[發明專利]可固化環氧樹脂組合物

有效

• 申請號: 201180072652.0
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN103703048A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: C-H.何;S.察瓦拉斯
• 申請（專利權）人: ABB研究有限公司
• 主分類號: C08G59/24
• 分類號: C08G59/24;C08G59/68;C08G63/00;C08G59/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐晶;林森

發明領域

本發明涉及包含限定的芳族環氧樹脂組分和限定的潛在催化劑體系及任選的另外的添加劑的可固化環氧樹脂組合物。所述可固化組合物為在40℃-70℃范圍內的加工溫度下具有延長的貯存期的不含揮發物的單一環氧樹脂組合物。所述可固化環氧樹脂組合物在固化后產生具有良好電性質的固化產物且特別適用于制造需要浸漬和/或濕式纏繞應用以及由此使用的可固化環氧樹脂組合物的低粘度的高壓電絕緣材料。

現有技術狀態

在電絕緣材料的制造中，特別是在高壓應用的制造中，包含例如酸酐硬化劑組分的硬化劑組分的環氧樹脂組合物由于其優異的電性質和機械性質而被廣泛使用。然而，使用酸酐可能導致健康損害，特別是在所述化合物在工業上在開放式工藝中，諸如在開放式浸漬或濕式纏繞應用中使用時。

為了使這種健康損害減至最少，已經提議使用不含在加工期間產生易揮發有機化合物排放的化合物的環氧樹脂組合物，即，其不含揮發物，特別是不含酸酐和諸如苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯的揮發性稀釋劑且其在存在催化劑的情況下固化。這類環氧樹脂組合物含有潛在的催化劑，所述潛在的催化劑例如包含金屬乙酰丙酮酸鹽或這類化合物的混合物。術語潛在的催化劑是指該催化劑在組合物內作為一體的部分存在。

然而，對于電絕緣應用，特別是對于高壓應用，必須滿足對于材料性質和加工參數的基本需求。在浸漬應用的情況下，例如對于浸漬用于電機的云母帶纏繞線圈或浸漬用于絕緣套管的紙纏繞導體或對于長絲濕式纏繞應用，基本的是，該可固化環氧樹脂組合物具有長貯存期，即在加工溫度下固化速度慢；和短膠凝時間，即在固化溫度下各自快速地交聯反應、聚合反應。另外，特別是對于高壓應用，需要最終固化的絕緣材料在寬溫度范圍內的低介電損耗。然而，長貯存期和短膠凝時間的性質是對立的。一般來講，由于組合物的低反應性和緩慢聚合速度，長貯存期伴隨著延長的膠凝時間，而由于組合物的高反應性和高聚合速度，短膠凝時間伴隨著短貯存期。這與本發明特別相關，本發明提供在40℃-70℃范圍內的高溫下具有延長的貯存期以及在高于100℃下具有短膠凝時間的組合物。

對于諸如浸漬的大多數浸漬應用或長絲濕式纏繞應用，恰當的加工需要低粘度。在缺乏任何硬化劑組分或揮發性稀釋劑的情況下，必須加熱環氧樹脂以減小粘度。然而，該加熱到高溫引起粘度增加和貯存期縮短。對于云母帶纏繞線圈的真空壓力浸漬(VPI)和纖維的濕式纏繞工藝，將在槽或盆槽中的樹脂用于多個制造操作和產物。因此，在加工溫度下在穩定低粘度下的長貯存期對于獲得良好的浸漬品質并保持低制造成本是重要的，因為，例如真空壓力浸漬(VPI)和長絲濕式纏繞工藝是使用部分開放的槽或盆槽的連續制造工藝。

在固化烘箱中，即在浸漬或纏繞之后的快速膠凝是重要的，以免可固化環氧樹脂組合物在固化之前從浸漬的或濕式纏繞的部件滴下。因此，常需要在固化溫度下低于10-30分鐘的短膠凝時間。

例如自GB1402899已知包含環氧樹脂組分和由金屬乙酰丙酮酸鹽和酚類化合物組成的催化劑體系的環氧樹脂制劑。這類催化體系被描述為在室溫下長時間為該可固化環氧樹脂制劑提供穩定性。根本上，這類催化體系的化學活性不受環氧樹脂的類型限制。GB1402899描述該催化體系在諸如100℃-160℃的高溫下在使用在室溫下具有低粘度的環氧樹脂組合物、特別是環脂族化合物時的活性。在室溫下的這種低粘度允許在室溫下在VPI和長絲濕式纏繞工藝中使用這些環脂族化合物。所述可固化環氧樹脂制劑的儲存也在室溫下進行，由此不發生膠凝化。然而，對于由諸如雙酚A的二縮水甘油基醚(DGEBA)的芳族環氧樹脂化合物制造電絕緣體，由于DGEBA在室溫下的高粘度，該可固化環氧樹脂制劑在加工期間必須保持在高溫下，諸如保持在約50℃下歷時較久的時間而不發生膠凝。

因此，需要同時具有在約40℃-約70℃的溫度范圍內的長貯存期和在高于100℃的溫度下的短膠凝時間且在固化時產生具有低介電損耗值、特別用于需要浸漬和/或濕式纏繞應用的工藝的成型制品的可固化環氧樹脂組合物。另外，需要對于這些目的使用包含價格比較低廉且市售的常規芳族環氧樹脂的環氧組合物。

發明概述