[发明专利]一种环氧树脂浇注绝缘材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环氧树脂浇注绝缘材料，按质量份计，其原料组成包括环氧树脂7‑13份、固化剂5‑11份、改性二氧化硅粉末20‑30份和云母粉2‑8份。本发明的环氧树脂浇注绝缘材料拥有优异的成型工艺性能，既适合于APG工艺和真空浇铸工艺，也适合于手动浇注成型；本发明的材料制备的绝缘件具有良好的绝缘性能和优异的耐电弧性，可解决环氧浇注材料耐电弧性差的技术问题，材料的耐电弧性能达到210s以上；本发明的材料具有较低的固化收缩率，仅为0.1%～0.05%，较小的固化收缩率能防止金属嵌件与绝缘体之间产生过大的应力，防止产品在金属嵌件处开裂问题的发生；使用本发明的绝缘材料成型制得的绝缘件具较高的强度和韧性，二次机械加工性能好。

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂浇注绝缘材料，属于复合材料领域。

背景技术

环氧树脂电气性能良好，机械强度高，成本低廉，使环氧树脂成为绝缘件最合适的浇铸材料。但与无机绝缘材料相比，环氧树脂绝缘材料的耐电弧性能较差，在维护检测时常发现绝缘件表面电痕破坏。

目前，主要的方法是通过表面处理提升环氧浇注材料的耐电弧性，如在绝缘件的表面喷硅橡胶涂料和绝缘件表面氟化处理等，如阿尔斯通通过绝缘子表面氟化处理，实现绝缘子表面惰性，耐电弧性为200s左右。

环氧树脂的耐电弧性能一般为180 s～190 s，目前的环氧浇铸材料具有绝缘强度和机械强度高的特点，但绝缘子耐电弧性能不优异。绝缘子运行一段时间后表面出现电痕破坏。

通过对绝缘件进行表面处理来增加绝缘件的耐电弧能力的方法增加了绝缘的生产成本，且喷硅橡胶涂层的表面处理层在使用过程中容易损坏，表面氟化处理技术难度高，对绝缘材料形成一定的损伤，难以提供持久保护。

现有的绝缘材料工艺适用性狭窄，APG成型材料难以用于真空浇注或手动浇注成型。成型后的样件进行机械加工易崩裂，二次成型难度大。

现有的环氧浇注料收缩率较大，一般为0.5%～0.8%。产品的在金属嵌件处形成应力集中，在热处理和使用过程中容易出现裂纹。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种耐电弧性能好且工艺性能好的环氧树脂浇注绝缘材料。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种环氧树脂浇注绝缘材料，按质量份计，其原料组成包括环氧树脂7-13份、固化剂5-11份、改性二氧化硅粉末20-30份和云母粉2-8份。

按质量份计，其原料组成包括环氧树脂9-11份、固化剂7-10份、改性二氧化硅粉末24-28份和云母粉3-6份。

优选地，可选用室温下为液态的环氧树脂和固化剂，以尽可能加入较多的改性二氧化硅和云母粉填充料，在改善材料性能的同时，降低成本。

所述固化剂为液态羧酸酐。

优选地，所述环氧树脂为改性BPA型环氧树脂，所述固化剂为液态改性羧酸酐，环氧树脂和固化剂双组份系统在加热条件下可进行化学反应而形成一种三维网络聚合结构，可使绝缘材料达到更好的热性能、机械性能和电性能。固化获得的产品热膨胀系数低，具有超低的收缩率；此固化体系耐热性能优良（Tg=115℃）。

所述改性二氧化硅粉末由二氧化硅粉末经过硅烷偶联剂处理后获得，以提高二氧化硅的粘接性能，使得环氧树脂与二氧化硅接触强度更高。

所述云母粉为水磨白云母粉。白云母为含水铝硅酸盐，这种含结晶水的氧化物在放电的作用下能发生内氧化反应，使得含碳的气态产物增多从而能减少残留的碳，因而能有效的提高材料的耐电弧性。

所述改性二氧化硅粉末的粒径为10-18μm；所述云母粉的粒径为65-85μm。云母粉颗粒较大，填料颗粒之间存在较多的间隙，改性二氧化硅粉末的粒径较小，能有效填充大颗粒的云母粒料之间的堆积间隙，从而提高材料的密实度，提高材料绝缘性能。