[发明专利]一种石墨烯改性树脂封装材料及其制备方法

说明书

本发明为一种石墨烯改性树脂封装材料及其制备方法。一种石墨烯改性树脂封装材料，所述的石墨烯改性树脂封装材料由A组分和B组分按照1:0.9‑1.4的质量比组合而成；其中，所述的A组分包括：双酚A型环氧树脂18‑25重量份，增韧剂0.5‑2重量份，石墨烯树脂分散液1‑10重量份，硅微粉48‑52重量份；所述的B组分包括：固化剂15‑25重量份，促进剂0.05‑0.15重量份，增韧剂1‑5重量份。本发明所述的一种石墨烯改性树脂封装材料及其制备方法，通过石墨烯预分散处理、石墨烯层数片径可控、干式变压器石墨烯改性树脂封装材料的组份、配方及制备方法，使得石墨烯改性树脂封装材料在满足电气性能的同时，具有良好散热效果。

技术领域

本发明属于树脂材料的技术领域，具体涉及一种石墨烯改性树脂封装材料及其制备方法。

背景技术

干式变压器主要由铁芯、高压线圈、低压线圈、环氧树脂封装件4个部件组成，其中常用的封装层材料为以环氧树脂为主的材料，环氧树脂是一种广泛应用的化工原料，具有难燃、阻燃和优越的电气性能，比空气和变压器油的绝缘强度还高，浇筑成型后的变压器线圈具有机械强度高，优越的防潮、防尘性能，广泛应用于城市电网，尤其是对防火、安全要求高的场所。

目前，干式变压器运行时，线圈绕组和铁芯产生铜损和铁损，这些损耗变为热能，使变压器的铁芯和线圈绕组温度上升。若温度长时间超过容许值会使绝缘失去机械弹性而使绝缘老化。尤其是树脂绝缘干式变压器，高压线圈绕组被浇注在环氧树脂绝缘筒体内，由于环氧树脂等绝缘材料的导热率较低，绝缘筒体的散热效果很差，导致线圈绕组的温度最高，威胁着变压器在额定容量下长期连续运行的安全。

在工业应用中，通常向环氧树脂中添加催化剂、稀释剂、增韧剂、各种填料等助剂，以改善其某一项或多项性能。传统上用于改善环氧树脂的电气绝缘性能的填料大多数是微米级的无机氧化物，如：层状硅酸盐、三氧化铝、氧化镁、二氧化硅等微米级填料。一般情况下，微米填料需要在较高添加量时(质量分数大于50％)才能明显改善材料的击穿性能。然而，填料添加量过高会导致绝缘材料的重量增加，不利于其向轻量化方向发展。高添加量的填料也会使聚合物材料脆性增加，力学性能劣化。

现有技术CN104119644A，提供了一种用于变压器的封装材料，其包括氧化石墨烯-二氧化硅改性的环氧树脂、交联剂、增韧剂、填料和促进剂。该封装材料性能良好，可以保证封装件的整体性能不下降，延长干式变压器的使用寿命。但是，该发明采用氧化石墨烯-二氧化硅进行改性环氧树脂；采用真空浇注法制备干式变压器，虽然提供了改性环氧树脂方法，其制备的环氧树脂体系粘度低、韧性高，放热量小、绝缘性能与节电性能优异，但该发明散热性能不突出，影响材料的使用寿命。

现有技术CN110184009A，公开了一种环氧树脂基导热绝缘胶的制备方法，属于高分子材料技术领域。按重量份数计，依次称取：60～80重量份环氧树脂，30～40重量份稀释剂，5～8重量份硅烷偶联剂KH-550，10～20重量份添加剂和10～12重量份固化剂，将环氧树脂与稀释剂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入添加剂和硅烷偶联剂，于温度为30～50℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合30～50min后，得混合坯料，将混合坯料与固化剂混合，于温度为30～60℃，转速为300～350r/min的条件下，搅拌混合20～50min后，并于温度为150～180℃的条件下加热固化30～60min后，得环氧树脂基导热绝缘胶。但是，该发明在制备环氧树脂基导热绝缘胶时加入添加剂，首先，添加剂中含有氧化石墨烯，在加入产品中后，并不能提高产品的导热性能，其次，添加剂中氧化石墨烯在经过改性后，氧化石墨烯微球表面呈褶皱状，并且在经过后续处理后，褶皱状氧化石墨烯微球表面吸附有聚乙烯亚胺的包覆层，无法保证褶皱状氧化石墨烯微球在产品制备过程中不能形成导电通路，进一步影响产品的绝缘性。并且改性完的树脂浇注料力学性能未能表征。