氨酯、交聯(lián)聚苯乙烯、丙烯酸樹脂等，雖然提高了絕緣子的電氣性能和機(jī)械性能，但仍然不能延長絕緣子的使用壽命；后者加入的水合氧化鋁顆粒通過均壓和形成水吸附膜降低了材料表面的電阻率，進(jìn)而促進(jìn)了殘余電荷的消失，延長了絕緣子的壽命。
[0004]但近些年來，隨著脈沖功率裝置向更高能量的方向發(fā)展，水合氧化鋁顆粒在絕緣子表面產(chǎn)生的水吸附膜在高壓放電的情況下，極易引發(fā)電火花，高電能的清況下甚至引發(fā)火災(zāi)，使用的安全性下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種真空絕緣材料及其制備方法，能夠在提高真空絕緣子使用壽命的同時，提高其使用安全性。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種真空絕緣材料，其組分包括:環(huán)氧樹脂、聚醚胺類固化劑、醚類稀釋劑、納米級水合氧化鋁顆粒和偶聯(lián)劑，所述真空絕緣材料的組分還包括醚類促進(jìn)劑和膨脹石墨阻燃劑；所述各組分的質(zhì)量百分比為:環(huán)氧樹脂30~42%、聚醚胺類固化劑15~20%、醚類稀釋劑8~10%、納米級水合氧化鋁顆粒25~30%、偶聯(lián)劑I~3%、醚類促進(jìn)劑1.5~2.5%、膨脹石墨阻燃劑15~24%。
[0007]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述納米級水合氧化鋁顆粒的直徑為100~500nm ；所述膨脹石墨阻燃劑的目數(shù)為300~350目，固定碳含量為95~99%。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種真空絕緣材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)干燥原材料:先將水合氧化鋁顆粒放入100~110°C真空干燥箱中，在0.08MPa的真空度下保溫干燥45min ;再將配方中其他組分放入70°C真空箱中，在0.0SMPa的真空度下保溫抽氣45min ；
(2)混料:將步驟(1)中干燥處理后的環(huán)氧樹脂和聚醚胺類固化劑按配方加入電動攪拌機(jī)內(nèi)，混合攪拌20min后，向正在攪拌的環(huán)氧樹脂和聚醚胺類固化劑混合物中按配方緩慢加入醚類稀釋劑、納米級水合氧化鋁顆粒、偶聯(lián)劑、和膨脹石墨阻燃劑，待完全混合后，再加入醚類促進(jìn)劑攪拌IOmin至均勻；(3)除氣泡:將步驟(2)中混合均勻的混合物放入50°C0.08MPa的真空干燥箱中至表面無泡沫；
(4)固化成型:將步驟(3)中得到的無泡混合物倒入50°C模具中，再升溫至100~110°C，保溫固化5~8h，冷卻至室溫后，脫模得到真空絕緣材料。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種真空絕緣材料的制備方法簡便，容易實現(xiàn)，所制備的真空絕緣材料不僅降低了電阻率，而且具有極佳的阻燃性能，不僅保證了真空絕緣子較高使用壽命，而且提高了其使用安全性。
【具體實施方式】
[0010]下面對本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0011]本發(fā)明實施例包括:
實施例1
(1)干燥原材料:先將水合氧化鋁顆粒放入100°c真空干燥箱中，在0.0SMPa的真空度下保溫干燥45min ;再將聚醚胺類固化劑、醚類稀釋劑、納米級水合氧化鋁顆粒、偶聯(lián)劑、醚類促進(jìn)劑、膨脹石墨阻燃劑放入70°C真空箱中，在0.08MPa的真空度下保溫抽氣45min ；
(2)混料:按質(zhì)量百分配比，將步驟(1)中干燥處理后的30%的環(huán)氧樹脂和15%的聚醚胺類固化劑放入電動攪拌機(jī)內(nèi)，混合攪拌20min后，向正在攪拌的環(huán)氧樹脂和聚醚胺類固化劑混合物中緩慢加入醚類 稀釋劑8%、納米級水合氧化鋁顆粒25%、偶聯(lián)劑1%和膨脹石墨阻燃劑15%，待完全混合后，再加入1.5%的醚類促進(jìn)劑攪拌IOmin至均勻；
(3)除氣泡:將步驟(2)中混合均勻的混合物放入50°C0.08MPa的真空干燥箱中至表面無泡沫；
(4)固化成型:將步驟(3)中得到的無泡混合物倒入50°C模具中，再升溫至100°C，保溫固化8h，冷卻至室溫后，脫模得到真空絕緣材料。
[0012]上述方法制備的真空絕緣材料的技術(shù)參數(shù)如下:
表面電阻率3.2 X IO11 Ω.m，極限氧指數(shù)30%，UL-94垂直燃燒我V-O級。
[0013]實施例2
(1)干燥原材料:先將水合氧化鋁顆粒放入110°c真空干燥箱中，在0.0SMPa的真空度下保溫干燥45min ;再將聚醚胺類固化劑、醚類稀釋劑、納米級水合氧化鋁顆粒、偶聯(lián)劑、醚類促進(jìn)劑、膨脹石墨阻燃劑放入70°C真空箱中，在0.08MPa的真空度下保溫抽氣45min ；
(2)混料:按質(zhì)量百分配比，將步驟(1)中干燥處理后的42%的環(huán)氧樹脂和20%的聚醚胺類固化劑放入電動攪拌機(jī)內(nèi)，混合攪拌20min后，向正在攪拌的環(huán)氧樹脂和聚醚胺類固化劑混合物中緩慢加入醚類稀釋劑8%、納米級水合氧化鋁顆粒30%、偶聯(lián)劑3%和膨脹石墨阻燃劑24%，待完全混合后，再加入2.5%的醚類促進(jìn)劑攪拌IOmin至均勻；
(3)除氣泡:將步驟(2)中混合均勻的混合物放入50°C0.08MPa的真空干燥箱中至表面無泡沫；
(4)固化成型:將步驟(3)中得到的無泡混合物倒入50°C模具中，再升溫至110°C，保溫固化5h，冷卻至室溫后，脫模得到真空絕緣材料。
[0014]上述方法制備的真空絕緣材料的技術(shù)參數(shù)如下:表面電阻率2.5 X IO11 Ω.m，極限氧指數(shù)33%，UL-94垂直燃燒我V-O級。
[0015]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。`
【權(quán)利要求】
1.一種真空絕緣材料，其組分包括:環(huán)氧樹脂、聚醚胺類固化劑、醚類稀釋劑、納米級水合氧化鋁顆粒和偶聯(lián)劑，其特征在于，所述真空絕緣材料的組分還包括醚類促進(jìn)劑和膨脹石墨阻燃劑；所述各組分的質(zhì)量百分比為:環(huán)氧樹脂30~42%、聚醚胺類固化劑15~20%、醚類稀釋劑8~10%、納米級水合氧化鋁顆粒25~30%、偶聯(lián)劑I~3%、醚類促進(jìn)劑1.5~2.5%、膨脹石墨阻燃劑15~24%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空絕緣材料，其特征在于，所述納米級水合氧化鋁顆粒的直徑為100~500nm ;所述膨脹石墨阻燃劑的目數(shù)為300~350目，固定碳含量為95~99%。
3.—種權(quán)利要求1所述的真空絕緣材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)干燥原材料:先將水合氧化鋁顆粒放入100~110°C真空干燥箱中，在0.08MPa的真空度下保溫干燥45min ;再將配方中其他組分放入70°C真空箱中，在0.0SMPa的真空度下保溫抽氣45min ； (2)混料:將步驟(1)中干燥處理后的環(huán)氧樹脂和聚醚胺類固化劑按配方加入電動攪拌機(jī)內(nèi)，混合攪拌20min后，向正在攪拌的環(huán)氧樹脂和聚醚胺類固化劑混合物中按配方緩慢加入醚類稀釋劑、納米級水合氧化鋁顆粒、偶聯(lián)劑、和膨脹石墨阻燃劑，待完全混合后，再加入醚類促進(jìn)劑攪拌IOmin至均勻； (3)除氣泡:將步驟(2)中混合均勻的混合物放入50°C0.08MPa的真空干燥箱中至表面無泡沫； (4)固化成型:將步驟(3)中得到的無泡混合物倒入50°C模具中，再升溫至100~1lO°C,保溫 固化5~8h，冷卻至室溫后，脫模得到真空絕緣材料。
【文檔編號】H01B3/40GK103589114SQ201310480599
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】周巧芬 申請人:昆山市奮發(fā)絕緣材料有限公司