高压电机用高导热环氧VPI树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种高压电机用高导热环氧VPI树脂及其制备方法和应用，以重量百分含量计，高导热环氧VPI树脂包括如下原料组分：环氧树脂20%~35%，固化剂2%~10%，聚酯亚胺树脂3%~10%，改性导热填料12%~35%，活性交联单体25%~43%，分散剂0.3%~1.5%，引发剂0.2%~1%，助剂0.02%~1.2%；改性导热填料包括纳米级氮化硼、纳米级氧化铝以及纳米级二氧化硅。本发明专利技术提供的一种高压电机用高导热环氧VPI树脂，其具有粘度低、导热系数高、击穿场强高以及介电损耗低的优点，尤其适用于6kV及以上电压等级高压电机的应用。电机的应用。

【技术实现步骤摘要】
高压电机用高导热环氧VPI树脂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高压电机用绝缘材料领域，具体涉及一种高压电机用高导热环氧VPI树脂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来随着高压电动机、发电机等产品的不断更新换代，功率密度不断提高，电机在运行过程中发热明显，会加速所用绝缘材料及系统的老化，缩短使用寿命。为了减轻电机在运行过程中发热的问题，需要使用高导热的主绝缘材料，如高导热云母带、高导热VPI树脂等产品。
[0003]高压电机现用VPI树脂，导热性能差，导热系数约0.2W/(m.K) ，不能满足提高散热，降低电机运行温升的技术要求。另外，现有高导热浸渍树脂技术，主要是应用于低压电机绝缘浸渍处理，体系粘度大，导热粉体尺寸大，使用过程中易沉降，不能满足高压线圈绕组的VPI绝缘处理工艺及绝缘技术要求，所以急需研发新型的高压电机用高导热VPI树脂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种低粘度、高导热系数、高击穿场强以及低介电损耗的高压电机用高导热环氧VPI树脂及其制备方法和应用。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高压电机用高导热环氧VPI树脂，以重量百分含量计，所述高导热环氧VPI树脂包括如下原料组分：环氧树脂
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20%~35%，固化剂
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2%~10%，聚酯亚胺树脂
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3%~10%，改性导热填料
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12%~35%，活性交联单体
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25%~43%，分散剂
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0.3%~1.5%，引发剂
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0.2%~1%，助剂
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0.02%~1.2%；所述改性导热填料包括纳米级氮化硼、纳米级氧化铝以及纳米级二氧化硅。
[0006]优选地，以重量百分含量计，所述高导热环氧VPI树脂包括如下原料组分：环氧树脂
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25%~30%，固化剂
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3%~7%，聚酯亚胺树脂
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4%~8%，改性导热填料
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15%~25%，活性交联单体
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35%~43%，分散剂
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0.3%~1.5%，
引发剂
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0.2%~1%，助剂
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0.02%~1.2%。
[0007]优选地，所述高导热环氧VPI树脂在23℃下的粘度小于170mPa.s。
[0008]进一步优选地，所述高导热环氧VPI树脂固化后常温下的介电损耗小于0.5%、155℃下的介电损耗小于1.7%。
[0009]更为优选地，所述高导热环氧VPI树脂固化后击穿场强大于28kV/mm。
[0010]更为优选地，所述高导热环氧VPI树脂固化后导热系数大于0.40 W/(m.K)。
[0011]更为优选地，所述高导热环氧VPI树脂的耐压等级大于或者等于6kV。
[0012]优选地，所述改性导热填料由所述纳米级氮化硼、所述纳米级氧化铝以及所述纳米级二氧化硅经混合后化学改性制得，或者，所述改性导热填料由所述纳米级氮化硼、所述纳米级氧化铝以及所述纳米级二氧化硅经化学改性后混合制得。
[0013]根据一些优选的实施方式，所述改性导热填料的制备方法包括将所述纳米级氮化硼、所述纳米级氧化铝以及所述纳米级二氧化硅混合均匀制得复配混合粉体，将所述复配混合粉体溶于有机溶剂中，经均质乳化、研磨分散至D50＜100nm，然后与改性树脂以及氯化亚锡或者二月桂酸二丁基锡混合，然后使混合后的体系先在140~150℃下反应，待反应物无醇类溶剂蒸馏出后，再升温至170~190℃，抽真空至
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0.05~
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0.15Mpa，待无明显所述有机溶剂蒸馏出后，制得所述改性导热填料。
[0014]进一步优选地，所述有机溶剂包括N
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甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、间甲酚中的一种或者多种。
[0015]进一步优选地，所述改性树脂与所述复配混合粉体的投料质量比为（10~25）：100。
[0016]进一步优选地，所述氯化亚锡或者所述二月桂酸二丁基锡与所述复配混合粉体的投料质量比为（0.03~0.1）：100。
[0017]根据一些优选的实施方式，所述改性树脂的制备步骤包括将硅烷偶联剂（KH570）、环氧丙醇、对苯二酚以及氯化亚锡或者二月桂酸二丁基锡混合，搅拌均匀，升温至140~150℃反应，待反应物无醇类溶剂蒸馏出时，抽真空至
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0.05~
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0.15Mpa，保温、保真空继续反应1~2h，制得所述改性树脂。
[0018]进一步优选地，所述硅烷偶联剂（KH570）与所述环氧丙醇的投料摩尔比为（0.8~1.2）：1。
[0019]进一步优选地，所述对苯二酚占反应体系中的反应物总质量的0.03~0.1%。
[0020]进一步优选地，所述氯化亚锡或者所述二月桂酸二丁基锡占反应体系中的反应物总质量的0.05~1%。
[0021]优选地，所述复配混合粉体中的纳米级氮化硼、纳米级氧化铝、纳米级二氧化硅的投料质量比为（10~30）：（5~30）：（40~65）。
[0022]进一步优选地，所述纳米级氮化硼、所述纳米级氧化铝以及所述纳米级二氧化硅的投料质量比为（0.1~0.5）：（0.2~0.5）：1。
[0023]更为优选地，所述纳米级氮化硼的粒径不大于100nm。
[0024]更为优选地，所述纳米级氧化铝的粒径不大于100nm。
[0025]更为优选地，所述纳米级二氧化硅的粒径不大于100nm。
[0026]优选地，所述环氧树脂包括分子蒸馏环氧树脂、双酚A型环氧树脂、酚醛树脂环氧
树脂中的一种或者多种。
[0027]优选地，所述固化剂包括乙酰丙酮铝、甲基四氢苯酐、异辛酸锌、苯并噁嗪、酚醛树脂、氰酸酯中的一种或者多种。
[0028]优选地，所述活性交联单体包括1，4
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丁二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二缩水甘油醚、1 ,4
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丁二醇二缩水甘油醚中的一种或者多种。
[0029]优选地，所述分散剂包括BYK163，BYK052、983分散剂中的一种或者多种。
[0030]优选地，所述引发剂包括过氧化二异丙苯（DCP）、3,3
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双（叔丁基过氧）丁酸乙酯、3,3
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双（叔戊基过氧）丁酸乙酯中的一种或者多种。
[0031]优选地，所述助剂包括对叔丁基邻苯二酚（TBC）、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压电机用高导热环氧VPI树脂，其特征在于，以重量百分含量计，所述高导热环氧VPI树脂包括如下原料组分：环氧树脂
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20%~35%，固化剂
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2%~10%，聚酯亚胺树脂
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3%~10%，改性导热填料
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12%~35%，活性交联单体
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25%~43%，分散剂
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0.3%~1.5%，引发剂
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0.2%~1%，助剂
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0.02%~1.2%；所述改性导热填料包括纳米级氮化硼、纳米级氧化铝以及纳米级二氧化硅。2.根据权利要求1所述的高压电机用高导热环氧VPI树脂，其特征在于，所述高导热环氧VPI树脂在23℃下的粘度小于170mPa.s；和/或，所述高导热环氧VPI树脂固化后常温下的介电损耗小于0.5%、155℃下的介电损耗小于1.7%；和/或，所述高导热环氧VPI树脂固化后击穿场强大于28kV/mm；和/或，所述高导热环氧VPI树脂固化后导热系数大于0.40 W/(m.K)；和/或，所述高导热环氧VPI树脂的耐压等级大于或者等于6kV。3.根据权利要求1所述的高压电机用高导热环氧VPI树脂，其特征在于，所述改性导热填料由所述纳米级氮化硼、所述纳米级氧化铝以及所述纳米级二氧化硅经混合后化学改性制得，或者，所述改性导热填料由所述纳米级氮化硼、所述纳米级氧化铝以及所述纳米级二氧化硅经化学改性后混合制得。4.根据权利要求3所述的高压电机用高导热环氧VPI树脂，其特征在于，所述改性导热填料的制备包括将所述纳米级氮化硼、所述纳米级氧化铝以及所述纳米级二氧化硅混合均匀后制得复配混合粉体，将所述复配混合粉体溶于有机溶剂中，经均质乳化、研磨分散至D50＜100nm，然后与改性树脂以及氯化亚锡或者二月桂酸二丁基锡混合，然后使混合后的体系先在140~150℃下反应，待反应物无醇类溶剂蒸馏出后，再升温至170~190℃，抽真空至
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0.05~
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0.15Mpa，待无明显所述有机溶剂蒸馏出后，制得所述改性导热填料；其中，所述有机溶剂包括N
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甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、间甲酚中的一种或者多种，所述改性树脂与所述复配混合粉体的投料质量比为（10~25）：100，所述氯化亚锡或者所述二月桂酸二丁基锡与所述复配混合粉体的投料质量比为（0.03~0.1）：100。5.根据权利要求4所述的高压电机用高导热环氧VPI树脂，其特征在于，所述改性树脂的制备步骤包括将硅烷偶联剂、环氧丙醇、对苯二酚以及氯化亚锡或者二月桂酸二丁基锡混合，搅拌均匀，升温至140~150℃反应，待反应物无甲醇溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：周成，徐伟红，夏宇，
申请(专利权)人：苏州巨峰电气绝缘系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：