一种变压器用铝基电磁扁线及制造方法与流程

1.本发明涉及漆包线制造技术领域，具体涉及一种变压器用铝基电磁扁线及制造方法。


背景技术：

2.随着变压器行业规模在不断扩大的同时，也反向促进这一行业技术不断升级创新，为适应和满足市场需求，许多变压器制造厂家为不断改进产品结构，提高产品性能，从国外引进先进的生产技术和装备，加强对新工艺新材料的探索，从而使其发展主要呈现如下两大趋势：
3.其一，向大容量、高电压不断发展：输变电线路的电压等级越高输变电能力越大，因而变压器整体发展方向是电压等级将向750kv、1000kv发展，主要应用在长距离输变电线路上，容量由三相120mva
‑
840mva，甚至900mva、单相由250mva
‑
400mva，甚至533mva发展，由于这些变压器一般都用在大型电站或电力输送上，其可靠性至关重要；
4.其二，向环保型不断发展：主要体现在节能、低噪声、无渗透和能降解回收利用这四个方面，短路事故是引起变压器损坏的主要原因之一，电力变压器在电网运行中，不可避免地会遭到各种短路事故的冲击，在变压器经受外部短路时所产生的机械振动力，可能造成绕组变形或诱发绕组故障，变压器如果能承受住短路电流冲击，那么系统在自动重合闸后，变压器可以在电网中继续运行，否则变压器就可能因此受到损坏，需要修理或报废，造成极大的经济损失及社会影响；
5.而目前使用的铝基电磁扁线普遍存在耐电压低的缺点，且长时间使用后，表面漆膜出现氧化使得铝基电磁扁线耐电压性能降低，远远不能满足目前变压器对电磁线的需求；
6.针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种变压器用铝基电磁扁线及制造方法。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
9.一种变压器用铝基电磁扁线，由导体芯线涂布包线漆制得；
10.所述的包线漆包括如下重量份原料：偏苯三甲酸酐30
‑
40份、一乙醇胺25
‑
30份、n
‑
甲基吡咯烷酮30
‑
35份、柠檬酸13
‑
18份、己二酸10
‑
15份、赛克2
‑
3份、新戊二醇10
‑
15份、苯酐55
‑
60份；
11.该包线漆由如下步骤制成：
12.步骤s1：将偏苯三甲酸酐、一乙醇胺、n
‑
甲基吡咯烷酮加入反应釜中，进行搅拌10
‑
15min后，进行升温至78
‑
83℃，反应1
‑
2小时，继续升温至120℃，反应2
‑
3小时，装瓶备用。
13.步骤s2：将步骤s1的产物、柠檬酸、己二酸、赛克、新戊二醇、苯酐加入反应釜中，再加入质量分数5％的pe
‑
cat，进行搅拌并升温至130℃，再在1
‑
2h内升温至200℃，开始往分
水器中加二甲苯，在195
‑
205℃的条件下，进行反应8
‑
10h，用真空泵抽真空后，取样，再加入产物总质量的1/5的甲酚，在200℃的条件下，反应2h，停止加热，再加入产物总质量1.5/5的cre，1.25/5的dmf，1/20的增强剂搅拌均匀，制得包线漆。
14.进一步，所述的增强剂由如下步骤制成：
15.步骤a1：将氧化石墨烯分散在乙醇中，在频率为3
‑
5mhz的条件下，超声处理0.5
‑
1h，加入γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，在转速为500
‑
600r/min，温度为80
‑
85℃的条件下，进行回流反应5
‑
7h后，冷却至室温，去掉上层清液，将底物用乙醇和去离子水依次洗涤3次后，干燥制得改性石墨烯；
16.步骤a2：将1，1
‑
二氯乙烷和三氯化铝加入反应釜中，在转为150
‑
200r/min，温度为10
‑
15℃的条件下，进行搅拌并加入苯酚，在温度为40
‑
45℃的条件下，进行反应1
‑
1.5h，制得中间体1，将中间体1和碳酸钾加入反应釜中，在转速为120
‑
150r/min，温度为120
‑
130℃的条件下，进行搅拌并加入亚磷酸三乙酯，反应2
‑
4h，制得中间体2，将中间体2、氮
‑
溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，在温度为40
‑
50℃的条件下，进行反应3
‑
5h，制得中间体3，将中间体3、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，进行回流反应3
‑
5h，制得中间体4；
17.反应过程如下：
[0018][0019][0020]
步骤a3：将亚磷酸二甲酯、二氧六环、丙烯酰胺加入反应釜中，在温度为40
‑
50℃的条件下，加入甲醇钠，在温度为70
‑
75℃的条件下，反应6
‑
8h，制得中间体5，将中间体5、二氧六环、三乙胺加入反应釜中，在温度为40
‑
50℃的条件下，加入三聚氯氰，进行反应3
‑
5h，制得中间体6，将中间体4、碳酸钾、中间体6、n，n
‑
二甲基甲酰胺加入反应釜中，在转速为200
‑
300r/mi n，温度为140℃的条件下，进行反应2
‑
4h，制得中间体7；
[0021]
反应过程如下：
[0022]
[0023][0024]
步骤a4：将中间体7、2，2，6，6
‑
四甲基哌啶醇、碳酸钾、甲苯加入反应釜中，在温度120
‑
130℃的条件下，进行回流反应3
‑
5h，制得中间体8，将中间体8和四氢呋喃加入反应釜中，在转速为200
‑
300r/min，温度为90
‑
95℃的条件下，进行搅拌并加入改性石墨烯，搅拌5
‑
7h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干，制得增强剂。
[0025]
反应过程如下：
[0026][0027]
进一步，步骤a1所述的氧化石墨烯、乙醇、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为1g：300ml：2g。
[0028]
进一步，步骤a2所述的1，1
‑
二氯乙烷、三氯化铝、苯酚的用量摩尔比为1：0.5：2，中间体1、碳酸钾、亚磷酸三乙酯的用量比为0.05mol：0.6g：0.12mol，中间体2、氮
‑
溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳的用量比为0.1mol：0.mol：0.5g：200ml，中间体3、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵的用量比为2.5g：3.8g：50ml：4ml。
[0029]
进一步，步骤a3所述的亚磷酸二甲酯、二氧六环、丙烯酰胺、甲醇钠的用量摩尔比为0.1：0.12：0.15，中间体5、二氧六环、三乙胺、三聚氯氰的用量比为0.1mol：50g：0.15mol：0.05mol，中间体4、碳酸钾、中间体6、n，n
‑
二甲基甲酰胺的用量比为0.01mol：0.8g：0.04mol：40ml。
[0030]
进一步，步骤a4所述的中间体7、2，2，6，6
‑
四甲基哌啶醇、碳酸钾、甲苯的用量比为0.01mol：0.5g：0.04mol：50ml，中间体8和改性石墨烯的用量质量比为1：8。
[0031]
本发明的有益效果：
[0032]
本发明在制备一种变压器用铝基电磁扁线过程中制备了一种包线漆，该包线漆以对苯酐、塞克、新戊二醇、己二酸为原料，进行酯交换反应，生成两端含羟基的聚酯树脂，再与甲酚、cre、dmf、增强剂共混，制得包线漆，包线漆能够提高铝基电磁线的绝缘性，从而避免变压器在使用中由于短路电流冲击易产生变压器损坏，可延长变压器的实际使用寿命，并在制备包线漆的过程中制备了一种增强剂，该增强剂以氧化石墨烯用γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷处理，使得γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷与氧化石墨烯表面的环氧键发生亲和加成反应，使得石墨烯表面接枝有氨基，制得改性石墨烯，再将1，1
‑
二氯乙烷和苯酚进行反应，制得中间体1，将中间体1和亚磷酸三乙酯反应，制得中间体2，将中间体2用氮
‑
溴代丁二酰亚胺进
行处理，制得中间体3，将中间体3进行处理，制得中间体4，将亚磷酸二甲酯和丙烯酰胺进行反应，制得中间体5，将中间体5和三聚氯氰通过温度控制，与两个氯原子位点反应，制得中间体6，将中间体4和中间体6进行反应，制得中间体7，再将中间体7和2，2，6，6
‑
四甲基哌啶醇进行反应，制得中间体8，再将中间体8和改性石墨烯通过温度控制，与中间体8上剩余的氯原子位点反应，制得增强剂，该增强剂分子中磷的含氧键燃烧时会在电磁线表面形成附着物，达到隔热、隔氧的效果，从而使得火焰熄灭，同时受阻胺结构的出现，使得变压器用铝基电磁扁线在长时间使用后，仍然能够就有很好的绝缘性和阻燃性，使得变压器的使用寿命进一步延长。
具体实施方式
[0033]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
实施例1
[0035]
一种变压器用铝基电磁扁线，由导体芯线涂布包线漆制得；
[0036]
包线漆包括如下重量份原料：偏苯三甲酸酐30份、一乙醇胺25份、n
‑
甲基吡咯烷酮30份、柠檬酸13份、己二酸10份、赛克2份、新戊二醇10份、苯酐55份；
[0037]
该包线漆由如下步骤制成：
[0038]
步骤s1：将偏苯三甲酸酐、一乙醇胺、n
‑
甲基吡咯烷酮加入反应釜中，进行搅拌10min后，进行升温至78℃，反应1小时，继续升温至120℃，反应2小时，装瓶备用。
[0039]
步骤s2：将步骤s1的产物、柠檬酸、己二酸、赛克、新戊二醇、苯酐加入反应釜中，再加入质量分数5％的pe
‑
cat，进行搅拌并升温至130℃，再在1h内升温至200℃，开始往分水器中加二甲苯，在195℃的条件下，进行反应8h，用真空泵抽真空后，取样，再加入产物总质量的1/5的甲酚，在200℃的条件下，反应2h，停止加热，再加入产物总质量1.5/5的cre，1.25/5的dmf，1/20的增强剂搅拌均匀，制得包线漆。
[0040]
增强剂由如下步骤制成：
[0041]
步骤a1：将氧化石墨烯分散在乙醇中，在频率为3mhz的条件下，超声处理0.5h，加入γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，在转速为500r/min，温度为80℃的条件下，进行回流反应5h后，冷却至室温，去掉上层清液，将底物用乙醇和去离子水依次洗涤3次后，干燥制得改性石墨烯；
[0042]
步骤a2：将1，1
‑
二氯乙烷和三氯化铝加入反应釜中，在转为150r/min，温度为10℃的条件下，进行搅拌并加入苯酚，在温度为40℃的条件下，进行反应1h，制得中间体1，将中间体1和碳酸钾加入反应釜中，在转速为120r/min，温度为120℃的条件下，进行搅拌并加入亚磷酸三乙酯，反应2h，制得中间体2，将中间体2、氮
‑
溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，进行反应3h，制得中间体3，将中间体3、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，进行回流反应3h，制得中间体4；
[0043]
步骤a3：将亚磷酸二甲酯、二氧六环、丙烯酰胺加入反应釜中，在温度为40℃的条件下，加入甲醇钠，在温度为70℃的条件下，反应6h，制得中间体5，将中间体5、二氧六环、三
乙胺加入反应釜中，在温度为40℃的条件下，加入三聚氯氰，进行反应3h，制得中间体6，将中间体4、碳酸钾、中间体6、n，n
‑
二甲基甲酰胺加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为140℃的条件下，进行反应2h，制得中间体7；
[0044]
步骤a4：将中间体7、2，2，6，6
‑
四甲基哌啶醇、碳酸钾、甲苯加入反应釜中，在温度120℃的条件下，进行回流反应3h，制得中间体8，将中间体8和四氢呋喃加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为90℃的条件下，进行搅拌并加入改性石墨烯，搅拌5h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干，制得增强剂。
[0045]
实施例2
[0046]
一种变压器用铝基电磁扁线，由导体芯线涂布包线漆制得；
[0047]
包线漆包括如下重量份原料：偏苯三甲酸酐35份、一乙醇胺28份、n
‑
甲基吡咯烷酮31份、柠檬酸15份、己二酸12份、赛克2.4份、新戊二醇11份、苯酐58份；
[0048]
该包线漆由如下步骤制成：
[0049]
步骤s1：将偏苯三甲酸酐、一乙醇胺、n
‑
甲基吡咯烷酮加入反应釜中，进行搅拌10min后，进行升温至80℃，反应2小时，继续升温至120℃，反应2小时，装瓶备用。
[0050]
步骤s2：将步骤s1的产物、柠檬酸、己二酸、赛克、新戊二醇、苯酐加入反应釜中，再加入质量分数5％的pe
‑
cat，进行搅拌并升温至130℃，再在1
‑
2h内升温至200℃，开始往分水器中加二甲苯，在200℃的条件下，进行反应8h，用真空泵抽真空后，取样，再加入产物总质量的1/5的甲酚，在200℃的条件下，反应2h，停止加热，再加入产物总质量1.5/5的cre，1.25/5的dmf，1/20的增强剂搅拌均匀，制得包线漆。
[0051]
增强剂由如下步骤制成：
[0052]
步骤a1：将氧化石墨烯分散在乙醇中，在频率为3mhz的条件下，超声处理1h，加入γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，在转速为500r/min，温度为85℃的条件下，进行回流反应5h后，冷却至室温，去掉上层清液，将底物用乙醇和去离子水依次洗涤3次后，干燥制得改性石墨烯；
[0053]
步骤a2：将1，1
‑
二氯乙烷和三氯化铝加入反应釜中，在转为200r/min，温度为10℃的条件下，进行搅拌并加入苯酚，在温度为45℃的条件下，进行反应1h，制得中间体1，将中间体1和碳酸钾加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为120℃的条件下，进行搅拌并加入亚磷酸三乙酯，反应4h，制得中间体2，将中间体2、氮
‑
溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，进行反应3h，制得中间体3，将中间体3、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，进行回流反应5h，制得中间体4；
[0054]
步骤a3：将亚磷酸二甲酯、二氧六环、丙烯酰胺加入反应釜中，在温度为40℃的条件下，加入甲醇钠，在温度为75℃的条件下，反应6h，制得中间体5，将中间体5、二氧六环、三乙胺加入反应釜中，在温度为50℃的条件下，加入三聚氯氰，进行反应3h，制得中间体6，将中间体4、碳酸钾、中间体6、n，n
‑
二甲基甲酰胺加入反应釜中，在转速为300r/min，温度为140℃的条件下，进行反应2h，制得中间体7；
[0055]
步骤a4：将中间体7、2，2，6，6
‑
四甲基哌啶醇、碳酸钾、甲苯加入反应釜中，在温度130℃的条件下，进行回流反应3h，制得中间体8，将中间体8和四氢呋喃加入反应釜中，在转速为300r/min，温度为90℃的条件下，进行搅拌并加入改性石墨烯，搅拌7h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干，制得增强剂。
[0056]
实施例3
[0057]
一种变压器用铝基电磁扁线，由导体芯线涂布包线漆制得；
[0058]
包线漆包括如下重量份原料：偏苯三甲酸酐40份、一乙醇胺30份、n
‑
甲基吡咯烷酮35份、柠檬酸18份、己二酸15份、赛克3份、新戊二醇15份、苯酐60份；
[0059]
该包线漆由如下步骤制成：
[0060]
步骤s1：将偏苯三甲酸酐、一乙醇胺、n
‑
甲基吡咯烷酮加入反应釜中，进行搅拌15min后，进行升温至83℃，反应2小时，继续升温至120℃，反应3小时，装瓶备用。
[0061]
步骤s2：将步骤s1的产物、柠檬酸、己二酸、赛克、新戊二醇、苯酐加入反应釜中，再加入质量分数5％的pe
‑
cat，进行搅拌并升温至130℃，再在2h内升温至200℃，开始往分水器中加二甲苯，在205℃的条件下，进行反应10h，用真空泵抽真空后，取样，再加入产物总质量的1/5的甲酚，在200℃的条件下，反应2h，停止加热，再加入产物总质量1.5/5的cre，1.25/5的dmf，1/20的增强剂搅拌均匀，制得包线漆。
[0062]
增强剂由如下步骤制成：
[0063]
步骤a1：将氧化石墨烯分散在乙醇中，在频率为5mhz的条件下，超声处理1h，加入γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，在转速为600r/min，温度为85℃的条件下，进行回流反应7h后，冷却至室温，去掉上层清液，将底物用乙醇和去离子水依次洗涤3次后，干燥制得改性石墨烯；
[0064]
步骤a2：将1，1
‑
二氯乙烷和三氯化铝加入反应釜中，在转为200r/min，温度为15℃的条件下，进行搅拌并加入苯酚，在温度为45℃的条件下，进行反应1.5h，制得中间体1，将中间体1和碳酸钾加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为130℃的条件下，进行搅拌并加入亚磷酸三乙酯，反应4h，制得中间体2，将中间体2、氮
‑
溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，进行反应5h，制得中间体3，将中间体3、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，进行回流反应5h，制得中间体4；
[0065]
步骤a3：将亚磷酸二甲酯、二氧六环、丙烯酰胺加入反应釜中，在温度为50℃的条件下，加入甲醇钠，在温度为75℃的条件下，反应8h，制得中间体5，将中间体5、二氧六环、三乙胺加入反应釜中，在温度为50℃的条件下，加入三聚氯氰，进行反应5h，制得中间体6，将中间体4、碳酸钾、中间体6、n，n
‑
二甲基甲酰胺加入反应釜中，在转速为300r/min，温度为140℃的条件下，进行反应4h，制得中间体7；
[0066]
步骤a4：将中间体7、2，2，6，6
‑
四甲基哌啶醇、碳酸钾、甲苯加入反应釜中，在温度130℃的条件下，进行回流反应5h，制得中间体8，将中间体8和四氢呋喃加入反应釜中，在转速为300r/min，温度为95℃的条件下，进行搅拌并加入改性石墨烯，搅拌7h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干，制得增强剂。
[0067]
对比例
[0068]
本对比例为中国专利cn104130700a公开的包线漆。
[0069]
对实施例1
‑
3和对比例制得的包线漆进行性能测试，测试结果如下表1所示：
[0070]
表1
[0071][0072]
由上表1可知实施例1
‑
3制得的铝基电磁扁线表面的包线漆击穿电压为4500
‑
4600v，在光老化500h后击穿电压未出现明显下降，而对比例制得的包线漆击穿电压为4300，在光老化300h后击穿电压开始下降，表面本发明具有很好的绝缘效果且长时间使用后仍具有很好的绝缘效果，阻燃效果很好。
[0073]
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。