[发明专利]一种纳米填料和环氧复合绝缘材料及其制备方法和环氧复合绝缘部件

说明书

本申请属于纳米材料的技术领域，尤其涉及一种纳米填料和环氧复合绝缘材料及其制备方法和环氧复合绝缘部件。本申请提供了一种纳米填料的制备方法，包括：将第一溶液和第二溶液混合，进行加热反应，然后脱水干燥制得纳米填料；其中，所述第一溶液的制备方法包括：将纳米Al2O3、第一溶剂、结合剂、钛酸盐混合，制得第一溶液；所述第二溶液的制备方法包括：将弱酸、乙醇、第二溶剂和酸碱调节剂混合，制得第二溶液。本申请公开了一种环氧复合绝缘材料及其制备方法和环氧复合绝缘部件，能有效解决环氧复合绝缘材料的真空沿面闪络性能差的技术问题。

技术领域

本申请属于纳米材料的技术领域，尤其涉及一种纳米填料和环氧复合绝缘材料及其制备方法和环氧复合绝缘部件。

背景技术

电力设备中的绝缘系统在外施电场作用下往往先发生沿面放电，并且当电压进一步升高时发展成为贯穿性的击穿，即沿面闪络。因此实际应用中，绝缘材料的沿面闪络是限制输变电装备性能的关键因素。由于实际电力设备的结构设计较为精密，在一些无法通过提高绝缘配合和加强绝缘结构等手段来抑制放电的情况下，为了控制沿面闪络现象的发生，就需要研发新材料或寻求材料改性方法来获得性能提升的绝缘材料。

环氧树脂具有良好的粘接强度和优异的介电性能，是电力设备中常用的支撑和绝缘材料。但在高压电力设备中如盆式绝缘子或三支柱绝缘子等应用场合下，环氧树脂表面易发生沿面闪络放电造成绝缘故障。将纳米尺度填料添加到环氧等聚合物中以提高材料各方面性能，获得的纳米复合绝缘材料已成为第三代电气绝缘材料，并在日本、欧洲、中国等投入使用。

现有的向环氧树脂基体中加入无机导电填料，如碳系填料、金属填料或纤维等可以获得具有非线性电导特性的环氧树脂基复合绝缘材料。但是现有掺杂无机填充相所诱导的复合材料通常是以牺牲真空沿面闪络性能为代价的，难以达到电气性能的综合要求。

发明内容

有鉴于此，本申请公开了一种环氧复合绝缘材料及其制备方法和环氧复合绝缘部件，能有效解决环氧复合绝缘材料的真空沿面闪络性能差的技术问题。

本申请第一方面提供了一种纳米填料的制备方法，包括：

将第一溶液和第二溶液混合，进行加热反应，然后脱水干燥制得纳米填料；

其中，所述第一溶液的制备方法包括：将纳米Al₂O₃、第一溶剂、结合剂、钛酸盐混合，制得第一溶液；

所述第二溶液的制备方法包括：将弱酸、乙醇、第二溶剂和酸碱调节剂混合，制得第二溶液，所述第二溶液的pH值小于7。

作为优选，所述第二溶液的pH值的为3.0～3.2。

作为优选，所述第一溶液的制备方法中，将所述纳米Al₂O₃进行研磨处理；具体的，将所述纳米Al₂O₃进行在室温下三辊研磨机3～5次。

具体的，采用三辊研磨机将纳米Al₂O₃进行研磨处理，研磨后的纳米Al₂O₃与第一溶剂、结合剂、钛酸盐混合，制得第一溶液。

具体的，所述弱酸选自冰乙酸、冰醋酸、甲酸和丙酸中的一种或多种。

具体的，所述纳米Al₂O₃为α相纳米Al₂O₃，其直径为25～60nm。

作为优选，所述第一溶液的制备方法中，所述第一溶剂选自无水乙醇、丙醇和丙酮中的一种或多种；更优选的，所述第一溶剂为无水乙醇；

所述结合剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚和柠檬酸钠中的一种或多种；更优选的，所述结合剂为聚乙烯吡咯烷酮；