抗击穿和飞弧的铸塑树脂组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种绝缘体铸塑树脂组合物，至少具有树脂组分和固化组分，其中，树脂组分至少包括缩水甘油酯型环氧树脂，并且该组合物附加地至少包括咪唑类化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种绝缘体铸塑树脂组合物，至少具有树脂组分和固化组分，其中，树脂组分至少包括缩水甘油酯型环氧树脂，并且该组合物附加地至少包括咪唑类化合物。【专利说明】抗击穿和飞弧的铸塑树脂组合物
本专利技术涉及一种绝缘体铸塑树脂组合物，至少具有树脂组分和固化组分，其中树 脂组分包括至少一种缩水甘油酯型环氧树脂并且组合物附加地包括至少一种咪唑类化合 物。
技术介绍
目前由于电力越来越多地在分布式组织的能量源中产生，电能的可靠传输存在越 来越大的挑战。所产生的电力的分配在此基本上通过电开关设备来确保，其没有故障地运 行是稳定的电网的基本前提条件中的一个。这尤其适用于高压和极高电压设备，其对于尽 可能无损的电力传输仍然是选择的部件。该设备在此可以被实施为露天开关设备或气体绝 缘的开关设备，其中在气体绝缘的开关设备的领域内存在提高的安全性要求。这是由于这 种设备类型的组件密度比在上述露天开关设备中明显更高。 设备结构的功能性的和安全性重要的主要组件是绝缘体(或绝缘子），其确保设备 的开关间隔（Schaltfeld)的各个母线可靠地彼此分开地，也就是电绝缘地延伸。已经得以 实现的材料在此是基于聚合树脂(绝缘树脂）的绝缘体，其在小的层厚度的情况下也具有极 低的导电率、良好的机械抗性和此外还良好的加工性能。 在现有技术中例如描述了具有改善的机械和电气性能的组合物。由此DE 10 2009 053 253 Al例如描述了一种开关设备中的绝缘材料的绝缘树脂系统的组合物，其中绝缘树 脂系统包括环氧基树脂以及无机氧化物纳米颗粒。该组合物可以有助于改善机械和电气性 能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种绝缘树脂组合物，其在保持良好的加工性 能的情况下具有改善的电气性能，并且特别地提高了由其制造的绝缘体的抗击穿和飞弧安 全性。此外，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种由按照本专利技术的该绝缘树脂组合物制造 改善的绝缘体的方法。 上述技术问题通过权利要求1的特征来解决。本专利技术的特别的实施方式在从属权 利要求中重现。 令人惊奇地发现，绝缘体铸塑树脂组合物至少具有树脂组分和固化组分，其特征 在于，树脂组分包括至少一种缩水甘油酯型环氧树脂，并且该组合物附加地包括至少一种 咪唑类化合物，与现有技术的组合物相比获得明显改善的飞弧和击穿性能。按照本专利技术的 组合物由此能够有效地防止在绝缘设备部件之间的短路，并且以这种方式可以有助于电气 设备的更长的使用寿命和更高的故障安全性。由此，特别是在直流(DC)设备的运行中可以 有利地使用按照本专利技术的绝缘体组合物。不受理论的束缚，组合物的该改善的电气性能可 以归因于绝缘体组合物的改善的电荷衰减。如还特别在示例中所示的那样，按照本专利技术的 组合物例如可以使表面电荷明显更快地衰减。这些电荷可能由于组合物的高介电电阻而积 聚在绝缘体的表面上，这会导致绝缘体中的场增大并且随后导致击穿或飞弧。在此，与不具 有缩水甘油酯型环氧树脂和咪唑类化合物或仅具有树脂组分的树脂组合物相比，实现了更 快的电荷衰减。在此，在缩水甘油酯型环氧树脂的固化的范围内，通过咪唑类化合物与缩水 甘油酯型环氧树脂的直接化学作用，很可能能够实现改善的电荷衰减。不受理论的束缚，咪 唑类化合物可以与缩水甘油酯型环氧树脂反应，以形成至少部分导电的、高分子量化合物， 这些化合物以可控制的和改善的电荷和/或电压衰减而突出。由此，具有按照本专利技术的组合 物的绝缘体可以使表面电荷更快地衰减，这导致组合物的更小的电材料应力。由于电荷更 快地衰减，可以使绝缘体的介电老化减小，由此实现绝缘体的总体上更长的使用寿命。在此 可以实现这种改善，而无需损失组合物的其它机械性能。此外，利用按照本专利技术的组合物还 可以在保持故障安全性的情况下实现绝缘体的较小的结构高度。 绝缘体铸塑树脂组合物在本专利技术的意义上是包括至少一种树脂组分和一个固化 组分的组合物。树脂至少在加工的部分范围内以能铸塑的形式，也就是低粘度的或液体的 形式存在，并且由此可以通过浇铸将其引入不同的模具。通常地，至少组合物的树脂组分和 固化组分相互反应，以形成三维网络。由此，组合物(树脂)在模具中硬化，然后可以脱模。当 按照本专利技术的绝缘体铸塑树脂组合物在20Γ下具有大于或等于10 12Ω/cm，优选大于或等于 1〇14 Ω /cm，此外优选IO16 Ω /cm的比体积电阻（体积电阻率，Volumen-Resistivillt)时，该 绝缘体铸塑树脂组合物具有绝缘体性能。大部分材料的体积电阻率被制成表或可以根据本 领域技术人员公知的方法来确定。此外，铸塑树脂组合物还可以具有本领域技术人员公知 的添加剂，诸如填充剂(玻璃纤维、玻璃颗粒、云母等）、粘合促进剂、止泡剂、催化剂、脱模剂 或减水剂(FliePmittel)。 考虑本领域技术人员公知的缩水甘油酯型环氧树脂和相应的固化组分的组合作 为树脂组分和固化组分。可采用的缩水甘油酯型环氧树脂在此可以由有机多元酸和表氯 醇、β-甲基环氧氯丙烷、缩水甘油和/或类似的卤环氧化物的反应得到。有机多元酸在此可 以具有脂肪族的、脂环族的以及芳香族的基本骨架。不同的缩水甘油酯型环氧树脂的混合 物按照本专利技术也可以用在组合物中。作为固化组分对于本领域技术人员常用的是，例如酚 醛树脂固化剂、聚胺固化剂、多羧酸的酸固化剂等。特殊地，酚醛树脂固化剂可以包括苯酚 酚醛清漆树脂、双酚酚醛清漆树脂、聚对乙烯基苯酚。例如聚胺固化剂可以从包含二亚乙基 三胺、三亚乙基四胺、四乙烯五胺、双氰胺、聚酰胺胺、聚酰氨树脂、酮亚胺化合物、异弗尔酮 二胺、间苯二甲胺、间苯二胺、1，3_环己二甲胺（I，3_Bis(aminomethyl )cyclohexan)、Ν_氨 乙基哌嗪、4,4'_二氨基二苯基甲烷、4,4'_二氨基-3,3'_二甲基联苯基甲烷、氨苯砜等的组 中选择。特别地，一般也可以采用有机酸酐的组中的多羧酸固化剂。也可以采用不同的固化 剂的混合物。 咪唑类化合物在本专利技术的意义上是在分子中具有至少一个如下形式的1，3_二氮 杂-2，4-环戊二稀单元（I，3_Diaza_2，4-cyclopentadien-Einheit)的化合物：其中化合物的扣取代的氢可以彼此独立地通过相同或不同的有机基R来取代。自 由基R可以彼此独立地从包含氢、卤素、乙醇、乙醛、羧酸、氰基、异氰基、未取代或取代的Cl-C30烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基、杂芳基的组中选择。 在优选的实施方案中，组合物可以包括缩水甘油酯型环氧树脂，其中缩水甘油酯 型环氧树脂相应于以下的式（I): R(COOCH2CHOCH2)n 式（I)， 其中n = 2、3或4并且R =取代的或未取代的C4至ClO烷基、烯基、环烷基、环烯基、杂 烷基(Heteroalkyl )、芳基、杂芳基。令人惊奇地证明，使用按照上述式的缩水甘油酯型环氧 树脂产生机械稳定的绝缘体，其还可以具有快速的电荷衰减。此外，固化反应快速地进行并 且模制品还可以简单地脱模。不受理论的束缚，通过选择具有多个环氧基和上面说明的取 代方式的缩水甘油酯型环氧树脂，在优选同时与咪唑类化合物相互作用的条件下，可以得 到树脂的有效交联。由此可以控制在绝缘体上的导电率和电荷衰减并且获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘体铸塑树脂组合物，至少具有树脂组分和固化组分，其特征在于，树脂组分包括至少一种缩水甘油酯型环氧树脂，并且该组合物附加地包括至少一种咪唑类化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G斯维亚特科夫斯基，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE