本發明屬于電工合金領域,具體涉及一種銅鋁液熔合金母線的制備方法。
背景技術:
經濟繁榮發展,這就對輸電提出了更高的要求。目前,多為所采用的輸電系統多為電纜、分支電纜、空氣絕緣母線槽以及密集型封閉母線槽。但對于一些特定使用場合,例如重化工場合、工礦、水下、高腐蝕性場合等等,傳統的輸配電方式就不能滿足用電要求。
現有環氧樹脂澆注母線,將母排直接澆注密封,防護等級可達IP68,雖然其能夠滿足一定的防水、防腐蝕的性能,但是其體積大,占用空間,并且在阻燃、散熱等方面,還尚存不足。
技術實現要素:
本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊,而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。
鑒于上述和/或現有樹脂母線制備的技術空白,提出了本發明。
因此,本發明其中的一個目的是解決現有技術中的不足,提供一種樹脂母線的制備方法。
為解決上述技術問題,本發明提供了如下技術方案:一種樹脂母線的制備方法,包括,預處理,清洗模具,涂覆有機硅脫模劑,預熱,包覆導體,緊密排列,裝配模具;制備樹脂母線,配制改性環氧樹脂,高能超聲處理,脫泡,澆注入模,固化脫模。
作為本發明所述樹脂母線的制備方法的一種優選方案,其中:所述配置改性環氧樹脂,其是將改性劑、環氧樹脂、固化劑混合,其中所述改性劑與環氧樹脂的質量比為1:1~1.5,所述改性劑與固化劑的比例為1:0.8~1.2。
作為本發明所述樹脂母線的制備方法的一種優選方案,其中:所述高能超聲處理,其功率為1000~1200W,頻率為15~25kHz,溫度為100~200℃,時間為15~30min;所述脫泡,其為放置于真空容器中,壓力為0.05~0.08MPa,時間為10~15min。;
作為本發明所述樹脂母線的制備方法的一種優選方案,其中:所述固化脫模,其中,固化包括升溫固化、保溫固化、冷卻固化。
作為本發明所述樹脂母線的制備方法的一種優選方案,其中:所述升溫固化,其是以80~100℃為初始溫度,以8~12℃/h升溫,達到150~160℃后保持1~2h;所述保溫固化,其是在150~160℃后保持10~12h;所述冷卻固化,其是以5~10℃/h冷卻至室溫。
作為本發明所述樹脂母線的制備方法的一種優選方案,其中:所述改性劑包括氮化硼、二氧化硅或氧化鋁中的一種或幾種。
作為本發明所述樹脂母線的制備方法的一種優選方案,其中:所述氮化硼與二氧化硅的質量比為1:0.8~1.2,所述氮化硼與氧化鋁的質量比為1:2~3。
作為本發明所述樹脂母線的制備方法的一種優選方案,其中:所述氮化硼的粒徑為100~200nm;所述二氧化硅的粒徑為100~200nm;所述氧化鋁的粒徑為30~50μm。
作為本發明所述樹脂母線的制備方法的一種優選方案,其中:所述預熱,其是在120~140℃下保持2~3h。
作為本發明所述樹脂母線的制備方法的一種優選方案,其中:所述固化劑包括DMP30。
本發明的有益效果:
(1)本發明所制得的樹脂母線,其阻燃性能較普通市售產品改善50%,并提高兩個防火等級;
(2)本發明所制得的樹脂母線,其導熱性能較普通市售產品增強一倍以上;
(3)本發明所提供的樹脂母線,其體積小無氣泡,防護性能可達IP68。
(4)本發明所提供的制備樹脂母線的方法,其制備工藝簡單,節能環保。
具體實施方式
為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂,下面結合具體實施例對本發明的具體實施方式做詳細的說明。
在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明,但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施,本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣,因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
其次,此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發明至少一個實現方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例,也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。
實施例1
預處理:
清洗模具,涂覆有機硅脫模劑聚乙烯、聚異丁烯、聚乙烯醇,置于烘箱預烘3h,溫度為135℃;用聚酯定向薄膜包覆,緊密排列,裝配模具;
配制混合料:
配制改性劑,納米級氮化硼、納米級二氧化硅、微米級氧化鋁,按重量比為1:1:2。納米級氮化硼,其粒徑為100~200nm;納米級二氧化硅,其粒徑為100~200nm;微米級氧化鋁,其粒徑為30~50μm。
將改性劑、環氧樹脂、DMP30按重量比1:1.5:1混合配制改性環氧樹脂,以功率為1200W,頻率為20kHz,溫度為150℃,時間為30min高能超聲處理,放置于真空容器中,壓力為0.08MPa,時間為15min,脫泡。
澆注入模,升溫固化自100℃起始,以10℃/h升溫,升溫至160℃后保持1h,然后保溫10h,再以5℃/h降溫至室溫,脫模清洗。
切取固化的改性環氧樹脂,作為樣品1。
實施例2
預處理:
清洗模具,涂覆有機硅脫模劑聚乙烯、聚異丁烯、聚乙烯醇,置于烘箱預烘2h,溫度為120℃;用聚酯定向薄膜包覆,緊密排列,裝配模具;
配制混合料:
配制改性劑,納米級氮化硼、納米級二氧化硅、微米級氧化鋁,按重量比為1:1:3。納米級氮化硼,其粒徑為100~200nm;納米級二氧化硅,其粒徑為100~200nm;微米級氧化鋁,其粒徑為30~50μm。
將改性劑、環氧樹脂、DMP30按重量比1:1:1混合配制改性環氧樹脂,以功率為1200W,頻率為20kHz,溫度為200℃,時間為20min高能超聲處理,放置于真空容器中,壓力為0.05MPa,時間為15min。,脫泡。
澆注入模,升溫固化自100℃起始,以5℃/h升溫,升溫至150℃后保持1h,然后保溫12h,再以10℃/h降溫至室溫,脫模清洗。
切取固化的改性環氧樹脂,作為樣品2。
實施例3
預處理:
清洗模具,涂覆有機硅脫模劑聚乙烯、聚異丁烯、聚乙烯醇,置于烘箱預烘2h,溫度為140℃;用聚酯定向薄膜包覆,緊密排列,裝配模具;
配制混合料:
配制改性劑,納米級氮化硼、納米級二氧化硅、微米級氧化鋁,按重量比為1:1:2。納米級氮化硼,其粒徑為100~200nm;納米級二氧化硅,其粒徑為100~200nm;微米級氧化鋁,其粒徑為30~50μm。
將改性劑、環氧樹脂、DMP30按重量比1:1.5:1.2混合配制改性環氧樹脂,以功率為1000W,頻率為25kHz,溫度為150℃,時間為20min高能超聲處理,放置于真空容器中,壓力為0.05MPa,時間為15min。,脫泡。
澆注入模,升溫固化自90℃起始,以5℃/h升溫,升溫至160℃后保持1h,然后保溫10h,再以5℃/h降溫至室溫,脫模清洗。
切取固化的改性環氧樹脂,作為樣品3。
實施例4
切取普通市售環氧樹脂澆注母線,作為樣品4。
氧指數測試。將上述樣品1~4制備為130.0×6.5×3mm;
用ASTM D2863-97氧指數測定儀測定燃燒時氧氣體積分數。
將上述樣品1~4制備為125.0×13.0×2.9mm,用丙烷氣體燃燒產生的藍色火焰(火焰尺寸25mm左右)對樣品底部燃燒10秒后移開,計時測算樣品自熄滅時間t1。熄滅后再用同樣的火焰對樣品底部燃燒10秒再計算熄滅時間t2,再用同樣的步驟測算第三次熄滅時間t3;t1,t2,t3,總和不超過30秒且無燃燒物滴落,則樣品為UL94V0級,若為30~60秒之間且無燃燒物滴落,則為UL94V1級,若為30~60秒之間且有燃燒物滴落,則為UL94V2級,若燃燒時間超過上述范疇,則算作無阻燃級別。
具體測試結果如下表
實施例5
將上述樣品1~4制成直徑12.9mm,厚度為1.5mm的圓片,根據熱導率計算公式λ=αcpρ,計算熱導率λ,其中α為熱擴散率cp為比熱容,為密度,室溫測量。
具體結果如下表
由上述實施例可見,本發明所所制備的樹脂母線,在阻燃和導熱性能上,有明顯優異效果顯現。這是因為,在環氧樹脂中所添加的改性劑和固化劑,相互正協同作用,增強所致。
就阻燃方面,經發明者研究發現,DMP30因為其分子結構具有空間位阻效應,有效防止納米改性劑因為表面活性大而發生團聚;基于此,又因為DMP30上帶有羥基,在其本有的固化過程中,能夠讓阻燃元素即鋁、氮、硼結合到固化樹脂的交聯網絡中,故而使得阻燃穩定性好。
就散熱方面,納米級粒子的粒徑是能否呈現最佳導熱效果的關鍵,經發明者研究發現,環氧樹脂的熱傳導載體是聲子,納米級粒子太小,其較大的比表面積會加劇聲子的散射,因此,對于納米級粒子粒徑的限定,能否使得制得產品呈現優異的導熱性能。另外,加入了微米級氧化鋁,納米級改性劑會因為其表面活性大,而吸附在微米級氧化鋁上,二者交聯,進而構成了良好的導熱網絡;同時,納米級改性劑因固化劑固有羥基及其空間位阻效應,不易團聚,分散均勻。這就鞏固和增強了最終所呈現的優異的導熱性能。
高能超聲作用在本發明并非簡單使改性劑分散均勻,發明人通過研究發現,受高能超聲處理后的基體存在微裂紋,隨著處理進行會出現裂紋前端成波浪形的弓形狀向前延伸的微觀形貌。而這種裂紋將有利于二氧化硅的嵌入,并且高能超聲提供的能量、分段式固化,能夠促進環氧樹脂體系的硅富集以及物質界面上的硅氧鍵增多,極性增強,表面張力變大,有利于提高基體強度、降低涂膜厚度且保證了環氧樹脂體系無氣泡。
應說明的是,以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制,盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發明技術方案的精神和范圍,其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。