[发明专利]一种耐高温聚砜基复合绝缘纸的制备方法

说明书

本发明涉及一种耐高温聚砜基复合绝缘纸的制备方法，属于绝缘材料技术领域。本发明以聚砜树脂为基材，制备耐高温聚砜基复合绝缘纸，聚砜树脂由于极性较低就能获得优越的热氧稳定性，两个苯环与砜基相邻形成了共轭的二苯酚结构使得分子链具有良好的刚性，聚砜树脂的主链上既不含有影响耐热性的亚异丙基团也不含有能使分子链过分刚性的联苯基团，因此聚砜树脂保留了聚砜类聚合物良好的耐氧性、热稳定性，同时由于主链上的醚键使材料具有了一定的柔性，这样的结构使得聚砜树脂的力学性能优异，刚性大，耐磨，高强度，即使在高温下也保持优良的力学性能，以聚砜树脂为原料制备聚砜基复合绝缘纸可以有效提高绝缘纸的耐高温性和机械强度。

技术领域

本发明涉及一种耐高温聚砜基复合绝缘纸的制备方法，属于绝缘材料技术领域。

背景技术

绝缘纸广泛用作电机、电缆、电容器和变压器等设备的绝缘材料，也是层压制品、复合材料和预浸材料等绝缘材料的主要组成材料。油纸复合绝缘是目前大型特高压变压器常用的绝缘结构，然而人们对这种复合绝缘结构在热、电等因素作用下的老化特性和沿面放电规律认识还不够全面，对绝缘的体积效应、介质的空间电荷效应等机理方面还缺乏深入研究。同时，传统的纤维素绝缘纸存在两个缺点：

（1）耐高温性能差，当变压器运行温度超过绝缘纸的耐受温度时，绝缘纸高分子链发生降解，绝缘纸变脆弱，聚合度降低，加速绝缘老化，从而缩短变压器寿命；

（2）绝缘纸的相对介电常数为4~5，而变压器油的相对介电常数为2.2，在电场的作用下，油隙就成为油纸绝缘的薄弱环节，油隙过大造成绝缘结构尺寸过大，增加了高电压、大容量变压器的绝缘设计和制造成本。近年来，人工合成的聚合物绝缘材料以其绝缘性能优异、制造成本低、质轻、体积小和环保等优点，在电工技术领域得到广泛应用，特别是其耐热性能优于电工纸板，如聚酰亚胺、聚芳酰胺、聚芳砜和聚苯硫醚等已在H级及更高耐热等级的场合得到应用。由于绝缘纸的特殊用途，要求其必须具备一些不同于其它纸种的特性，主要包括机械性能、电气性能和热稳定性。因此，开发新型高性能绝缘材料是高可靠性高压变压器制造技术和特高压电力设备的发展方向。

如果采用聚合物材料代替纤维素绝缘纸/板，油浸式变压器内部主绝缘结构、纵绝缘结构和端部结构的电场分布将发生变化，除了要了解聚合物绝缘材料在油中的耐高温性能、介电常数、介质损耗、油溶性及耐电痕化等特性之外，还应对局部放电、击穿电压等特性进行研究。击穿电压是表征绝缘材料电气强度最直接的电气参数，局部放电起始电压的高低是表征其电气强度的重要参量。

作为电力系统中的核心设备，电力变压器在电力系统中处于极其重要的地位，一旦发生故障，有可能造成大面积停电事故，给电力系统和国民经济造成严重损失。因此，通过实验室加速老化试验并结合现场实际，对油纸绝缘的老化特性和机理进行研究，从而为变压器绝缘状态评估和寿命预测提供依据和参考，具有学术和实际价值。

由绝缘纸（板）和绝缘油组成变压器绝缘系统在运行过程中，受温度、电场、水分、氧气等因素的影响，油纸绝缘系统逐渐老化，电气及机械性能降低。大量研究结果表明，温度（热应力）对油纸绝缘系统老化起着关键性的作用。鉴于此，大批国内外学者对油纸绝缘的热老化机理进行了相关的研究。主要有两个方面，一个是针对油纸绝缘老化过程中的化学参量及特征产物进行的研究，如聚合度、糠醛、油酸值、微水、油中溶解气体等，对这些非电参量变化规律的深入研究对油纸绝缘老化机理的揭示有着重要的作用；另外一方面是电气特性研究，这部分主要集中在油纸绝缘局部放电、极化电流、介电响应特性、击穿电压、介质损耗、绝缘电阻等，这些参量的研究反映了老化过程中油纸绝缘电气性能的变化，其研究成果将使我们能够直接掌握油纸绝缘的电绝缘状态。