專利名稱：半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種廣泛用于變壓器、電纜和其它電工設(shè)備中的半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物及其制備工 藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代化的工業(yè)企業(yè)廣泛的采用電力作為能源，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生 活水平的不斷提高，電力需要量不斷增長(zhǎng)，安全環(huán)保問題日益倍受關(guān)注，迫切需要難燃防 爆、不污染環(huán)境的輸配電設(shè)備。我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造的明確指導(dǎo)思想是向少油化、無油 化發(fā)展。在電纜中最早采用熱熔型填充復(fù)合物。而熱熔型填充復(fù)合物通常需加熱到90度 左右熔化才能加壓填充到變壓器等設(shè)備中。這種熱熔型填充復(fù)合物及其填充工藝存在很大 的缺陷，高溫填充會(huì)引起絕緣層老化或燙傷的危險(xiǎn)，熔化的復(fù)合物凝固緩慢易滴落，使填充 量很難達(dá)到100% ；熱填充復(fù)合物向變壓器等設(shè)備絕緣內(nèi)層滲透流動(dòng)時(shí)遇冷，流動(dòng)性降低， 甚至不流動(dòng)，使得填充不滿，填充的復(fù)合物冷卻后收縮可能產(chǎn)生裂縫，不能達(dá)到完全防水的 要求，影響產(chǎn)品合格率，此外熱填充設(shè)備復(fù)雜，工藝過程不易穩(wěn)定，能耗大，且有環(huán)境污染的 缺點(diǎn)。到目前為止報(bào)道最多的此類設(shè)備大部分使用經(jīng)濟(jì)型絕緣油進(jìn)行填充，傳統(tǒng)充油式 的集合式并聯(lián)電容器，由于在大箱殼和單元電容器之間充有幾百千克至幾千千克的大量可 燃性絕緣油(變壓器油或烷基苯油)，產(chǎn)品存在著易滲漏油，故障條件下易燃易爆，污染環(huán) 境，重量大等缺陷。這類油式填充平時(shí)還需加油、換油等，維護(hù)工作相對(duì)要多。隨著安全環(huán)保意識(shí)的日益加強(qiáng)，出現(xiàn)了充氣集合式電力填充設(shè)備，以不燃性絕緣 氣體代替上述的絕緣油，復(fù)合少有無油的環(huán)保觀念，但絕緣氣體在一般條件下其絕緣性能 和散熱性能較差，而且氣體更不易密封。因此，如何選擇合適的絕緣氣體，盡量降低產(chǎn)品的 發(fā)熱量，解決散熱、絕緣、密封等問題，是充氣集合式電力填充設(shè)備當(dāng)前面臨的最大問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種廣泛用于變壓器、電纜和其它電工設(shè)備中的半干 式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物，解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物，包括如下組分合成聚丙稀烴油 和/或精練白礦物油，分層抑制劑，雙層熱塑性雙層結(jié)構(gòu)微球，抗氧劑，降凝劑，二氧化硅； 其中各組分的質(zhì)量配比為合成聚丙稀烴油和/或精練白礦物油占所述絕緣填充復(fù)合物總 質(zhì)量的40 % 90 %，分層抑制劑2 % 30 %，雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球0. 5 % 15 %，抗氧劑 0. 05 2%，降凝劑0. 05 2%，二氧化硅2 15% ；所述絕緣填充復(fù)合物各組分之和為 100%。
優(yōu)選的是還含有抗真菌劑0. 01 0. 5%，所述的抗真菌劑為2-辛基-4-同噻唑 啉結(jié)構(gòu)的抗真菌劑。更優(yōu)的是所述的雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球包括丙烯腈共聚物殼體和碳?xì)浠衔餁?br> ^ O 更優(yōu)的是所述的碳?xì)浠衔餁饽覟楫愇焱榧?-甲基丁烷；所述的分層抑制劑 為苯乙烯_乙烯與丙烯嵌段共聚物或乙丙橡膠溶液；所述的降凝劑成分為聚丙烯酸酯或聚
烯烴類；所述的二氧化硅為疏水型和/或親水型氣相二氧化硅或者二氧化硅的氣溶膠。更優(yōu)的是所述的雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球直徑為10 60 μ m;密度為0.001 0. 04kg/m3。更優(yōu)的是所述的抗氧劑為液態(tài)酚類或者四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基) 丙酸]季戊四醇酯。更優(yōu)的是所述的合成聚丙稀烴油為聚α烯烴油或聚異丁烯油，所述精練白礦物 油為加氫裂解礦物油。本發(fā)明的目的之二在于提供一種半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物的制 備工藝。采用如下技術(shù)方案一種半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物的制備工藝包括如下步驟1)取占總質(zhì)量配比40% 90%的合成聚丙稀烴油和/或精練白礦物油精練白礦 物油攪拌，升溫至120士 10°C，保持2 5h，去除雜質(zhì)；(2)將占總質(zhì)量配比20Z0 30%分層抑制劑加入步驟(1)的產(chǎn)物中，110士 10°C攪 拌1 2h，充分混合分層抑制劑；(3)加入占總質(zhì)量配比2 15%的二氧化硅，占總質(zhì)量配比0.05 2%的抗氧劑， 占總質(zhì)量配比0. 05 2%的降凝劑，占總質(zhì)量配比0. 01 0. 5%的抗真菌劑，并充分?jǐn)嚢瑁?4)加入占總質(zhì)量配比0. 5% 15%雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球，攪拌均勻，制得半干式 環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物，儲(chǔ)存?zhèn)溆?。?yōu)選的是所述的合成聚丙稀烴油為聚α烯烴油或聚異丁烯油，所述精練白礦物 油為加氫裂解礦物油；所述的雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球包括丙烯腈共聚物殼體和碳?xì)浠衔餁?囊，所述的碳?xì)浠衔餁饽覟楫愇焱榧?-甲基丁烷；述的分層抑制劑為苯乙烯_乙烯與丙 烯嵌段共聚物或乙丙橡膠溶液；所述的降凝劑成分為聚丙烯酸酯或聚烯烴類；所述的 二氧化硅為疏水型和/或親水型氣相二氧化硅或者二氧化硅的氣溶膠；所述的抗真菌劑為 2-辛基-4-同噻唑啉結(jié)構(gòu)的抗真菌劑；所述的抗氧劑為液態(tài)酚類或者四[β-(3，5-二叔丁 基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)實(shí)現(xiàn)了由油式填充物向干式填充物的轉(zhuǎn)變例如傳統(tǒng)充油式的電容器，由于在大箱殼和單元電容器之間充有幾百千克至幾 千千克的大量可燃性絕緣油(變壓器油或烷基苯油)，產(chǎn)品易滲漏油，故障條件下易燃易 爆，污染環(huán)境，重量大，且要加油、換油等，維護(hù)工作相對(duì)要多。而本發(fā)明所述的復(fù)合物密度 只有0. 45g/ml左右，而絕緣油的密度大概為0. 93g/ml，所以單位體積的含有量降低了一半 多，實(shí)現(xiàn)了油式填充向半干式填充的轉(zhuǎn)變。(2)環(huán)保型半干式
此發(fā)明所述的半干式填充復(fù)合物呈現(xiàn)半干的柔軟粉狀結(jié)構(gòu)使其足夠干易于簡(jiǎn)單 地用一般清潔布料清洗。不需要使用特定的溶劑來清洗這一獨(dú)到的特性，填充過程可減少 溶劑蒸發(fā)造成的空氣污染，從而保護(hù)環(huán)境。此外，此類產(chǎn)品一旦填充無需更換，節(jié)省因日常 維護(hù)帶來的時(shí)間及人工耗費(fèi)。(3)優(yōu)越的觸變性能，冷填充，工藝簡(jiǎn)單本發(fā)明所述的半干式填充復(fù)合物是選擇熱塑性雙層結(jié)構(gòu)微球材料并基于具有觸 變性和長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性的流體而精心制造，有利于充分填充。在常溫下的觸變性能及其優(yōu)越， 可解決生產(chǎn)、運(yùn)輸和流動(dòng)過程中可能會(huì)受到彎曲、振動(dòng)、沖擊等外力作用，緩沖應(yīng)力，進(jìn)行更 加有效簡(jiǎn)單的填充及維護(hù)。本發(fā)明所述的半干式填充復(fù)合物在低溫下保持柔軟，可在室溫下使用填充設(shè)備直 接高速填充。同時(shí)，可根據(jù)填充條件的不同要求對(duì)軟硬度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整以滿足工藝要求。冷填充膏是一種通過物理交聯(lián)作用形成有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的絕緣性膠體，該膠體在靜止 狀態(tài)下不流動(dòng)，高度憎水，可為變壓器，電纜和其它電工設(shè)備提供良好的密封防水性能，同 時(shí)具有優(yōu)異的高低溫性能，且在剪切力作用下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞，粘度大幅度降低，成為可流動(dòng) 的流體，剪切力去除后又立即恢復(fù)原有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 (4)抗真菌性能好(生物環(huán)保性能好)按貝爾實(shí)驗(yàn)室GR-20-C0RE，R6-34標(biāo)準(zhǔn)要求，填充復(fù)合物應(yīng)對(duì)細(xì)菌無營(yíng)養(yǎng)。有一些關(guān)于細(xì)菌侵蝕電力設(shè)備的報(bào)告結(jié)果顯示，往往是設(shè)備被細(xì)菌通過其檢修孔 或裸露于潮濕環(huán)境和空氣中的部分而侵蝕。在此條件下細(xì)菌和真菌能在其中生長(zhǎng)。為防止 這種狀況，我們通過英國(guó)PRA的抗真菌試驗(yàn)，確認(rèn)本發(fā)明所述的阻水膏對(duì)真菌和細(xì)菌的生 長(zhǎng)無營(yíng)養(yǎng)。(5)優(yōu)越的電絕緣性能由于所選用的分層抑制劑，雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球，二氧化硅等材料都具有良好的電絕緣性，使得本發(fā)明所述的半干式環(huán)保型填充復(fù)合物具有優(yōu)越的電絕緣性能，常溫體積 電阻率可達(dá)到1016?？蓮V泛運(yùn)用于半干式變壓器、電纜和其它電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物 的制備?？傊?，本發(fā)明所述的半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物具有優(yōu)越的電性 能，符合安全環(huán)保少油化的觀念，且在目前變壓器，電纜和其它電工設(shè)備填充中因獨(dú)特的優(yōu) 點(diǎn)(節(jié)能、工藝簡(jiǎn)便、使用方便、清潔無污染)而具有廣泛的應(yīng)用前景。而且本發(fā)明所述的半 干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物為可以在常溫下填充的觸變型填充復(fù)合物，可以完 全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用于變壓器、電纜和其它電工設(shè)備填充的填充物，并且具有十分滿意的效果。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的阻水膏抗真菌性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖。圖中圖1-1中， 左邊阻水膏右邊對(duì)比樣；圖1-2中，左邊沒滴曲霉菌的阻水膏；右邊滴有曲霉菌的阻 水膏；圖1-3中，左邊沒滴曲霉菌的對(duì)比樣；右邊滴有曲霉菌的對(duì)比樣。圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的阻水膏RoHS檢測(cè)實(shí)驗(yàn)流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1絕緣填充復(fù)合物(阻水膏)的制作把76g精練白礦物油攪拌，升溫至120°C 士 10°C，保持2 5h，取5g苯乙烯-乙烯 與丙烯嵌段共聚物加入白礦物油中，110士 10°C攪拌1 2h，待共聚物與白礦物油體系互溶 之后加入1. Og的抗氧劑，Ig聚丙稀酸酯降凝劑，IOg氣相二氧化硅粉末和0. 3g抗真菌劑， 攪拌0. 5小時(shí)后加入6g的雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球材料，再攪拌0. 5小時(shí)后抽真空獲得產(chǎn)品。實(shí)施例2絕緣填充復(fù)合物(阻水膏)的制作把56g精練白礦物油攪拌，升溫至120°C 士 10°C，保持2 5h，取25g濃度為20%的 乙丙橡膠溶液加入白礦物油中，110士 10°C攪拌1 2h，待乙丙橡膠與白礦物油體系互溶之后 加入1. Og的抗氧劑，1. Og聚a-烯烴類降凝劑，IOg氣相二氧化硅粉末和0. 2g抗真菌劑，攪拌 0. 5小時(shí)后加入6g的雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球材料，再攪拌0. 5小時(shí)后抽真空獲得產(chǎn)品。實(shí)施例3阻水膏的制作把20g聚α烯烴油和56精練白礦物油攪拌，升溫至120°C 士 10°C，保持2 5h， 取5g苯乙烯-乙烯與丙烯嵌段共聚物加入白礦物油中，110士 10°C攪拌1 2h，待共聚物與 白礦物油體系互溶之后加入1. Og的抗氧劑，Ig聚丙稀酸酯降凝劑，IOg氣相二氧化硅粉末 和0. Ig抗真菌劑，攪拌0. 5小時(shí)后加入6g的雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球材料，再攪拌0. 5小時(shí)后
抽真空獲得產(chǎn)品。實(shí)施例4半干式復(fù)合物抗真菌性能實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法簡(jiǎn)述英國(guó)PRA通過修正的BS5980方法測(cè)試，把馬鈴薯葡萄糖果漿涂抹 在長(zhǎng)寬約為30mmX 30mm的鋁片，把大約3. 5g的阻水膏樣品分三層涂在鋁片上，另外對(duì)比的 鋁片上涂抹上一半濃度的馬鈴薯葡萄糖果漿。把其中一個(gè)含半干式復(fù)合物樣品的碟子和對(duì)比樣品的碟子上滴上8滴懸浮有袍 子的尼日爾曲霉菌IMI17454(每滴含有1X105袍子)并把它放到25度溫度下培養(yǎng)。培養(yǎng) 14天后用顯微鏡觀察真菌生長(zhǎng)?？梢钥闯霰景l(fā)明所述的阻水膏具有抗真菌生長(zhǎng)功能。詳細(xì)說明見圖1。圖1-1中，左邊半干式復(fù)合物右邊對(duì)比樣；圖1-2中，左邊 沒滴曲霉菌的半干式復(fù)合物；右邊滴有曲霉菌的半干式復(fù)合物；圖1-3中，左邊沒滴曲 霉菌的對(duì)比樣；右邊滴有曲霉菌的對(duì)比樣。實(shí)施例5阻水膏RoHS檢測(cè)實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法根據(jù)歐盟RoHS指令2002/95/EC以及后續(xù)修正指令的要求，參考測(cè)試方法 IEC 62321 :2008，ICP-OES ； IEC62321 :2008，GC-MS 以及 IEC62321 :2008，UV-Vis 進(jìn)行測(cè) 試，具體測(cè)試流程為如圖2所示。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于發(fā)明型的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物，包括如下組分合成聚丙稀烴油和/或精練白礦物油，分層抑制劑，雙層熱塑性雙層結(jié)構(gòu)微球，抗氧劑，降凝劑，二氧化硅；其中各組分的質(zhì)量配比為合成聚丙稀烴油和/或精練白礦物油占所述絕緣填充復(fù)合物總質(zhì)量的40％～90％，分層抑制劑2％～30％，雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球0.5％～15％，抗氧劑0.05～2％，降凝劑0.05～2％，二氧化硅2～15％；所述絕緣填充復(fù)合物各組分之和為100％。
2.如權(quán)利要求1所述的半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物，其特征是還含有 抗真菌劑0. 01 0. 5%，所述的抗真菌劑為2-辛基-4-同噻唑啉結(jié)構(gòu)的抗真菌劑。
3.如權(quán)利要求2所述的半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物，其特征是所述的 雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球包括丙烯腈共聚物殼體和碳?xì)浠衔餁饽摇?br> 4.如權(quán)利要求3所述的半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物，其特征是所述的 碳?xì)浠衔餁饽覟楫愇焱榧?-甲基丁烷；所述的分層抑制劑為苯乙烯-乙烯與丙烯嵌段共 聚物或乙丙橡膠溶液；所述的降凝劑成分為聚丙烯酸酯或聚烯烴類；所述的二氧化硅為 疏水型和/或親水型氣相二氧化硅或者二氧化硅的氣溶膠。
5.如權(quán)利要求4所述的半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物，其特征是所述的 雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球直徑為10 60 μ m ；密度為0. 001 0. 04kg/m3。
6.如權(quán)利要求5所述的半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物，其特征是所述的 抗氧劑為液態(tài)酚類或者四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
7.如權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物，其特征 是所述的合成聚丙稀烴油為聚α烯烴油或聚異丁烯油，所述精練白礦物油為加氫裂解礦 物油。
8.一種半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物的制備工藝包括如下步驟(1)取占總質(zhì)量配比40% 90 %的合成聚丙稀烴油和/或精練白礦物油精練白礦物油 攪拌，升溫至120士 10°C，保持1 4h，去除雜質(zhì)；(2)將占總質(zhì)量配比2% 30%分層抑制劑加入步驟(1)的產(chǎn)物中，110士10°C攪拌 1 2h，充分混合分層抑制劑；(3)加入占總質(zhì)量配比2 15%的二氧化硅，占總質(zhì)量配比0.05 2%的抗氧劑，占總 質(zhì)量配比0. 05 2%的降凝劑，占總質(zhì)量配比0. 01 0. 5%的抗真菌劑，并充分?jǐn)嚢瑁?4)加入占總質(zhì)量配比0.5% 15%雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球，攪拌均勻，制得半干式環(huán)保 型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物，儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?br> 9.如權(quán)利要求8所述的半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物的制備工藝，其特征 是所述的合成聚丙稀烴油為聚α烯烴油或聚異丁烯油，所述精練白礦物油為加氫裂解礦 物油；所述的雙層熱塑性結(jié)構(gòu)微球包括丙烯腈共聚物殼體和碳?xì)浠衔餁饽遥龅奶細(xì)?化合物氣囊為異戊烷即2-甲基丁烷；所述的分層抑制劑為苯乙烯-乙烯與丙烯嵌段共聚物 或乙丙橡膠溶液；所述的降凝劑成分為聚丙烯酸酯或聚烯烴類；所述的二氧化硅為疏水 型和/或親水型氣相二氧化硅或者二氧化硅的氣溶膠；所述的抗真菌劑為2-辛基-4-同 噻唑啉結(jié)構(gòu)的抗真菌劑；所述的抗氧劑為液態(tài)酚類或者四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯 基)丙酸]季戊四醇酯。
10.如權(quán)利要求7所述的半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物在變壓器、電纜和其它電工設(shè)備中的 應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物，包括如下組分和含量合成聚丙稀烴油和/或精練白礦物油40％～90％，分層抑制劑2％～30％，雙層熱塑性雙層結(jié)構(gòu)微球0.5％～15％，抗氧劑0.05～2％，降凝劑0.05～2％，二氧化硅2～15％；所述絕緣填充復(fù)合物各組分之和為100％。本發(fā)明所述的半干式環(huán)保型電工設(shè)備用絕緣填充復(fù)合物具有優(yōu)越的電性能，符合安全環(huán)保少油化的觀念，且在目前變壓器，電纜和其它電工設(shè)備填充中因獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)(節(jié)能、工藝簡(jiǎn)便、使用方便、清潔無污染)而具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08K13/02GK101847473SQ20101015060
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者丹尼·蘇荷, 任麗華, 艾迪·切斯洪, 陳永文, 黃燕生 申請(qǐng)人:深圳尤尼吉爾通信有限公司