开关柜适用的环保型双组份绝缘胶、及其制备和使用方法与流程

本发明涉及开关柜适用的环保型双组份绝缘胶、及其制备和使用方法，属于绝缘胶。

背景技术：

1、在开关柜的生产过程中，对比开关柜的绝缘系数存在要求，为保证绝缘系数达标，一般通过绝缘胶施加涂覆于环氧绝缘部件、铜铝金属母排、热缩套管表面、电缆及中间接头外层等多种非金属或金属表面，具有极佳的结合力，且在长期高温、腐蚀、水泡等条件下仍保持稳定不脱离；可适用于新安装的开关设备内部绝缘抗电弧增强保护，也可适用于在运开关设备的绝缘层修复和增强、降低内部局放及电弧影响等。

2、现下，使用的绝缘胶普遍存在不环保，单组分的问题，不利用施工人员现场制作。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种开关柜适用的环保型双组份绝缘胶、及其制备和使用方法，解决了现有技术中绝缘胶普遍存在不环保，单组分的问题。

2、为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

3、一种开关柜适用的环保型双组份绝缘胶，所述开关柜适用的环保型双组份绝缘胶，包括a、b两个组份，按照重量份数计，所述a组份包含：聚醚多元醇40-60份，棕榈油基多元醇5-10份，补强剂15-20份，催化剂0.02-0.3份，颜料2-3份，微胶囊聚合物7-9份，阻燃性填料10-20份；所述b组份为亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯。

4、所述a组份与b组份的重量比为(3-5):1。

5、所述亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯是含有碳化二亚胺和/或脲酮亚胺基团的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，nco含量为20％-40％。

6、所述聚醚多元醇包括以甘油为起始剂的聚醚多元醇、以蔗糖和二甘醇为起始剂的聚醚多元醇、以丙二醇为起始剂的聚醚多元醇中的至少一种。

7、所述以甘油为起始剂的聚醚多元醇的羟值为350-650mg koh/g，官能度为3-3.5，在25℃下粘度为100-2000mpa·s。

8、所述以蔗糖和二甘醇为起始剂的聚醚多元醇的羟值为350-650mg koh/g，官能度为3.5-5，在25℃下粘度为100-2500mpa·s。

9、所述以丙二醇为起始剂的聚醚多元醇的羟值为300-500mg koh/g，官能度为2-2.5，在25℃下粘度为100-2000mpa·s。

10、优选地，所述颜料为炭黑。

11、所述催化剂包括二月桂酸二丁锡、2-乙基己酸铋中的至少一种。

12、所述补强剂包括植物纤维、玻璃纤维中的至少一种。

13、所述微胶囊聚合物的制备方法，包括以下步骤：

14、s1:将35-70ml水和25-50ml乙醇混合，升温至40-50℃，搅拌处理3-5min，再加入20-40g的甲基膦酸二甲酯和0.2-0.4g辛基酚聚氧乙烯醚，再加入10wt%的氨水调节ph至9-10，然后以0.5-1.5ml/min的滴加速度滴加10-20ml正硅酸四乙酯，在40-50℃下反应1.5-2.5h，过滤，滤饼用水和乙醇交替洗涤3-5次，最后在75-85℃下干燥12-36h，得到改性甲基膦酸二甲酯；

15、以上过程中，将正硅酸四乙酯在碱催化下水解缩聚生成si-o-si键和凝胶后，通过原位沉淀法将纳米sio2沉积在甲基膦酸二甲酯表面，改性甲基膦酸二甲酯表面粗糙且形状不规则。

16、s2:将5-10g乙基纤维素加入95-190g乙酸乙酯中，搅拌至完全溶解后，加入10-20g步骤s1制备的改性甲基膦酸二甲酯，继续搅拌处理10-20min，离心，离心固体在55-65℃下干燥10-14h，得到双层阻燃微胶囊。

17、以上过程中，利用乙基纤维素的黏性和成膜性，附着在改性甲基膦酸二甲酯表面，逐层构建了双壳型甲基膦酸二甲酯微胶囊。

18、优选地，所述阻燃性填料的制备方法，包括以下步骤：

19、p1:将43.2-86.4g 9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物加入200-400ml甲苯中，升温至75-85℃，再加入13.4-26.6g对苯二甲醛搅拌至溶液由透明变为淡黄色，然后升温至105-115℃，搅拌处理4-6h，冷却至室温，过滤，滤饼用水洗涤3-5次，在65-75℃下干燥12-24h，得到改性9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物；

20、改性9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的合成反应式如下：

21、

22、p2:将15.6-31.2g可膨胀石墨在140-160℃下真空加热0.5-1.5h，再加入11.7-23.4g步骤p1得到的改性9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和200-400ml二氯甲烷，在室温下以900-1100rpm的转速搅拌处理0.5-1.5h，在45-55℃下蒸馏除去二氯甲烷，再在50-60℃下干燥12-36h，得到阻燃性填料。

23、以上过程中，可膨胀石墨先加热成微膨胀石墨，再将改性9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物插入微膨胀石墨片层中，微膨胀石墨和改性9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物紧密结合，得到插层结构的阻燃性填料。

24、为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：

25、一种开关柜适用的环保型双组份绝缘胶的制备方法，包括如下步骤：

26、步骤（1）在40-60g聚醚多元醇和5-10g棕榈油基多元醇中加入15-20g补强剂、0.02-0.3g催化剂、2-3g颜料、7-9g微胶囊聚合物和20-30g阻燃性填料，在氮气保护下以2500-3500rpm的转速高速分散25-30min，得到a组分；b组份为亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯；

27、步骤（2）将a组份与b组份按(3.5-4.5):1的比例混合，得到开关柜适用的环保型双组份绝缘胶。

28、为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：

29、所述绝缘胶由所述的制备方法所制得，所述使用方法包括：

30、步骤100、根据电气试验寻找所得的故障、隐患点；

31、步骤200、对故障、隐患点的母排、铜排、电缆桩头、穿墙套管、绝缘子以及绝缘罩进行清洁处理；

32、步骤300、使用羊毛刷将所述绝缘胶均匀地涂抹于各个需处理部位上；

33、步骤400、涂刷时注意凝胶的自流平性能，修整未匀称及挂滴的部位和边缘，保持涂层均匀；

34、步骤500、待各个需处理部位完成，固化1-2h。

35、优选地，所述步骤200中的清洁包括：使用砂纸、电动工具或者溶剂进行清洁；所述溶剂包括二甲苯或丁酮中的至少一种。

36、优选地，所述步骤200中，涂抹温度为-5~50℃，更优选为10-40℃。

37、优选地，，所述步骤300中，涂刷厚度在0.5-1mm。

38、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

39、1.本发明阻燃性填料中的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物基团在燃烧过程中转化为磷酸，促进了焦炭的形成，燃烧过程中还释放出po2⋅自由基和苯氧基自由基，发挥优异的气相猝灭作用；受热时阻燃性填料膨胀形成笼状致密的炭层，发挥吸附炭化阻燃作用，过滤吸收烟气颗粒，在凝聚相的阻燃效果有积极的作用。

40、2.本发明的乙基纤维素具有优异的疏水性、热稳定性、无毒性和环境友好性，且乙基纤维素的分子结构中含有丰富的碳，提供形成碳层所需的碳源，促进基质中致密残余碳的形成；微胶囊聚合物在燃烧过程中产生了由硅基衬底和纤维素形成的交联网络结构，促进了碳层的形成；纳米二氧化硅硅和磷之间具有协同作用，且纳米sio2的具有极高的热稳定性，燃烧时保持完整并与碳层形成交联的网络结构，增强了炭结构的物理完整性和强度，增强绝缘胶的阻燃性；甲基膦酸二甲酯在燃烧时释放出磷自由基，具有猝灭作用，抑制气相燃烧过程；阻燃性填料和微胶囊聚合物在气相和凝聚相均具有优异的协同阻燃效果，增强了绝缘胶的阻燃性。

41、3.本发明中微胶囊聚合物表面的羟基参与聚氨酯的固化交联，增加聚氨酯的交联密度，同时棕榈油基多元醇中存在羰基，它们可以与硬链段的氨基形成氢键，软链段与硬链段之间形成的氢键可以降低微相分离程度，增强绝缘胶稳定性、粘结强度和流变性能。

42、4.本发明采用纳米改性聚氨酯树脂，涂刷后的树脂具有“高膜厚”的特点，固化后的厚度可达0.5mm以上，性能致密稳定，特别适合应用于在高潮湿环境下运行的开关设备及长期泡水的电缆中间接头保护，涂覆后的凝胶涂层在被保护部件外形成一个“整体外壳”，即使暴露在高潮湿环境运行时，也可抵抗水分渗入到绝缘部件、金属节点或电缆接头等内部，有效避免电气故障或腐蚀隐患。

43、5.本发明采用双组份室温固化技术，特殊的配方设计不仅使该涂料具有高性能的绝缘和防腐性能，同时实现了“零”溶剂，保障了施工的安全性和人员健康，绿色环保。