一种环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶，属于电气绝缘材料技术领域和金属嵌件预埋环氧封装制造技术领域。所述环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶按重量份计包括：100份环氧树脂、40

【技术实现步骤摘要】
一种环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶及制备方法


[0001]本专利技术属于电气绝缘材料
和金属嵌件预埋环氧封装制造
，具体涉及一种环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶及制备方法。

技术介绍

[0002]随着高压输电的快速发展，高压装备使用环境越来越苛刻，电缆中间环氧组合式接头、电缆终端用环氧内锥以及高压盆式绝缘子等大尺寸环氧绝缘件逐渐暴露出技术问题，其中一个重要问题是固化物的开裂问题，特别是环氧树脂包覆大尺寸金属镶嵌件的结构由于环氧树脂和金属嵌件的线膨胀系数匹配性差所导致的界面应力开裂问题尤为明显；另一个重要问题是环氧树脂包覆金属嵌件界面的密封性能有待提升，具体表现是当气体压力达到0.4MPa保压稳定后会下降5％
‑
10％，严重影响了产品的质量和在使用中的安全稳定性。因此，界面问题一直是环氧浇注绝缘件迫切需要解决的关键技术问题。
[0003]文献“环氧树脂浇注件界面剂应用的研究”，李思慧等，提到目前处理环氧界面问题主要有两种方法：
①
在金属嵌件表面进行喷砂处理。表面喷砂有效增加了表面的粗糙度，提升了树脂和金属的黏接效果。
②
在金属表面涂覆界面剂。这可以有效增加树脂和金属的黏接强度。应用在环氧树脂浇注件中的界面剂主要有两种：
①
橡胶类界面剂。该类界面剂主要成分为氯丁橡胶、增塑剂、硫化剂、填充剂、溶剂等。
②
环氧类界面剂。该界面剂主要成分为E
‑
51环氧树脂、邻苯二甲酸二酯、环氧固化剂、增韧剂、溶剂等。该文献进一步研究了金属嵌件表面喷砂的条件下，涂抹界面剂对环氧浇注件机械强度的影响。结果表明，金属嵌件表面涂抹界面剂，提升了树脂和嵌件的黏接能力。环氧树脂浇注件金属嵌件先进行表面喷砂处理，再涂抹适合的界面剂，是提升绝缘浇注件整体强度的有效手段。但是，该技术方案并未公开各组份类别的具体结构，无法有效指导产品开发，并且E
‑
51环氧树脂分子结构中羟基等活性基团少，加之其增韧组份对界面粘结不能起到增强作用，导致其与金属嵌件界面以及与后续环氧浇注料的界面结合强度相对较低，界面密封问题仍有待提升。
[0004]综上所述，目前的方法对于问题的改善效果有限，产品成品率和应用稳定性仍得不到保障，界面问题仍然是制约超特高压工程建设的“卡脖子”技术，威胁电网运行安全。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术对于环氧树脂包覆大尺寸金属嵌件的高压绝缘部件的界面应力开裂和界面密封性能的不足，从而提供一种环氧树脂/金属嵌件非导电环氧组合物界面胶及制备方法。
[0006]为此，本专利技术提供了以下技术方案。
[0007]一方面，本专利技术提供了一种环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶，按重量份计，包括：100份环氧树脂、40
‑
110份固化剂、0.3
‑
1.5份促进剂、8
‑
20份增韧剂、10
‑
22份弹性体颗粒、100
‑
260份溶剂。
[0008]进一步地，所述环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶，按重量份计，包括：100份
环氧树脂、45
‑
100份固化剂、0.7
‑
1.2份促进剂、9
‑
15份增韧剂、16
‑
21份弹性体颗粒、150
‑
260份溶剂。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述环氧树脂为缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂的至少一种。
[0010]进一步地，所述缩水甘油醚型环氧树脂为双酚A型环氧树脂，其环氧值为2.0
‑
4.2equiv/kg；所述缩水甘油胺型环氧树脂为3官能团、4官能团中的至少一种，其环氧值为7
‑
12equiv/kg。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述固化剂为甲基六氢邻苯二甲酸酐和甲基纳迪克酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、桐马酸酐中的至少一种。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述促进剂为二甲基苄胺、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑、三(二甲氨基甲基)苯酚中的至少一种。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述增韧剂为羧基液体丁腈橡胶、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、聚丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚中的至少一种。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述弹性体颗粒为核壳结构，其核心为丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、硅橡胶中的至少一种，其壳层为聚甲基丙烯酸甲酯。
[0015]所述弹性体颗粒的来源不作具体限制，可以采用本领域常规的种子乳液聚合法制备，或直接从市场购买。
[0016]进一步地，所述弹性体颗粒或其聚集体的平均粒径为1
‑
60μm。粒径过小对机械和热性能影响较小，但增粘较大，太小易团聚导致性能达不到预期；粒径过大有利于控制体系粘度，但对材料Tg影响相对较大，太大对于阻燃的控制也不利。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述溶剂为碳酸二甲酯、脱芳烃溶剂油、甲苯、二甲苯中的至少一种。
[0018]第二方面，本专利技术提供了所述的环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶的制备方法，包括以下步骤：
[0019]S1、将环氧树脂溶解于溶剂中，加入弹性体颗粒、增韧剂，搅拌后制得界面胶组分A；
[0020]S2、将固化剂、促进剂混合，搅拌后制得界面胶组分B；
[0021]S3、将组分A与组分B混合，即得所述的环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，所述S1中将环氧树脂溶解于溶剂中需要将环氧树脂与溶剂混合24h以上使环氧树脂充分溶解；加入弹性体颗粒、增韧剂后的搅拌时间为1
‑
2h。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，所述S2中将固化剂、促进剂混合后搅拌10
‑
20min，制得界面胶组分B。
[0024]第三方面，本专利技术提供了所述的环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶在具有金属嵌件预埋环氧封装制造中的应用。
[0025]进一步地，所述应用方法包括，将所述环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶采用刷涂或高压喷涂于清洁后的金属嵌件表面，可分2
‑
3次进行涂覆，每次涂覆待表干后进行下一次涂覆，总涂层厚度控制在180
‑
350μm；表干后开展部件的环氧浇注工序，随浇注件环氧固化的同时实现界面胶的固化，固化温度80～150℃，固化时间为15～35h。
[0026]进一步地，本专利技术提供了所述的环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶在制备电缆中间环氧组合式接头、电缆终端用环氧内锥及高压盆式绝缘子等中的应用。
[0027]本专利技术的技术方案，具有如下优点：
[0028]1.本专利技术提供的环氧树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶，按重量份计包括如下原料：100份环氧树脂、40
‑
110份固化剂、0.3
‑
1.5份促进剂、8
‑
20份增韧剂、10
‑
22份弹性体颗粒、100
‑
260份溶剂。2.根据权利要求1所述的环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶，其特征在于，按重量份计包括如下原料：100份环氧树脂、45
‑
100份固化剂、0.7
‑
1.2份促进剂、9
‑
15份增韧剂、16
‑
21份弹性体颗粒、150
‑
260份溶剂。3.根据权利要求1所述的环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶，其特征在于，所述环氧树脂为缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的至少一种。4.根据权利要求3所述的环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶，其特征在于，所述缩水甘油醚型环氧树脂为双酚A型环氧树脂，其环氧值为2.0
‑
4.2equiv/kg；所述缩水甘油胺型环氧树脂为3官能团、4官能团中的至少一种，其环氧值为7
‑
12equiv/kg。5.根据权利要求1所述的环氧树脂/金属嵌件环氧组合物界面胶，其特征在于，所述固化剂为甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、桐马酸酐中的至少一种；所述促进剂为二甲基苄胺、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑、三(二甲氨基甲基)苯酚中的至少一种；所述增韧剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹立，杨威，张翀，乔健，李震宇，卢毅，高岩峰，颜丙越，李文鹏，陈赟，王琨，李飞，吕洋，何剑飞，陈有文，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：