【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高电压与绝缘，具体涉及一种环氧树脂及提升环氧树脂直流击穿强度的方法。
技术介绍
1、环氧树脂具有优良的电绝缘性和耐久性，在电力设备的绝缘和封装等领域(如高压直流电缆终端接头、电缆附件和高压直流开关柜等电气设备中)得到了广泛的应用。然而，环氧树脂在使用过程中，会受到电场、温度、湿度等多种环境因素的影响，使其直流击穿强度出现下降，容易导致电力设备发生故障，甚至引发火灾和爆炸等事故，严重威胁电力系统的安全运行，并对人身财产造成巨大损失。
2、提升环氧树脂直流击穿强度可以有效地提高电力设备的使用寿命和可靠性，减少绝缘故障的发生，从而保障电力系统的安全运行。同时，随着电力设备的不断升级和电力负荷的增加，对环氧树脂直流击穿强度的要求也越来越高，因此提升环氧树脂直流击穿强度对推动电气设备的安全运行和优化电力系统的性能具有重要的理论意义。
3、目前，提高环氧树脂绝缘材料击穿强度的方法包括通过改变加工工艺，如加热、挤压和拉伸对环氧树脂的分子链进行拉伸和取向，以减少分子链的交叉和缠结，从而提高击穿场强；在环氧树脂中添加纳米级氧化物填料，如纳米二氧化硅等，能够减缓电场的增强速度，减少局部电场的集中，进而提高环氧树脂的绝缘性能；采用紫外线或电子束辐射交联改性技术，使环氧树脂的表面发生一定的化学反应，来提高材料的绝缘性能和直流击穿强度。然而，这些方法均存在其局限性，譬如，通过改变加工工艺来提高击穿电压的方法，由于加工过程的特殊要求，限制了材料的加工方式和形态；利用掺杂纳米粒子进行体改性可在一定程度上提高材料的击穿电压
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、本专利技术的第一方面，本专利技术提出一种提升环氧树脂直流击穿强度的方法，包括对所述环氧树脂进行从温度t1升温至温度t2再降温至温度t1的循环冷热处理，所述t1为-50～-30℃，t2为60～80℃。本专利技术的方法，通过对环氧树脂进行冷热循环处理，能够消除环氧树脂内部的应力和结构不稳定性，改善环氧树脂的内部微观结构，使得自由体积减小，载流子在自由体积区迁移不足以获得足够的能量引发击穿通道，从而提升环氧树脂的直流击穿强度。
3、根据本专利技术的实施例，所述循环的次数为5～30次。由此，进一步改善环氧树脂的内部微观结构。
4、根据本专利技术的实施例，所述升温阶段的升温速率v1为8～12℃/min；
5、根据本专利技术的实施例，所述降温阶段的降温速率v2为8～12℃/min。
6、根据本专利技术的实施例，在所述温度t1和温度t2下的保温时间分别独立地为0.5～2h。由此，有利于进一步消除环氧树脂内部的应力和结构不稳定性，改善环氧树脂的内部微观结构。
7、根据本专利技术的实施例，所述环氧树脂的制备包括：(1)将环氧树脂基料、固化剂和促进剂混合并搅拌，得到混合物a；(2)对所述混合物a进行脱气处理，得到混合物b；(3)对所述混合物b进行固化和冷却，以得到环氧树脂。
8、根据本专利技术的实施例，在步骤(1)中，所述环氧树脂基料、固化剂和促进剂的比例为100∶(70-95)∶(1-3)。
9、根据本专利技术的实施例，在步骤(1)中，所述搅拌为分段式搅拌，所述分段式搅拌依次包括第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌，所述第一搅拌转速为300～600r/min，时间为1～3min，所述第二搅拌转速为1000～1300r/min，时间为2～4min，所述第三搅拌转速为1800～2200r/min，时间为10～20min。由此，分段式搅拌有利于环氧树脂基料、固化剂和促进剂之间混合均匀。
10、根据本专利技术的实施例，在步骤(3)中，所述固化采用下列步骤进行：还包括将模具预设至90-110℃并保温1-3h后，将所述混合物b浇筑在预热后的模具中并固化。
11、根据本专利技术的实施例，所述固化为分段式固化，所述分段式固化依次包括第一固化、第二固化、第三固化和第四固化：所述第一固化的温度t3为90～110℃，保温1～3h；所述第二固化是以温度t3升温至温度t4，并保温1～3h；所述第三固化是以温度t4升温至温度t5，并保温1～3h；所述第四固化是以温度t5升温至温度t6，并保温1～3h；其中，10℃≤t4-t3≤30℃，10℃≤t5-t4≤30℃，10℃≤t6-t5≤30℃，所述第二固化、所述第三固化和所述第四固化的升温速率v3分别独立地为5～10℃/min。由此，环氧树脂的聚合是放热反应，分段式固化可提高反应程度，使链段活性提高，形成交联均匀的环氧树脂。
12、本专利技术第二方面，提出由本专利技术第一方面的方法制备的环氧树脂。该环氧树脂的击穿强度较高。
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1.一种提升环氧树脂直流击穿强度的方法，其特征在于，包括对所述环氧树脂进行从温度T1升温至温度T2再降温至温度T1的循环冷热处理，所述T1为-50～-30℃，T2为60～80℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述循环的次数为5～30次。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述升温阶段的升温速率V1为8～12℃/min；
4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，在所述温度T1和温度T2下的保温时间分别独立地为0.5～2h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环氧树脂的制备包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述环氧树脂基料、固化剂和促进剂的比例为100∶(70-95)∶(1-3)。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述搅拌为分段式搅拌，所述分段式搅拌依次包括第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌，
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述固化采用下列步骤进行：还包括将模具预设至90-11
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述固化为分段式固化，所述分段式固化依次包括第一固化、第二固化、第三固化和第四固化：
10.由权利要求1-9任一项所述的方法制备的环氧树脂。
...【技术特征摘要】
1.一种提升环氧树脂直流击穿强度的方法，其特征在于，包括对所述环氧树脂进行从温度t1升温至温度t2再降温至温度t1的循环冷热处理，所述t1为-50～-30℃，t2为60～80℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述循环的次数为5～30次。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述升温阶段的升温速率v1为8～12℃/min；
4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，在所述温度t1和温度t2下的保温时间分别独立地为0.5～2h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环氧树脂的制备包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步...
【专利技术属性】
技术研发人员：周远翔，刘轩昊，徐景凡，朱小倩，卢毅，高岩峰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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