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1、上海交通大学硕士学位论文 I高压电机用环氧绝缘浸渍漆的研究 摘摘 要要 电机在高压条件下运行时，绝缘体中的微小气隙极易引起击穿，造成绝缘体的破坏。V.P.I 浸渍树脂可制造连续无气隙绝缘，使绝缘各部件连续性和导热性优良，从而提高电机的技术经济指标和运行可靠性。本论文制备了两种浸渍漆体系：双酚 A 缩水甘油醚类环氧树脂/酸酐/苯乙烯体系和脂环族环氧树脂/酸酐/H8 稀释剂体系，分别对两个体系影响其性能的因素进行了研究。 对于双酚 A 缩水甘油醚类环氧树脂/酸酐/苯乙烯体系，通过红外吸收光谱跟踪酯化和固化这两步反应进程，同时探讨了反应中涉及的相关反应机理。 通过考察体系组分不同用量与固化产物结构及
2、最终性能关系，得到体系优选配方组成：以 100 份环氧树脂和 30 份苯乙烯为基础，苄基二甲胺、顺丁烯二酸酐、乙酰丙酮铝的加入量分别为 0.3、3.75、0.2 份，酸酐 80 份。 对于脂环族环氧树脂/酸酐/H8 稀释剂体系， 考察促进剂乙酰丙酮铝、单环氧基缩水甘油醚类稀释剂 H8 不同用量及环氧树脂/酸酐不同当量比上海交通大学硕士学位论文 II与体系固化反应过程，固化产物结构和性能的关系，综合实验结果得到该体系优选配方组成：促进剂乙酰丙酮铝用量为 0.5 份，稀释剂（H8）用量为 15 份，环氧与酸酐当量比为 100:80。按优选配方可获得较理想的室温粘度，为 56 厘泊.秒，并且介电性能
3、优良，25C 下 tan 为 0.004，155C 时 tan 不超过 0.021。同时对该配方固化反应进行了动力学分析，得出固化动力学参数：表观活化能Ea=48.3kJ/mol，反应级数 n=0.86。 单环氧基稀释剂的加入在降低粘度提高树脂的加工性能的同时，往往在固化和交联过程中改变体系的性能。通过TGA比较了加入15份H8与不添加稀释剂耐热性能差异，进一步由不等温TGA、DTG方法研究热降解动力学得到：添加稀释剂体系比不添加稀释剂在最大降解速率阶段具有更高的稳定性，故H8可作为浸渍体系优良的稀释剂。 关键词：浸渍漆，环氧树脂，稀释剂，动力学 上海交通大学硕士学位论文 IIISTUDY O
4、N EPOXY INSULATION IMPREGNATING VARNISH FOR HIGH-VOLTAGE MOTORS ABSTRACT For large motors or generators, voids may reduce useful life of the insulation as a result of breakdown under high electrical stress. V.P.I impregnating varnish can produce continuous insulation system without voids, which offe
5、red components with good heat conductivity, thus improved economic indicator and reliability of motor performance. This work focused on preparing two novel compositions of epoxy insulation impregnating varnish for high-voltage motors. One comprised of diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) and styr
6、ene as reactive diluent, the other composition based on alicyclic epoxy and with glycidol ether H8 as diluent. Thus, a variety of effects on properties of the two compositions were investigated, especially the relationships between chemical structure and properties of cured products. As for DGEBA/ a
7、nhydride / styrene composition, FTIR was utilized to trace the reactions and the reaction mechanisms were discussed. The prescription was optimized in accordance with analyzing dielectric performance behaviors, it was comprised of 100 parts DGEBA, 30 parts styrene, MA, accelerator BDMA and AlAcAc re
8、spectively were 3.75,0.3 and 0.2parts, MHHPA was 80 parts. The alicyclic epoxy / anhydride / H8 composition was studied the effect 上海交通大学硕士学位论文 IVof contents of accelerator AlAcAc, diluent H8, and different equivalent proportion of epoxy/anhydride on the curing process, the network and the property
9、of the products. Based on the property analyzes yielded the optimum prescription: the equivalent proportion of epoxy/anhydride was 1:0.8, AlAcAc was 0.5 parts, H8 was 15 parts. This prescription was of low viscosity at room temperature for easy flow, which was 56 cps. The kinetics of the curing proc
10、esses of optimum prescription was analyzed by Kissinger and Crane equations, and discussed the curing kinetic parameters of the curing systems: the activation energy Ea=48.3kJ/mol, the reaction order value n=0.86. Because the behavior of thermosets was affected by the addition of diluents, it is imp
11、ortant to investigate the changes taking place during the thermal degradation of the material. We studied the thermal property of epoxy compositions without diluents and with 15parts H8 through TGA. The two TGA curves were similar, which indicated there was no obvious difference on thermal stability
12、. The kinetic parameters was extracted from TGA thermal degradation experiments, analyzed by Kissinger method and Flynn-Wall-Ozawa method, Both the results showed that the activation energy of composition with 15 parts H8 was lager than the composition without diluent, which meant the composition wi
13、th 15parts H8 was more stable in the fastest degradation stage, thus H8 was a suitable choice for impregnting vanish composition. KEY WORDS : Impregnating Varnish, Epoxy, Diluent, Kinetics 上海交通大学硕士学位论文 V符号说明符号说明 V.P.I: Vacuum Pressure Impregnate 真空压力浸渍 DSC: Differential Scanning Calorimetry 差示扫描量热仪
14、TGA: Thermal Gravimetric Analysis 热重分析仪 DTG: Derivative Thermal Gravimetry 微商热重法 MA: Maleic Anhydride 顺丁烯二酸酐 MeHHPA: Methyl-hexahydrophthalic Anhydride 甲基六氢邻苯二甲酸酐 BDMA: Benzyl Dimethylamine苄基二甲胺 AlAcAc: Aluminum acetylacetonate 乙酰丙酮铝 DCP: Dicumyl Peroxide 过氧化二异丙苯 FTIR: Fourier Transform Infrared Spe
15、ctroscopy 傅立叶变换红外光谱仪 H8: Heloxy8 缩水甘油醚类单环氧基化合物 上海交通大学学位论文原创性声明上海交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：董月云 日期： 2007 年 1 月 10 日上海交通大学学位论文版权使用授权书上海交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有
16、关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密不保密。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名：董月云 指导教师签名：江平开 日期： 2007 年 1 月 10 日 日期： 2007 年 1 月 10 日上海交通大学硕士学位论文 1第一章第一章. 绪论 绪论 我国自 2001 年以来电力供应持续紧张，电力供需矛盾越来越加剧。我国全社会用电量从 2000 年的 13466 亿 kWh 增加到 2001 年的 14682 亿 kWh、 2002 年的 16386亿kWh,每年分别增长10.9%、 8.4%、 11.6%； 发电装机容量由2000年的3.19亿kW,2001年的 3.38 亿 kW 和 2002 年的 3.56 亿 kW,每年分别增长
