[發明專利]灌注料、絕緣材料及其用途

在審

• 申請號: 201780073929.9
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN110023371A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: J.休伯;D.希爾姆;M.烏布勒
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: C08G59/50
• 分類號: C08G59/50;C08G59/68
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 任麗榮

本發明涉及一種新型灌注料，特別地可用于通過無酸酐固化制造絕緣材料的灌注料。此外，本發明涉及所述絕緣材料在開關設備、變壓器、鑄造樹脂干式變壓器和/或在相應的半成品中的用途。為此目的，本發明首次公開了具有固化劑組分的灌注料，通過該固化劑組分可實現空間位阻環氧樹脂的由陰離子引發的均聚，而這迄今根據現有技術被認為是不可行的。為此目的，使用pKB值大于23的所謂的超堿。

本發明涉及一種新型灌注料(Vergussmasse，或稱為澆注料)，特別地可用于通過無酸酐固化制造絕緣材料的灌注料。本發明還涉及所述絕緣材料在開關設備、變壓器、鑄造樹脂干式變壓器和/或在相應的半成品中的用途。

在電氣工程中，特別地在開關設備技術中，熱固化的、礦物填充的樹脂配制物作為用于制造化學和電氣高耐受性的絕緣材料的灌注料而已知。作為基礎樹脂在此優選地使用環氧樹脂配制物。這些通常作為雙組分(“2K”)批料(Ansatze)加工，其中基于雙酚A-或F-二縮水甘油醚的反應性樹脂或反應性樹脂混合物可用于與鄰苯二甲酸酐(PSA)和用于改善流動性能或成型材料性能的其他添加劑的混合物中。為了增強在中壓和高壓電氣負載下的絕緣效果，例如為了改善局部放電特性或增加擊穿強度，將微米級和/或納米級尺寸的無機和有機填料添加到反應性樹脂混合物中，所述填料例如為硅氧化物衍生物如石英粉、α-石英、無定形熔融石英，氧化鋁，云母，氮化硼，硅灰石，三水合鋁，以50重量％至80重量％的含量(比例)，粒徑在微米范圍，和/或無機和/或有機納米顆粒。為了加速熱凝膠化/固化而使用環狀和/或脂族性質的氮衍生物。

自2012年12月以來，已知在歐盟從長遠來看不再允許使用酸酐，特別地六氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐及其所有結構異構體。因此，這些物質的工業用途不具前景，并且需要在此提供替代物。

特別地，空間位阻環氧樹脂、尤其是脂族和非常特別地脂環族環氧樹脂，例如基于環氧化的環己烯衍生物，例如雙環氧化物3,4-環氧環己基甲基-3',4'-環氧環己烷羧酸酯(下文稱為“ECC”)在用鄰苯二甲酸酐衍生物、特別地用甲基四氫鄰苯二甲酸酐(“MTHPA”)和作為SVHC列出的上述甲基六氫鄰苯二甲酸酐(“MHHPA”)熱固化后具有作為絕緣材料的優異的性能范圍，這是它們用作高性能戶外絕緣材料的原因。相比之下，含縮水甘油醚和縮水甘油酯的在空間上不受阻的環氧樹脂易于進行陰離子固化，并且對于適合作為絕緣系統的成型體而言，根據現有技術不需要昂貴且敏感的超酸用于均聚。

由于禁止在室溫下呈液態的酸酐例如上述甲基四氫鄰苯二甲酸酐(“MTHPA”)和被列為SVHC的上述甲基六氫鄰苯二甲酸酐(“MHHPA”)，因而例如提供低粘度的灌注料、其隨后按照加成機理固化和因此提供這種絕緣材料在沒有上述固化劑的情況下根據當前現有技術不再可行。

空間位阻的、確切地說例如脂環族的環氧樹脂例如ECC的均聚通過使用所謂的陽離子作用的超酸在熱和UV驅動的條件下非常快速和完全地進行。

這些物質通過熱分解或通過UV驅動的鍵斷裂而原位產生極具酸性的質子，隨后重排成所說的超酸衍生物。催化劑通常在此分解以產生非親核陰離子和極具移動性的質子，其交替地活化脂環族環氧官能團，例如ECC的環氧官能團，并且通過另外的環氧官能團實現親核攻擊。以這種方式，脂環族環氧樹脂在形成極具剛性的網絡和高放熱的情況下均聚。為此目的，自大概1970年以來使用例如路易斯酸性的SbF₆、PF₅、鹵化硼或三氟甲磺酸酯衍生物作為催化劑。

空間位阻的、例如脂族和特別地脂環族的環氧樹脂的超酸均聚的缺點被認為是所需催化劑的總體敏感性。由于這些衍生物通常在熱或UV驅動條件下原位釋放活性物質以用于聚合，因此這些材料相應地對水分-、水解-、熱-和/或光是強敏感性的。例如ECC的路易斯酸性均聚甚至通常在引發時以雪崩的方式(lawinenartig)進行，結果可釋放最高達600焦耳/克的大量熱量。