專利名稱：一種干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著電網(wǎng)供電要求的不斷提高以及變壓器技術(shù)的進(jìn)步，干式變壓器在我國的發(fā)展迅速，現(xiàn)已被廣泛用于電站、工廠、醫(yī)院等幾乎所有電氣上。目前，中國僅樹脂絕緣干式變壓器年產(chǎn)量已達(dá)10000MVA，成為世界上干式變壓器產(chǎn)銷量最大的國家之一。干式變壓器的不斷發(fā)展，對于直接影響其壽命的絕緣材料提出了更高的要求，尤其是作為主絕緣的復(fù)合材料。傳統(tǒng)的DMD、NMN、NHN等復(fù)合材料的性能已不能完全滿足干式變壓器發(fā)展的需要，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存有以下缺陷
1.材料本身的吸附性能有限，用作干式變壓器層間絕緣時(shí)難以與銅(鋁)箔緊密粘結(jié)在一起，不免有縫隙或氣泡產(chǎn)生，難以保證絕緣性能；
2.材料表面缺乏保護(hù)，直接面臨高溫、局部放電、電暈電弧等使用條件，受電熱老化的影響，整體性能不斷下降，最終影響變壓器的使用壽命；
3.復(fù)合材料本身的耐熱性限制。因此，傳統(tǒng)的復(fù)合材料已難以滿足干式變壓器發(fā)展的需要，如何對其進(jìn)行改進(jìn)，提出一種新的材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于傳統(tǒng)的復(fù)合材料已不能滿足干式變壓器發(fā)展的需要，本發(fā)明的目的是提供一種干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料及其制備方法，該材料室溫貯存期長、耐老化、電氣性能優(yōu)異，使用工藝性好，能夠滿足干式變壓器低壓線圈銅(鋁)箔繞包層間絕緣的使用要求。本發(fā)明的內(nèi)容是提供一種干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料，其特征是首先，由薄膜層1、上膠粘劑層2、下膠粘劑層3、上有機(jī)或無機(jī)纖維紙層4和下有機(jī)或無機(jī)纖維紙層5復(fù)合成五層復(fù)合材料A ;然后，再在五層復(fù)合材料A的兩面各涂覆一層上耐高溫環(huán)氧樹脂層6和下耐高溫環(huán)氧樹脂層7制成七層復(fù)合材料B。其中，所述的薄膜層I的兩面分別通過上、下膠粘劑層2，3與上、下有機(jī)或無機(jī)纖維紙層4，5相粘結(jié)。優(yōu)選的，耐高溫環(huán)氧樹脂層可以部分或完全浸透有機(jī)或無機(jī)纖維紙層。優(yōu)選的，構(gòu)成所述的薄膜層I的薄膜為聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜的任一種。優(yōu)選聚酯薄膜厚度為O. 025 0. 35mm、聚酰亞胺薄膜厚度為O. 025 0. 23mm。更優(yōu)選聚酯薄膜厚度為
O.05 O. 25mm、聚酰亞胺薄膜厚度為O. 025 O. 15mm。優(yōu)選的，構(gòu)成所述的上、下膠粘劑層2，3的膠粘劑各自獨(dú)立為環(huán)氧體系膠粘劑、聚氨酯體系膠粘劑、有機(jī)硅體系膠粘劑、聚酯亞胺體系膠粘劑的任一種。優(yōu)選的，該膠粘劑通過浸涂或噴涂工藝進(jìn)行涂敷。優(yōu)選的，構(gòu)成所述的上、下有機(jī)或無機(jī)纖維紙層4，5的有機(jī)或無機(jī)纖維紙各自獨(dú)立為聚酯纖維非織布、聚芳酰胺纖維紙、聚砜酰胺纖維紙、無堿玻璃布的一種。優(yōu)選的，構(gòu)成所述的上、下有機(jī)或無機(jī)纖維紙層4，5的有機(jī)或無機(jī)纖維紙可以相同或不同。所述的五層復(fù)合材料A的厚度為O. 08-1. Omm,優(yōu)選O. 08-0. 55mm,更優(yōu)選
O.10-0. 36mm,最優(yōu)選 O. 12-0. 22mm。上、下耐高溫環(huán)氧樹脂層6，7通過浸涂或噴涂耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液的方式進(jìn)行涂覆后，加熱固化形成。優(yōu)選的，耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液組成配比為環(huán)氧樹脂3(T50wt% ;復(fù)合固化劑12 27 wt %;固化促進(jìn)劑0-10 wt %，溶劑:30 45 wt %。所述的環(huán)氧樹脂優(yōu)選604環(huán)氧樹脂、6101環(huán)氧樹脂、128環(huán)氧樹脂中的一種或一種以上的混合物。所述的復(fù)合固化劑優(yōu)選酚醛樹脂和芳族二胺的混合物，進(jìn)一步優(yōu)選酚醛樹脂和二氨基二苯砜的混合物；更優(yōu)選1411酚醛樹脂和4，4 y - 二氨基二苯砜的混合物。所述的固化促進(jìn)劑優(yōu)選為咪唑或其衍生物、叔胺類衍生物、磷類衍生物等，如咪唑、2-甲基咪唑、三乙胺、芐基二甲胺、三苯基膦等。所述的溶劑為甲苯、乙醇、丙酮中的一種或一種以上的混合物。更優(yōu)選的，耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液組成配比為604環(huán)氧樹脂20 30 wt % ；6101環(huán)氧樹脂:12 20 wt % ; 128環(huán)氧樹脂:0 8 wt % ; 1411酹醒樹脂:10 18 wt % ；4, 4 " -二氨基二苯砜2 9 wt % ；2-甲基咪唑0-5 wt % ;三苯基膦0-3 wt % ;丙酮30 45 wt %。進(jìn)一步優(yōu)選，耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液組成配比為604環(huán)氧樹脂25 28 wt %；6101環(huán)氧樹脂15 18 wt % ;128環(huán)氧樹脂4 6 wt %; 1411酚醛樹脂12 15 wt % ；4，4 z - 二氨基二苯砜2 5 wt % ；2-甲基咪唑1-3 wt % ;三苯基膦1-2 wt % ;丙酮35 40
Wt %。最優(yōu)選，耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液組成配比為604環(huán)氧樹脂20 30 wt % ；6101環(huán)氧樹脂:12 20 wt % ; 128環(huán)氧樹脂:0 8 wt % ; 1411酚醛樹脂:10 18 wt % ;4，4 ' - 二氨基二苯砜:2 9 wt % ;丙酮:30 45 wt %。耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液的制備方法為按前述配量比混合上述原料，在常溫至100°C攪拌均勻即可。本發(fā)明還提供了一種干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟將薄膜層I涂覆上、下膠粘劑層2，3后再與上、下有機(jī)或無機(jī)纖維紙層4，5復(fù)合成五層復(fù)合材料A，再在制得的五層復(fù)合材料A兩面均勻涂覆耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液形成上、下耐高溫環(huán)氧樹脂層6，7制成七層復(fù)合材料B，再在11(T17(TC下固化處理f lOmin，而后自然冷卻至
室溫即得產(chǎn)品。優(yōu)選的，固化溫度為13(Tl50°C。優(yōu)選的，固化時(shí)間為l_5min。所述的七層復(fù)合材料B的厚度為O. 1-1. 2mm,優(yōu)選O. 10-0. 60mm,更優(yōu)選
O.12-0. 40mm,最優(yōu)選 O. 15-0. 25mm。本發(fā)明還提供了一種干式變壓器，其包含前述的干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.在干式變壓器成型時(shí)，復(fù)合材料表面的樹脂層與銅(鋁)箔直接接觸，在高溫固化時(shí)緊密粘結(jié)，且整體平整均勻，充分保證了絕緣性能；
2.材料表面受耐高溫樹脂層的保護(hù)，在苛刻的使用條件下，機(jī)械、電氣等性能穩(wěn)定，延長了材料的使用壽命；
3.提升了復(fù)合材料的耐熱等級。


圖1為本發(fā)明提供的一種干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行具體描述，其中，I為薄膜層，2為上膠粘劑層、3為下膠粘劑層，4為上有機(jī)或無機(jī)纖維紙層、5為下有機(jī)或無機(jī)纖維紙層，6為上耐高溫環(huán)氧樹脂層、7為下耐高溫環(huán)氧樹脂層，A為五層復(fù)合結(jié)構(gòu)，B為七層復(fù)合結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所用原材料均可從市場上購得，主要步驟如下:
1.將薄膜層I浸涂或噴涂上、下膠粘劑2，3后與上、下有機(jī)或無機(jī)纖維紙層4，5復(fù)合成五層復(fù)合材料A ；
2.按下述重量比制備耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液:
604環(huán)氧樹脂:20 30% ；6101環(huán)氧樹脂:12 20% ；128環(huán)氧樹脂:0 8% ；1411酚醛樹脂:10 18% ；4,4^ - 二氨基二苯砜:2 9% ；2-甲基咪唑0-5 wt % ;三苯基膦0-3 wt % ;丙酮:30 45%。3.將制得的五層復(fù)合材料A涂覆耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液形成上、下耐高溫環(huán)氧樹脂層6，7以制備七層復(fù)合材料8，再在11`0 1701:下固化處理廣101^11，自然冷卻或強(qiáng)制對流冷卻至室溫即得產(chǎn)品。
實(shí)施例1
1.將聚酯薄膜浸潰環(huán)氧體系膠粘劑后與聚酯纖維非織布兩面復(fù)合成五層復(fù)合材料
A ；
2.按下述重量比制備耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液:
604環(huán)氧樹脂:24% ;6101環(huán)氧樹脂:13% ; 128環(huán)氧樹脂:2% ; 1411酚醛樹脂:13% ；
4,4^ - 二氨基二苯砜:6% ;丙酮:42%。3.將制得的五層復(fù)合材料A浸涂上述耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液，使耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆在上、下有機(jī)或無機(jī)纖維紙層上形成七層復(fù)合材料B，在140°C下烘焙處理2.5min,冷卻至室溫即得產(chǎn)品。該廣品對應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)見表1:
表I實(shí)施例1制備的復(fù)合材料的技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料，其特征是:首先，由薄膜層(I)、上膠粘劑層(2 )、下膠粘劑層(3 )、上有機(jī)或無機(jī)纖維紙層(4 )和下有機(jī)或無機(jī)纖維紙層(5 )復(fù)合成五層復(fù)合材料(A);然后，再在五層復(fù)合材料(A)的兩面各涂覆上耐高溫環(huán)氧樹脂層(6)和下耐高溫環(huán)氧樹脂層(7)制成七層復(fù)合材料(B);其中，所述的薄膜層(I)的兩面分別通過上、下膠粘劑層(2，3)與上、下有機(jī)或無機(jī)纖維紙層(4，5)相粘結(jié)；耐高溫環(huán)氧樹脂層部分或完全浸透有機(jī)或無機(jī)纖維紙層； 其中，上、下耐高溫環(huán)氧樹脂層(6，7 )通過浸涂或噴涂耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液的方式進(jìn)行涂覆后，加熱固化形成。
2.權(quán)利要求1所述的干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料，其特征是:構(gòu)成所述的薄膜層(I)的薄膜為聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜的任一種。
3.權(quán)利要求1-2之一所述的干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料，其特征是:構(gòu)成所述的上、下膠粘劑層(2，3)的膠粘劑各自獨(dú)立為環(huán)氧體系膠粘劑、聚氨酯體系膠粘劑、有機(jī)硅體系膠粘劑、聚酯亞胺體系膠粘劑的任一種。
4.權(quán)利要求1-3之一所述的干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料，其特征是:構(gòu)成所述的上、下有機(jī)或無機(jī)纖維紙層(4，5)的有機(jī)或無機(jī)纖維紙各自獨(dú)立為聚酯纖維非織布、聚芳酰胺纖維紙、聚砜酰胺纖維紙、無堿玻璃布的一種。
5.權(quán)利要求1-4之一所述的干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料，其特征是:所述耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液組成配比為:環(huán)氧樹脂:3(T50wt% ;復(fù)合固化劑:12 27 wt %;固化促進(jìn)劑0-10 Wt %，溶劑:30 45 Wt %。
6.權(quán)利要求5所述的干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料，其特征是:所述的環(huán)氧樹脂優(yōu)選604環(huán)氧樹脂、6101環(huán)氧樹脂、128環(huán)氧樹脂中的一種或一種以上的混合物；所述的復(fù)合固化劑優(yōu)選酚醛樹脂和芳族二胺的混合物；所述的固化促進(jìn)劑優(yōu)選為咪唑或其衍生物、叔胺類衍生物、磷類衍生物；所述的溶劑為甲苯、乙醇、丙酮中的一種或一種以上的混合物。
7.權(quán)利要求1-6之一所述的干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料，其特征是:所述的耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液組成配比為:604環(huán)氧樹脂:20 30 wt %;6101環(huán)氧樹脂:12 20 wt %；128環(huán)氧樹脂:0 8 wt % ；1411酌.醒樹月旨:10 18 wt % ；4, 4 ^ - 二氨基二苯諷:2 9 wt % ；2~甲基咪唑0-5 wt %;三苯基膦0-3 wt %;丙酮:30 45 wt %。
8.權(quán)利要求1-7之一所述的干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料，其特征是:所述的耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液組成配比為:604環(huán)氧樹脂:20 30 wt % ；6101環(huán)氧樹脂:12 20 wt % ；128環(huán)氧樹脂:0 8 wt % ；1411酹醒樹脂:10 18 wt % ；4, 4 ^ - 二氨基二苯砜:2 9 wt % ;丙酮:30 45 wt %。
9.權(quán)利要求1-8之一所述的干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:將薄膜層(I)涂覆上、下膠粘劑層(2，3)后再與上、下有機(jī)或無機(jī)纖維紙層(4，5)復(fù)合成五層復(fù)合材料(A)，再在制得的五層復(fù)合材料(A)兩面均勻涂覆耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液形成上、下耐高溫環(huán)氧樹脂層(6，7)制成七層復(fù)合材料(B)，再在11(T17(TC下固化處理flOmin，而后自然冷卻或強(qiáng)制對流冷卻至室溫即得產(chǎn)品。
10.一種干式變壓器，其采用權(quán)利要求1-8之一所述的干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料，其特征是由薄膜層、膠粘劑層、有機(jī)或無機(jī)纖維紙層復(fù)合成五層復(fù)合材料后，在復(fù)合材料的兩面各涂覆一層耐高溫環(huán)氧樹脂制成；所述的薄膜層兩面通過膠粘劑層與有機(jī)或無機(jī)纖維紙層相粘結(jié)，所述的耐高溫環(huán)氧樹脂可以浸透有機(jī)或無機(jī)纖維紙層。本發(fā)明還提供了一種干式變壓器用涂覆型復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟將薄膜層浸漬膠粘劑后與有機(jī)或無機(jī)纖維紙層復(fù)合成五層復(fù)合材料，在制得的復(fù)合材料兩面均勻涂覆耐高溫環(huán)氧樹脂涂覆液，加熱固化后，冷卻至室溫即得產(chǎn)品。該材料室溫貯存期長、耐老化、電氣性能優(yōu)異，適用于干式變壓器低壓線圈銅(鋁)箔繞包層間絕緣。
文檔編號B32B7/12GK103072352SQ201310010770
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月13日
發(fā)明者李正勝, 陳媛, 劉軍舟, 周升, 李強(qiáng)軍, 陳磊, 趙安然, 劉興隆 申請人:株洲時(shí)代電氣絕緣有限責(zé)任公司