[發明專利]電絕緣的澆注制品及其制造方法

有效

• 申請號: 201210319708.4
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN103029247A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 中野俊之;平田大裕;武井雅文;椎木元晴;小野田裕子
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: B29C39/10
• 分類號: B29C39/10;B29C39/22;B29B11/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 張海濤;于輝

技術領域

此處所述的實施方案通常涉及到包括金屬部件和絕緣的樹脂材料的電絕緣的澆注制品，以及該電絕緣的澆注制品的制造方法。

發明背景

通常，在用于高容量電力傳輸設備等的電力設備中，金屬部件是導體，并且由作為絕緣體的樹脂例如環氧樹脂來支持。在這種情況中，將該金屬部件澆注到樹脂內來確保該金屬部件附著到樹脂上。

上述電力設備在其內部通過激勵產生了熱，所以它通常是在室溫或者更高溫度的溫度狀態使用的。另外，經常是這樣的情況，即，該電力設備是在室溫或者更高溫度狀態下使用的，這歸因于在夏季由于直射日光等形成的熱和白天時來自外面的熱(這取決于在室內、戶外等的安裝狀態)。當溫度狀態是室溫或者更高時，二者熱膨脹系數的差異造成的應力是在金屬部件和用于包埋的澆注樹脂之間的界面處產生的，并因此削弱了界面處的粘接力，以及在該電力設備是澆注制品時容易發生剝離。

已知的是有不同的方法來抑制界面處的粘接弱化和剝離的發生。具體的，已知的是一種方法，其中作為金屬部件的鋁合金和作為澆注樹脂的環氧樹脂經由底膠層(primer?layer)來整合到一起。在這種方法中，該底膠層例如是通過用丙酮和醇稀釋的化合物雙酚-類型環氧樹脂、聚乙烯醇縮丁醛和酚樹脂來提供的。

此外，已知其中將金屬部件的表面通過噴砂進行粗糙化的方法、和其中在金屬部件的表面上通過化學和電化學方法例如轉化處理、酸蝕刻方法、勃姆石方法、陽極氧化方法來形成堅固的氧化物膜的方法，作為澆注操作的預加工，來提高金屬部件和澆注樹脂之間的粘接力。

具體的，FPL蝕刻方法是一種通過在硫酸/重鉻酸溶液中進行蝕刻，來在作為金屬部件的鋁合金表面上形成大約數十nm的超薄氧化物膜層的方法。該FPL蝕刻方法已知的是一種用于提高作為澆注樹脂的環氧樹脂和金屬部件之間的粘接力的代表性方法，并且它被用作標準例如JIS?K6848、ASTM?D2651。

此外，磷酸陽極氧化技術已知的是一種預加工方法，其在高溫高濕環境下具有優于FPL蝕刻方法的耐久性。這種磷酸陽極氧化技術是這樣的技術，其用于經由膜狀態粘接劑層，來在鋁合金(其中磷酸陽極氧化物膜層各自是在其表面上形成的)彼此之間、鋁合金(其中陽極氧化物膜層是在其表面形成的)和不同種類的金屬之間、或者鋁合金(其中陽極氧化物膜層是在其表面形成的)和復合材料之間進行粘附。

但是，使用雙酚-類型環氧樹脂(底膠層)的粘接劑本身具有低的玻璃化轉變溫度和低的熱阻，并因此，難以確保金屬部件和澆注環氧樹脂之間的界面處的粘接力，特別是在高溫態時更是如此。

此外，近年來，對于減少影響環境物質的使用量的要求日益提高，并且期望開發不使用鉻的金屬部件表面粘接劑預加工技術。

另一方面，在上述的磷酸陽極氧化技術中，在陽極氧化方法之后必需將鋁合金進行水洗、加熱和干燥加工，其后在3天內用底膠涂覆，并且保持來確保足夠的粘接劑強度。另外，據稱從鋁合金一旦進行了底膠涂覆的時間開始到將它轉移到粘接劑方法，這里存在著最長10天的保持時間界限，雖然根據底膠的種類它是不同的。在磷酸陽極方法之后一系列的保持期的限制阻礙了對于制造方法的管理，并且是阻礙生產率的一個因素。

此外，已知的是在通過陽極氧化在鋁合金部件表面上形成的氧化物膜在大約110°C時發生裂紋，這歸因于與鋁合金基礎材料熱膨脹系數的差異，并且由此產生了熱應力。在澆注操作中最小需要130°C或者更高的二次固化溫度。因此，期望這樣的粘接劑預加工技術，其中在鋁合金表面形成的陽極氧化物膜與澆注樹脂之間的粘接力不會變差。

發明內容

本發明要解決的一個問題是提供一種電絕緣的澆注制品，其包括具有長期優異高溫蠕變性能的粘接劑界面，而不劣化其粘接力，即使它在陽極氧化方法后長期保持之后進行澆注操作也是如此，本發明還提供了一種制造上述包括粘接劑界面的電絕緣的澆注制品的方法。

根據該實施方案的一種電絕緣的澆注制品，其包括：由鋁合金或者純鋁形成的基礎材料；澆注樹脂；在基礎材料表面上形成的氧化物膜；和提供在該基礎材料和澆注樹脂之間的粘接劑，并且該粘合劑使在基礎材料上形成氧化物膜的表面粘附到澆注樹脂上。

該氧化物膜是由多個棱柱形單格(cell)組成的。在深度方向上延伸的孔和在棱柱形單格表面處的開口大致是在該棱柱形單格中心附近形成的，并且在相對于內周表面大約垂直方向上延伸的分支孔是進一步在所述孔的內周表面處形成的。該氧化物膜的厚度厚于0.5μm且小于2.0μm。將粘接劑填充到棱柱形單格的每個孔中，并且其厚度是1μm或者更高且40μm或者更低。