[发明专利]一种低吸水性酚醛树脂绝缘胶

说明书

技术领域

本发明涉及一种酚醛树脂绝缘胶及其制备方法，特别是涉及一种低吸水性酚醛树脂绝缘胶及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂具有优良的耐热、耐酸碱、耐燃的特性以及优良的电绝缘性。但热固性的酚醛树脂固化后仍然存在很高的吸水性，原因是其上存在着极性的酚羟基和羟甲基，依据相似相溶的原理，极性的羟基遇到极性的水，很容易结合，造成酚醛树脂吸水，这样就使酚醛树脂在潮湿条件下的绝缘性能下降，存在使用安全性问题。因此，要稳定酚醛树脂绝缘性就必须限制羟基的作用，减小酚醛树脂的吸水性，常采用以下两种方法:

(l)封锁酚羟基。

(2)引入其它组分与酚醛树脂发生化学反应或部分混合，分隔或包围酚羟基。

通常研究者常以二甲苯改性酚醛树脂，由此改性后的酚醛树脂耐水性、耐碱性、韧性和机械强度都得到一定程度的提高，但二甲苯具有剧毒，影响了其推广应用。

目前已有的酚醛树脂的改性方法，重点在于改善其脆性、提高胶合强度、缩短固化时间，但是改性后酚醛树脂的吸水性并没有很大的变化，吸水率仍较大，并且部分改性方法使用了毒性试剂，适用性差。因此，需找到一种合适的对人体无害的改性方法以降低酚醛树脂的吸水性，保持其绝缘性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的酚醛树脂吸水性强和吸水速度快，导致绝缘性能下降的问题，而提供了一种低吸水性持久绝缘性优良的酚醛树脂绝缘胶的制备方法。

一种低吸水性酚醛树脂绝缘胶按重量份数由155份～190份的苯酚、14份～20份的NaOH溶液、270份～345份的甲醛溶液和4.7份～15份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷组成；所述NaOH溶液为质量分数40％～50％的NaOH水溶液，所述甲醛溶液为质量分数37％—39％％的甲醛水溶液。

一种低吸水性酚醛树脂绝缘胶的制备方法，按以下步骤进行：

一、按重量份数称取155份～190份的苯酚、14份～20份的NaOH溶液、270份～345份的甲醛溶液和4.7份～15份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂KH550)；将称取的甲醛溶液分为两份A和B，其中A的质量为甲醛溶液总质量的70％～85％，B的质量为甲醛溶液总质量的15％～30％；所述NaOH溶液为质量分数40％～50％的NaOH水溶液，所述甲醛溶液为质量分数37％—39％的甲醛水溶液；

二、取步骤一称取的苯酚加入容器内，在40℃～50℃温度下熔化，然后加入步骤一称取的NaOH溶液，得混合溶液，反应8min～12min；

三、向步骤二混合液中加入A，升温到70℃～75℃，然后加入步骤一称取的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，再升温，待温度达到80℃～85℃，反应1h±5min；

四、反应结束后，降温，待降温到70℃～75℃，再加入B，然后升温，待温度达到80℃～85℃，反应200min±10min；

五、反应结束后，降温至40℃以下将容器中的物质倒出，得到酚醛树脂。

本发明相对于现有技术其优点在于：

①KH550改性处理后的不仅可以降低热固性酚醛树脂的吸水性，提高绝缘性，且用改性后的树脂胶合或浸渍的制品，物理、力学性能也有一定的改善。通过本发明制备的KH550改性低吸水性绝缘胶的吸水测试前体积电阻为1.1×10⁹—2.38×10⁹Ω，而普通的未改性的仅为0.27×10⁹Ω；吸水测试之后，KH550改性的低吸水性绝缘胶的体积电阻为0.29×10⁹—0.58×10⁹Ω，而普通的未改性的树脂仅为0.068×10⁹Ω，本发明的低吸水性改性绝缘胶的电阻率高于普通绝缘酚醛树脂；通过本发明制备方法得到的酚醛树脂绝缘胶抗弯强度为102.58MPa～149.89MPa，较普通方法制备的提高了3％～5％；通过本发明制备方法得到的酚醛树脂绝缘胶抗弯模量为5.46GPa～10.02GPa，较普通方法制备的提高了4％～8％。

②使用无毒无害、可降解的化学试剂KH550改性，环保，且成本较其他改性剂明显降低。

③在改性酚醛树脂合成过程中，首次将硅烷偶联剂KH550直接加入到反应体系中进行原位聚合，使反应更加充分，工艺比较简单，易操作。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。