一种用于绝缘电磁式电压互感器的高介电环氧树脂复合材料

技术领域

本发明涉及环氧指数相关领域，具体为一种用于绝缘电磁式电压互感器的高介电环氧树脂复合材料。

背景技术

电磁式电压互感器是一种把电网中的高电压转化为低压，便于监视和测量的高压设备，其主要区别在于电压互感器的容量很小，通常只有几十到几百伏安。电磁式电压互感器由于其本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈，常用树脂浇注，环氧树脂固化后具有优异的力学性能、粘接性能、耐腐蚀性能，及其固化收缩率和线膨胀系数小，尺寸稳定性及工艺性好，综合性能佳，但是现有的环氧树脂介电性能较差，给使用带来不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于绝缘电磁式电压互感器的高介电环氧树脂复合材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于绝缘电磁式电压互感器的高介电环氧树脂复合材料，包括如下重量份数的原料：60-70份E-42环氧树脂、24-30份E-51环氧树脂、38-50份不饱和聚酯、0.1-2份2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、18-28份稀释剂、3-5 份氨基硅烷偶联剂、4-9份阻燃剂、3-6份异氰酸酯、20-40份顺丁烯二酸酐、 5-9份填料、6-12份颜料。

优选的，稀释剂为环氧丙烷丁基醚660、环氧丙烷苯基醚690和二环氧丙烷乙基醚669中一种或多种的混合物。

优选的，阻燃剂为磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2- 丙基)酯中一种或多种的混合物而成，且酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯的质量比为(1-3)：(2-4)：(0.5-2)。

优选的，填料由石英纤维、硅胶粉和瓷粉混合而成，且石英纤维、硅胶粉和瓷粉的质量比为(2-5)：(3-6)：(1-3)。

一种用于绝缘电磁式电压互感器的高介电环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将E-42环氧树脂和E-51环氧树脂加入到按重量份数添加到搅拌釜中，在氮气保护下，预热温度为60-90℃，预热时间为25-45min，然后搅拌至完全熔化混合；

S2、将不饱和聚酯、2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、稀释剂、氨基硅烷偶联剂、阻燃剂和异氰酸酯依次加入到步骤S1中的搅拌釜内，升温加热搅拌；

S3、将石英纤维加入粉碎机粉碎后，将粉碎的石英纤维、硅胶粉和瓷粉加入到混合釜中，升温60-65℃，保温搅拌40-50min，制备出填料，将制备的填料加入到步骤S1中的搅拌釜内，然后再将颜料加入到步骤S1中的搅拌釜内，进行搅拌混合；

S4、最后将顺丁烯二酸酐加入到步骤S1中的搅拌釜内，升温进行混炼，得到高介电环氧树脂复合材料；

S5、将步骤S4中制备的高介电环氧树脂复合材料，利用热压成型机固化成型，得到高介电环氧树脂复合材料，然后冷却，粉碎成具有一定粒度分布的颗粒，得到粉状的高介电环氧树脂复合材料。

优选的，步骤S1中搅拌釜内搅拌转速控制为180-220r/min。

优选的，步骤S2中升温加热搅拌时，温度控制为110-150℃，搅拌釜内搅拌转速控制为240-280r/min，搅拌时间控制为40-50min。

优选的，步骤S4中升温进行混炼时，温度控制为140-180℃，搅拌釜内搅拌转速控制为300-320r/min，混炼时间控制为120-160min。

优选的，步骤S5中是在氮气环境中利用热压成型机进行固化成型，热固化温度控制为95-110℃，冷却选自气冷、水冷或油冷处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备的环氧树脂复合材料的介电常数高、介电损耗较小、介电性能频率稳定性好，且具有很好的力学强度和抗冲击性能，综合性能优越，成本低廉，既环保又经济，且制备方法流程短、工艺操作简单，可以提高材料制造过程中的稳定性，且容易实现大量生产，降低成本。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：一种用于绝缘电磁式电压互感器的高介电环氧树脂复合材料，包括如下重量份数的原料：60份E-42环氧树脂、24份E-51环氧树脂、38份不饱和聚酯、0.3份2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、18份稀释剂、3份氨基硅烷偶联剂、4份阻燃剂、3份异氰酸酯、20份顺丁烯二酸酐、5份填料、6份颜料。

进一步的，稀释剂为环氧丙烷丁基醚660、环氧丙烷苯基醚690和二环氧丙烷乙基醚669中一种或多种的混合物。

进一步的，阻燃剂为磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯 -2-丙基)酯中一种或多种的混合物而成，且酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯的质量比为1：2：1。

进一步的，填料由石英纤维、硅胶粉和瓷粉混合而成，且石英纤维、硅胶粉和瓷粉的质量比为2：3：1。

一种用于绝缘电磁式电压互感器的高介电环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将E-42环氧树脂和E-51环氧树脂加入到按重量份数添加到搅拌釜中，在氮气保护下，预热温度为60-90℃，预热时间为25-45min，然后搅拌至完全熔化混合；

S2、将不饱和聚酯、2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、稀释剂、氨基硅烷偶联剂、阻燃剂和异氰酸酯依次加入到步骤S1中的搅拌釜内，升温加热搅拌；

S3、将石英纤维加入粉碎机粉碎后，将粉碎的石英纤维、硅胶粉和瓷粉加入到混合釜中，升温60-65℃，保温搅拌40-50min，制备出填料，将制备的填料加入到步骤S1中的搅拌釜内，然后再将颜料加入到步骤S1中的搅拌釜内，进行搅拌混合；

S4、最后将顺丁烯二酸酐加入到步骤S1中的搅拌釜内，升温进行混炼，得到高介电环氧树脂复合材料；

S5、将步骤S4中制备的高介电环氧树脂复合材料，利用热压成型机固化成型，得到高介电环氧树脂复合材料，然后冷却，粉碎成具有一定粒度分布的颗粒，得到粉状的高介电环氧树脂复合材料。

进一步的，步骤S1中搅拌釜内搅拌转速控制为180-220r/min。

进一步的，步骤S2中升温加热搅拌时，温度控制为110-150℃，搅拌釜内搅拌转速控制为240-280r/min，搅拌时间控制为40-50min。

进一步的，步骤S4中升温进行混炼时，温度控制为140-180℃，搅拌釜内搅拌转速控制为300-320r/min，混炼时间控制为120-160min。

进一步的，步骤S5中是在氮气环境中利用热压成型机进行固化成型，热固化温度控制为95-110℃，冷却选自气冷、水冷或油冷处理。

实施例2：一种用于绝缘电磁式电压互感器的高介电环氧树脂复合材料，包括如下重量份数的原料：65份E-42环氧树脂、26份E-51环氧树脂、45份不饱和聚酯、1份2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、23份稀释剂、4份氨基硅烷偶联剂、6份阻燃剂、4份异氰酸酯、30份顺丁烯二酸酐、6份填料、8份颜料。

进一步的，稀释剂为环氧丙烷丁基醚660、环氧丙烷苯基醚690和二环氧丙烷乙基醚669中一种或多种的混合物。

进一步的，阻燃剂为磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯 -2-丙基)酯中一种或多种的混合物而成，且酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯的质量比为2：3：1。

进一步的，填料由石英纤维、硅胶粉和瓷粉混合而成，且石英纤维、硅胶粉和瓷粉的质量比为3：5：2.

一种用于绝缘电磁式电压互感器的高介电环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将E-42环氧树脂和E-51环氧树脂加入到按重量份数添加到搅拌釜中，在氮气保护下，预热温度为60-90℃，预热时间为25-45min，然后搅拌至完全熔化混合；

S2、将不饱和聚酯、2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、稀释剂、氨基硅烷偶联剂、阻燃剂和异氰酸酯依次加入到步骤S1中的搅拌釜内，升温加热搅拌；

S3、将石英纤维加入粉碎机粉碎后，将粉碎的石英纤维、硅胶粉和瓷粉加入到混合釜中，升温60-65℃，保温搅拌40-50min，制备出填料，将制备的填料加入到步骤S1中的搅拌釜内，然后再将颜料加入到步骤S1中的搅拌釜内，进行搅拌混合；

S4、最后将顺丁烯二酸酐加入到步骤S1中的搅拌釜内，升温进行混炼，得到高介电环氧树脂复合材料；

S5、将步骤S4中制备的高介电环氧树脂复合材料，利用热压成型机固化成型，得到高介电环氧树脂复合材料，然后冷却，粉碎成具有一定粒度分布的颗粒，得到粉状的高介电环氧树脂复合材料。

进一步的，步骤S1中搅拌釜内搅拌转速控制为180-220r/min。

进一步的，步骤S2中升温加热搅拌时，温度控制为110-150℃，搅拌釜内搅拌转速控制为240-280r/min，搅拌时间控制为40-50min。

进一步的，步骤S4中升温进行混炼时，温度控制为140-180℃，搅拌釜内搅拌转速控制为300-320r/min，混炼时间控制为120-160min。

进一步的，步骤S5中是在氮气环境中利用热压成型机进行固化成型，热固化温度控制为95-110℃，冷却选自气冷、水冷或油冷处理。

相比较实施例1，实施例2制备的环氧树脂复合材料的介电性能有所提升。

实施例3：一种用于绝缘电磁式电压互感器的高介电环氧树脂复合材料，包括如下重量份数的原料：70份E-42环氧树脂、30份E-51环氧树脂、50份不饱和聚酯、2份2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、28份稀释剂、5份氨基硅烷偶联剂、9份阻燃剂、6份异氰酸酯、40份顺丁烯二酸酐、9份填料、12份颜料。

进一步的，稀释剂为环氧丙烷丁基醚660、环氧丙烷苯基醚690和二环氧丙烷乙基醚669中一种或多种的混合物。

进一步的，阻燃剂为磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯 -2-丙基)酯中一种或多种的混合物而成，且酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯的质量比为3：4：2。

进一步的，填料由石英纤维、硅胶粉和瓷粉混合而成，且石英纤维、硅胶粉和瓷粉的质量比为5：6：3。

一种用于绝缘电磁式电压互感器的高介电环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将E-42环氧树脂和E-51环氧树脂加入到按重量份数添加到搅拌釜中，在氮气保护下，预热温度为60-90℃，预热时间为25-45min，然后搅拌至完全熔化混合；

S2、将不饱和聚酯、2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、稀释剂、氨基硅烷偶联剂、阻燃剂和异氰酸酯依次加入到步骤S1中的搅拌釜内，升温加热搅拌；

S3、将石英纤维加入粉碎机粉碎后，将粉碎的石英纤维、硅胶粉和瓷粉加入到混合釜中，升温60-65℃，保温搅拌40-50min，制备出填料，将制备的填料加入到步骤S1中的搅拌釜内，然后再将颜料加入到步骤S1中的搅拌釜内，进行搅拌混合；

S4、最后将顺丁烯二酸酐加入到步骤S1中的搅拌釜内，升温进行混炼，得到高介电环氧树脂复合材料；

S5、将步骤S4中制备的高介电环氧树脂复合材料，利用热压成型机固化成型，得到高介电环氧树脂复合材料，然后冷却，粉碎成具有一定粒度分布的颗粒，得到粉状的高介电环氧树脂复合材料。

进一步的，步骤S1中搅拌釜内搅拌转速控制为180-220r/min。

进一步的，步骤S2中升温加热搅拌时，温度控制为110-150℃，搅拌釜内搅拌转速控制为240-280r/min，搅拌时间控制为40-50min。

进一步的，步骤S4中升温进行混炼时，温度控制为140-180℃，搅拌釜内搅拌转速控制为300-320r/min，混炼时间控制为120-160min。

进一步的，步骤S5中是在氮气环境中利用热压成型机进行固化成型，热固化温度控制为95-110℃，冷却选自气冷、水冷或油冷处理。

相比较实施例1和2，实施例3制备的环氧树脂复合材料的介电性能有所提升。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。