一种提高沿面闪络电压的环氧复合涂层材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种提高沿面闪络电压的环氧复合涂层材料及其制备方法，将甲基四氢苯酐和N

【技术实现步骤摘要】
一种提高沿面闪络电压的环氧复合涂层材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高电压与绝缘
，具体涉及一种提高沿面闪络电压的环氧复合涂层材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]第三代电力设备高电压、大功率、小型化的发展趋势，对电力设备的电气绝缘性能提出了更高的要求。因此，新一代电力设备的绝缘系统，应具备更高的介电强度和闪络电压、良好的介电响应和卓越的性能稳定性。在诸多绝缘性能中，气
‑
固界面的沿面闪络现象，是绝缘系统最薄弱的环节，是限制电力设备发展的关键技术壁垒。盆式绝缘子作为输变电线路常见的电力设备，其表面是最容易发生沿面闪络的部位。因此，如何提升盆式绝缘子的沿面闪络电压，是发展先进输电装备的关键。与此同时，经济发展迅速导致地区用电负荷骤升，近十年来多次因GIS盆式绝缘子的沿面闪络导致设备故障，严重影响电力设备的稳定运行与电力系统的可靠供电，同时大幅度增加电力公司的运维成本。因此，提升盆式绝缘子的沿面闪络性能，不仅是发展先进电力设备的关键，也是促进电网良性发展，提升供电稳定性与可靠性，并降低运维成本的关键。
[0003]现有提升沿面闪络电压的方法主要有材料改性，材料改性是通过物理或化学手段，改变材料的某些理化特性，进而提升其沿面闪络电压。材料改性的主要方法有表面氟化、臭氧氧化和等离子体改性等。目前，由于氟化、氧化等其他改性手段，或使用有害气体，或对操作环境要求过高，均不适应低碳发展的需要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种提高沿面闪络电压的环氧复合涂层材料及其制备方法，以克服现有技术存在的问题，本专利技术可显著改善绝缘材料的表面电气性能，提升沿面闪络电压，同时对环境友好且操作简单，具备卓越的工业化生产潜力。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种提高沿面闪络电压的环氧复合涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]1)将甲基四氢苯酐和N
‑
N二甲基苄胺混合后，于常温下真空搅拌，得到第一混合物；
[0008]2)将环氧树脂加入第一混合物，然后加入微米氧化铝填料，于常温下真空搅拌，得到第二混合物；
[0009]3)将第二混合物倒入预处理好的模具中并均匀铺平，随后进行固化，得到环氧树脂微米氧化铝复合材料层；
[0010]4)重复步骤1)，得到第一混合物，将环氧树脂加入第一混合物，然后加入纳米氧化铝填料，于常温下真空搅拌，得到第三混合物；
[0011]5)将第三混合物均匀地涂覆在环氧树脂微米氧化铝复合材料层表面，随后进行固化，得到环氧复合涂层材料。
[0012]进一步地，步骤1)中搅拌速度为0.1～0.15krad/h，搅拌时间为0.2～0.3h。
[0013]进一步地，步骤2)中环氧树脂和步骤4)中环氧树脂均为E51环氧树脂。
[0014]进一步地，步骤1)和2)中，所述环氧树脂、甲基四氢苯酐和N
‑
N二甲基苄胺的质量比为100:80:0.6；所述第二混合物中，微米氧化铝填料的质量分数为68.3％。
[0015]进一步地，步骤2)和步骤4)中搅拌速度为10～15krad/h，搅拌时间为0.5～1.5h。
[0016]进一步地，步骤3)中固化具体为：在80℃下保温2h，然后在140℃下保温1h。
[0017]进一步地，步骤4)中，所述环氧树脂、甲基四氢苯酐、N
‑
N二甲基苄胺和纳米氧化铝填料的质量比为100:80:0.6:3。
[0018]进一步地，步骤5)中第三混合物和环氧树脂微米氧化铝复合材料层之间质量比为1：9。
[0019]进一步地，步骤5)中固化具体为：在80℃下保温2h，然后再140℃下保温12h。
[0020]一种提高沿面闪络电压的环氧复合涂层材料，采用上述的制备方法制得。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0022]本专利技术将纳米复合环氧涂覆在微米复合环氧表面，通过先短时间的固化基体微米复合环氧层，使其流动性变差的同时还未完全固化，紧接着在其表面均匀涂覆纳米复合环氧层，使其两层分层明显，且不会融合在一起。待完全固化之后，两层的粘附性、耐磨性能远远高于其他涂覆方法，且通过调控纳米复合环氧的性质，调控改变材料表面的化学结构，调控深陷阱密度，即可在不改变材料体特性的前提下，提升材料整体的沿面闪络性能。材料的沿面闪络电压从原先的31.3kV提升至35.86kV，闪络电压均值提升了14.57％。
[0023]另外，本专利技术在提高环氧树脂绝缘材料闪络电压的基础上，避免了有害气体的使用，同时该方法便于操作，具有极大的工业化价值。
附图说明
[0024]说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0025]图1是指型电极示意图，其中(a)为指型电极俯视图，(b)为指型电极正视图；
[0026]图2是改性前后，材料沿面闪络电压测试结果；
[0027]图3为60℃，针电极电位
‑
8kV，栅电极电位
‑
12kV，试样直径50mm，厚度1～2mm条件下的等温表面电位衰减图，其中(a)为电位衰减曲线；(b)为陷阱能级变化曲线。
具体实施方式
[0028]以下对本专利技术做进一步详细解释：
[0029]一种提高沿面闪络电压的环氧复合涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0030]1)对清洗好的模具喷涂脱模剂，放入80℃烘箱预热1h；
[0031]2)将甲基四氢苯酐(MTHPA)与N
‑
N二甲基苄胺倒入三口烧瓶中，随后在常温下，打开搅拌器与真空泵以10～15krad/h进行预搅拌，时间为0.2～0.3h。
[0032]3)将E51环氧树脂倒入三口烧瓶，然后向烧瓶中加入微米氧化铝填料。所用E51环氧树脂，甲基四氢苯酐与N
‑
N二甲基苄胺的质量比为100g：80g：0.6g，微米氧化铝填料的质量分数为68.3％。随后在常温下，打开搅拌器与真空泵，以10～15krad/h脱气搅拌0.5h～
1.5h。
[0033]4)搅拌完成后，倒入预热好的模具中并均匀铺平，随后进行固化，固化程序为80℃/2h，140℃/1h，固化结束后，将模具取出，不取出样品。
[0034]5)重复步骤1)与2)，随后将E51环氧树脂倒入三口烧瓶，然后向烧瓶中加入纳米氧化铝填料。所用E51环氧树脂、甲基四氢苯酐、N
‑
N二甲基苄胺与纳米氧化铝的质量比为100g：80g：0.6g：3g，随后在常温下，打开搅拌器与真空泵，以10～15krad/h脱气搅拌0.5h～1.5h。
[0035]6)搅拌完成后，用针管吸取三口烧瓶内混合物，混合物与步骤4)模具中的混合物质量之比为1：9，倒入步骤4)中的模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高沿面闪络电压的环氧复合涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将甲基四氢苯酐和N
‑
N二甲基苄胺混合后，于常温下真空搅拌，得到第一混合物；2)将环氧树脂加入第一混合物，然后加入微米氧化铝填料，于常温下真空搅拌，得到第二混合物；3)将第二混合物倒入预处理好的模具中并均匀铺平，随后进行固化，得到环氧树脂微米氧化铝复合材料层；4)重复步骤1)，得到第一混合物，将环氧树脂加入第一混合物，然后加入纳米氧化铝填料，于常温下真空搅拌，得到第三混合物；5)将第三混合物均匀地涂覆在环氧树脂微米氧化铝复合材料层表面，随后进行固化，得到环氧复合涂层材料。2.根据权利要求1所述的一种提高沿面闪络电压的环氧复合涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中搅拌速度为0.1～0.15krad/h，搅拌时间为0.2～0.3h。3.根据权利要求1所述的一种提高沿面闪络电压的环氧复合涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中环氧树脂和步骤4)中环氧树脂均为E51环氧树脂。4.根据权利要求1所述的一种提高沿面闪络电压的环氧复合涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤1)和2)中，所述环氧树脂、甲基四氢苯酐和N
‑
N二甲基苄胺的质量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎建宇，冯阳，钟承志，李明儒，李盛涛，赵九辉，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：