一种耐漏电起痕环氧树脂组合物及其制备方法、绝缘件与流程

本发明属于绝缘材料领域，尤其涉及一种环氧树脂组合物及其制备方法、绝缘件。

背景技术：

1、在高压输变电网络中，以高分子聚合物为基体的绝缘材料长期处于高电压、高电场放电环境下，其表面由于电弧放电及电弧放电引起的高温而易导致高分子聚合物分解烧蚀。随着我国220kv以上超高压和特高压电网建设工作的开展，高压输变电网络电压等级在不断升高，操作过电压、工频过电压的幅值也随之不断增大，但内部过电压的保障却仍主要以绝缘材料为支撑，因而对相关配套的绝缘材料性能的要求也在不断的提升。耐漏电起痕性能是电气安全性的一个重要特性，通常采用相对漏电指数（comparative trackingindex，cti）这一参数来评价绝缘材料的电气安全性和可靠性，cti值越大，其相对漏电指数越高，绝缘性能越好。

2、环氧树脂电气性能良好，机械强度高，使环氧树脂成为绝缘件最合适的浇铸材料。但普通双酚a环氧树脂绝缘材料的耐漏电起痕和耐电弧性能较差，在维修检测时常发现特高压输变电线路绝缘件表面有电痕破坏，从而造成绝缘材料失效。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。通过对绝缘件进行表面处理来增加绝缘件的耐电弧能力和漏电起痕性能的方法增加了绝缘件的生产成本，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，对绝缘材料也会形成一定的损伤，难以提供持久保护。

3、特高压（电压为±800kv以上）输变电要求所用绝缘件对于耐漏电起痕性能的要求更高，要求耐漏电起痕性能满足600v及以上的电压测试，耐电弧大于150秒，且有些绝缘件有承重和受力要求。现有技术中采用普通环氧树脂和改性的环氧树脂，难以满足上述要求，因此，需要提供一种高性能的树脂组合物来制作特高压输变电线路用的绝缘件，以改善在以上方面的不足，使其具有更优异的耐漏电起痕和耐电弧等电气性能和高机械强度。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种具有优异的耐漏电起痕、耐电弧性能和高机械强度的耐漏电起痕环氧树脂组合物及其制备方法、绝缘件。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种耐漏电起痕环氧树脂组合物，包括以下重量份的原料：

4、环氧树脂135-55重量份；

5、环氧树脂25-15重量份；

6、填料15-30重量份；

7、固化助剂20-50重量份；

8、所述环氧树脂1为多官能度缩水甘油胺类环氧树脂，所述环氧树脂2为海因环氧，所述填料为α晶型结构的三氧化二铝。

9、上述耐漏电起痕环氧树脂组合物中，优选的，所述多官能度缩水甘油胺类环氧树脂为四官能度缩水甘油胺类环氧树脂。其分子结构式如下所示：

10、。

11、上述耐漏电起痕环氧树脂组合物中，优选的，所述海因环氧为1,3-二缩水甘油酯-5,5-二甲基海因环氧树脂。其分子结构式如下所示：

12、。

13、上述耐漏电起痕环氧树脂组合物中，优选的，所述α晶型结构的三氧化二铝的粒径为10-30nm，熔点为2015±15℃，密度为3.96-3.97g/cm3。α晶型结构的三氧化二铝为六方紧密堆积晶体，熔点高达2015℃，具有非常优异的高温稳定性，还可以催化有机材料在电弧作用下产生的游离碳生成挥发的co、co2，阻止导电碳化通道的形成。本发明通过选用α晶型结构的三氧化二铝，和环氧树脂协同作用，产品的耐电弧性能优异。

14、上述耐漏电起痕环氧树脂组合物中，优选的，所述固化助剂包括固化促进剂和固化剂，所述固化促进剂包括含环氧基的硅烷偶联剂和/或咪唑固化促进剂，所述固化剂包括酸酐类固化剂和/或胺类固化剂。

15、作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的耐漏电起痕环氧树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：将所述环氧树脂1和环氧树脂2混合分散，再加入填料真空混合分散，最后加入固化助剂真空混合分散，固化即得到所述耐漏电起痕环氧树脂组合物。

16、上述制备方法中，优选的，真空混合分散时，控制真空度≤100pa。

17、作为一个总的技术构思，本发明还提供一种绝缘件，由上述耐漏电起痕环氧树脂组合物制备得到。

18、本发明中，环氧树脂1为多官能度缩水甘油胺类环氧树脂，此类环氧树脂粘度低，分子结构中含有多个环氧基团及芳香环，固化后可形成较高的交联密度及芳香密度，使得固化物绝缘性能好，机械强度高，由于交联密度大，固化物tg值高，固化物耐热性能优异，在漏电起痕烧蚀和电弧闪络时表面不易被产生的高温破坏，故耐漏电起痕和耐电弧性能良好。环氧树脂2为海因环氧，海因环氧生成的固化物固化收缩率小、抗开裂性能好、耐热性高，在高电压及超高电压下，电性能突出。这类树脂结构中含有不易碳化的-ch3、-ch2、≡ch、c-n等基团，耐漏电起痕值高。环氧树脂1与环氧树脂2还可形成互穿网络结构，固化后形成互穿网络聚合物，提高了绝缘件的机械性能、耐热性能和绝缘性能。α晶型结构的三氧化二铝为六方紧密堆积晶体，熔点高达2015℃，具有非常优异的高温稳定性，还可以催化有机材料在电弧作用下产生的游离碳生成挥发的co、co2，阻止导电碳化通道的形成。上述环氧树脂1、环氧树脂2和α晶型结构的三氧化二铝协同作用，有利于提高树脂的耐漏电起痕性能、耐电弧性能，使树脂满足特高压输变电要求。

19、与现有技术相比，本发明的优点在于：

20、1、本发明通过选用多官能度环氧、海因环氧、α晶型结构的三氧化二铝进行协同作用，大幅提升了树脂组合物制得的绝缘件耐漏电起痕性能。

21、2、本发明通过选用多官能度环氧树脂作为主成型树脂，大幅提升了组合物固化后的交联密度，制得的绝缘件机械强度高，弯曲强度比普通双酚a环氧提高了30%以上。

22、3、本发明的耐漏电起痕环氧树脂组合物具有粘度低，固体含量达到100%，易于绝缘件的真空灌封浇注或apg压力灌封浇注，且成型固化收缩率极低。

23、整体而言，本发明的耐漏电起痕环氧树脂组合物及绝缘件具有优异耐漏电起痕、耐电弧性能和高机械强度。漏电起痕（cti）达600v，电气击穿强度达57.2kv/mm，耐电弧性能达182s，弯曲强度147mpa，可避免特高压输变电线路因漏电和电弧引起的火灾事故，高机械强度又可以保证受力和承重要求，可保证特高压线路输变电安全，可应用于特高压输变电线路的绝缘件（绝缘子、横担、伞裙等），有效保证了高压电网安全运行的需要。

1.一种耐漏电起痕环氧树脂组合物，其特征在于，包括以下重量份的原料：

2.根据权利要求1所述的耐漏电起痕环氧树脂组合物，其特征在于，所述多官能度缩水甘油胺类环氧树脂为四官能度缩水甘油胺类环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的耐漏电起痕环氧树脂组合物，其特征在于，所述海因环氧为1,3-二缩水甘油酯-5,5-二甲基海因环氧树脂。

4.根据权利要求1所述的耐漏电起痕环氧树脂组合物，其特征在于，所述α晶型结构的三氧化二铝的粒径为10-30nm，熔点为2015±15℃，密度为3.96-3.97g/cm3。

5.根据权利要求1所述的耐漏电起痕环氧树脂组合物，其特征在于，所述固化助剂包括固化促进剂和固化剂，所述固化促进剂包括含环氧基的硅烷偶联剂和/或咪唑固化促进剂，所述固化剂包括酸酐类固化剂和/或胺类固化剂。

6.一种权利要求1-5中任一项所述的耐漏电起痕环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述环氧树脂1和环氧树脂2混合分散，再加入填料真空混合分散，最后加入固化助剂真空混合分散，固化即得到所述耐漏电起痕环氧树脂组合物。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，真空混合分散时，控制真空度≤100pa。

8.一种绝缘件，其特征在于，由权利要求1-5中任一项所述的耐漏电起痕环氧树脂组合物或由权利要求6或7所述的制备方法制备得到的耐漏电起痕环氧树脂组合物制备得到。