产生高压电绝缘体的方法技术

本发明专利技术提供了产生高压电绝缘体的方法，其中，（i）提供了可紫外辐射固化且可热固化的组合物，包括至少一种可UV固化且可热固化的环氧树脂、至少一种阳离子光引发剂和至少一种阳离子热引发剂，以及（ii）以任何期望的顺序将紫外辐射和热应用至所述可固化组合物并持续足够长的时间直到所述可固化组合物得以完全固化，以及根据所述方法获得的产物。

A method of producing high voltage electrical insulators

The present invention provides a method for producing high voltage electrical insulator, wherein (I) provides curable ultraviolet radiation and thermal curable compositions, comprising at least one UV curing and heat curing epoxy resin, at least one cationic photoinitiator and at least one cationic thermal initiator, and (II) to any desired order of ultraviolet radiation and heat applied to the curable composition and long enough until the curable composition can be completely cured, and the product obtained according to said method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】产生高压电绝缘体的方法
本专利技术涉及一种通过可紫外辐射（UV）固化且可热固化的组合物产生高压电绝缘体的方法，所述组合物包括至少一种可UV固化且可热固化的环氧树脂、至少一种阳离子光引发剂和至少一种阳离子热引发剂。本专利技术还涉及所述可紫外辐射（UV）固化且可热固化的组合物。优选地，本专利技术涉及一种产生纤维增强复合物形式的纤维增强高压电绝缘体的方法，该材料由可紫外辐射（UV）固化且可热固化的组合物制成，该组合物包括至少一种可UV固化且可热固化的环氧树脂、至少一种阳离子光引发剂、至少一种阳离子热引发剂和纤维增强材料，纤维增强材料诸如连续无机或有机纤维，如单纤维，或者以细丝或编织丝的形式，或者如短纤维，或者它们的组合，优选地，通过使用湿法细丝缠绕工艺实施产生所述纤维增强高压电绝缘体的方法。
技术介绍
用于产生高压电绝缘体的可热固化的环氧树脂组合物通常基于包括环氧树脂组分和硬化组分的双组分系统。在高温下对这些组合物进行持续若干小时固化，其需要较长的固化和冷却时间以及长时间对模具的占用。而且，诸如酸酐的许多热硬化组分可以产生排放物以及与此有关的健康和环境问题。在一些生产工艺中，如湿法细丝缠绕，这种可热固化组合物的使用具有额外的缺点，如由于滴落的材料损失（其可以多达10%的量），对固化炉内心轴的连续旋转的需要，以及当缠绕时改变浸渍树脂或者增强纤维时难以产生多层结构。现在已经发现，用于产生高压电绝缘体的可热固化的环氧树脂组合物可以基于阳离子可固化环氧树脂，不使用硬化组分，即，表示为单组分环氧树脂系统，所述系统是可UV固化且可热固化的。通过以可UV固化且可热固化的单组分环氧树脂系统代替可热固化的双组分环氧树脂系统，能够克服上述限制，同时产生以下优点：具有在分钟范围内的较短的固化时间，降低能耗以及几乎没有能够引起健康和环境问题的排放物。当使用阳离子可固化环氧树脂时，据发现，由于UV光穿过材料的穿透深度受限，难以均匀地固化较厚或高填充的树脂系统。因此，不能够通过UV辐照产生具有若干毫米至厘米（cm）厚度的足够固化的部分，从而使得这些部分可以用作电高压绝缘体。本专利技术在不限于涂布应用和进一步使用传统脂肪族和/或芳香族环氧树脂（尽管事实上芳香族树脂吸收UV光）的情况下允许产生相对厚的层。惊人地发现，当使用可UV固化且可热固化的阳离子可固化环氧树脂时，通过应用UV固化以及热固化来固化所述可固化环氧树脂，从而获得优质的高压绝缘体。该方法允许液态树脂的较短的固化时间、在生产工艺中没有材料的滴落和浪费、没有或仅有少量有害排放物、以及较短的模具占用时间和生产工艺的简化，诸如在固化期间不需要旋转烘箱中的心轴。WO2007/017307公开了用于生产用于潮湿空间中的电子组件的漆的可UV固化且可热固化的环氧树脂配方。所述树脂配方包含诸如乙醇和多元醇的稀释剂。实验表明，这些配方不适合用作高压绝缘体。US7,795,744B2公开了特别的可UV固化且可热固化的环氧树脂配方，该配方生产出对玻璃具有良好的密封和粘接性能的固化产物，当将要附接的两种材料中的至少一种是玻璃时该固化产物作为粘合剂。这些配方也不适合于高压绝缘体的生产。
技术实现思路
权利要求中限定了本专利技术。特别地，本专利技术涉及一种产生高压电绝缘体的方法，其特征在于：（i）提供了可紫外辐射固化且可热固化的组合物，该组合物包括至少一种可UV固化且可热固化的环氧树脂、至少一种阳离子光引发剂和至少一种阳离子热引发剂，以及（ii）以任何期望的顺序将紫外辐射及热应用至所述可固化组合物并持续足够长的时间直到所述可固化组合物得以完全固化。本专利技术还涉及用于产生高压电绝缘体的可紫外辐射固化且可热固化的组合物的应用，该组合物包括至少一种可UV固化且可热固化的环氧树脂、至少一种阳离子光引发剂以及至少一种阳离子热引发剂。所述应用包括以任何期望的顺序以紫外辐射及热处理所述可紫外辐射固化且可热固化的组合物，并持续足够长的时间，直到所述可固化组合物得以完全固化。本专利技术还涉及一种产生作为纤维增强复合物的纤维增强高压电绝缘体形式的高压电绝缘体的方法，其特征在于：（i）提供了可紫外辐射固化且可热固化的组合物，该组合物包括至少一种可UV固化且可热固化的环氧树脂、至少一种阳离子光引发剂、至少一种阳离子热引发剂以及另外的纤维增强材料，纤维增强材料优选地为连续的无机或有机纤维，如单纤维，或者以细丝或编织丝的形式，或者如短纤维，或者它们的组合，以及（ii）以任何期望的顺序将紫外辐射以及热应用至所述可固化组合物，并持续足够长的时间，直到所述可固化组合物得以完全固化。优选地，通过使用湿法细丝缠绕工艺实施该方法，其中，以可紫外辐射固化且可热固化的组合物预浸渍细丝，且随后以任何期望的顺序以紫外辐射和热处理该组合物。本专利技术还涉及所述可紫外辐射固化且可热固化的组合物，其包括至少一种可UV固化且可热固化的环氧树脂、至少一种阳离子光引发剂、至少一种阳离子热引发剂以及可选择的纤维增强材料，纤维增强材料优选地为连续的无机或有机纤维，如单纤维，或者以细丝或编织丝的形式，或者如短纤维，或者它们的组合，纤维增强材料对于产生高压电绝缘体是有用的。本专利技术也涉及上文描述的组合物，该组合物包含作为阳离子光引发剂的二芳基碘盐或三芳基锍盐，以及作为阳离子热引发剂的三氟甲烷磺酸镱。本专利技术还涉及固化状态的前文所限定的可固化环氧树脂组合物，所述固化的组合物以电绝缘体系统的形式出现且优选地以根据本专利技术制造的电绝缘体的形式存在。本专利技术还涉及电器用品（electricalarticle），该电器用品包括根据本专利技术制造的电绝缘体系统。根据本专利技术的产生纤维增强高压电绝缘体形式的高压电绝缘体的方法优选地用于高压电涌放电器的生产。使用根据本专利技术的可UV固化且可热固化的环氧树脂配方允许明显地减少固化和冷却时间，以及省去高固化温度的使用。根据本专利技术，可固化组合物包括至少一种可UV固化且可热固化的环氧树脂。这种可UV固化且可热固化的环氧树脂优选地为芳香族和/或脂环族化合物。这些化合物本身是已知的。适合的环氧树脂是每个分子包含至少两个1,2-环氧基团的活性的缩水甘油化合物。可用于本专利技术的环氧化合物包括未取代的缩水甘油基团和/或以甲基基团取代的缩水甘油基团。这些缩水甘油化合物优选地具有介于200和1200之间的分子量，特别地，介于200和1000之间。环氧值（当量/100g）优选地为至少3，优选地，为至少4，且特别地，为约5，优选地，为约4.9至约5.1。优选的为具有缩水甘油醚基团和/或缩水甘油酯基团的缩水甘油化合物。这种化合物也可以同时包含这两种缩水甘油基团，例如，4-缩水甘油氧-苯甲酸-缩水甘油酯。优选的为具有1-4缩水甘油酯基团的聚缩水甘油酯，特别地为二缩水甘油酯和/或三缩水甘油酯。优选的缩水甘油酯可以衍生自芳香酸、芳烷酸、脂环族酸、杂环酸、二羧酸或者衍生自具有2至10个碳原子的脂肪族二羧酸。优选的为例如化学式（III）的可选择取代的环氧树脂：n=0或1或者为化学式（IV）的可选择取代的环氧树脂：n=0或1或者化学式（V）：优选的为衍生自双酚A或双酚F的缩水甘油醚以及衍生自苯酚酚醛清漆树脂（Phenol-Novolak-resins）或甲酚酚醛清漆树脂（Cresol-Novolak-resins）的缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
根据以下方法产生的组合物在产生高压电绝缘体系统中的应用，其特征在于，(i)提供可紫外辐射固化且可热固化的组合物，所述组合物包括(a)至(c)：(a)至少一种可UV固化且可热固化的环氧树脂；(b)至少一种阳离子光引发剂；(c)至少一种阳离子热引发剂，以及(ii)以任何期望的顺序将紫外辐射和热应用至所述可固化组合物并持续足够长的时间直到所述可固化的组合物得以完全固化；其中，所述可UV固化且可热固化的环氧树脂是每个分子包含至少两个1,2‑环氧基团的芳香族和/或脂环族活性缩水甘油化合物；其中，所述阳离子热引发剂代表以下(1)至(3)中的至少一种：(1)具有镱阳离子的盐，(2)三氟甲磺酸的金属盐，(3)具有六氟阴离子的铵盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.根据以下方法产生的组合物在产生高压电绝缘体系统中的应用，其特征在于，(i)提供可紫外辐射固化且可热固化的组合物，所述组合物包括(a)至(c)：(a)至少一种可UV固化且可热固化的环氧树脂；(b)至少一种阳离子光引发剂；(c)至少一种阳离子热引发剂，以及(ii)以任何期望的顺序将紫外辐射和热应用至所述可固化组合物并持续足够长的时间直到所述可固化的组合物得以完全固化；其中，所述可UV固化且可热固化的环氧树脂是每个分子包含至少两个1,2-环氧基团的芳香族和/或脂环族活性缩水甘油化合物；其中，所述阳离子热引发剂代表以下(1)至(3)中的至少一种：(1)具有镱阳离子的盐，(2)三氟甲磺酸的金属盐，(3)具有六氟阴离子的铵盐。2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述可UV固化且可热固化的环氧树脂代表每个分子包含至少两个1,2-环氧基团的芳香族和/或脂环族活性缩水甘油化合物，所述化合物的分子量介于200和1200之间，且环氧度(当量/1000g)至少为3。3.根据权利要求2所述的应用，其中，所述可UV固化且可热固化的环氧树脂在室温下或当加热至高达65℃的温度时为液态。4.根据权利要求1所述的应用，其中，所述阳离子光引发剂是阳离子光引发剂化合物，所述阳离子光引发剂化合物由结合有阴离子的锍阳离子和/或碘鎓阳离子组成。5.根据权利要求4所述的应用，其中，所述锍阳离子是三芳基锍阳离子[(C6H5)3S+]，在所述三芳基锍阳离子的一个或多个芳基取代基处可选择地进行取代，且所述碘鎓阳离子为二芳基碘鎓阳离子[(C6H5)2I+]，在所述二芳基碘鎓阳离子的一个或多个苯环处可选择地进行取代。6.根据权利要求5所述的应用，其中，阳离子与六氟锑酸根离子(SbF6-)结合。7.根据权利要求6所述的应用，其中，所述阳离子光引发剂为六氟锑酸三芳基锍。8.根据权利要求7所述的应用，其中，在组合物内存在的所述阳离子光引发剂的量介于0.1％(按重量计算)至5.0％(按重量计算)的范围内，每次均通过存在的环氧树脂组分的重量进行计算。9.根据权利要求1所述的应用，其中，在组合物内存在的所述阳离子热引发剂化合物的量介于0.01％(按重量计算)至3.0％(按重量计算)的范围内，每次均通过存在的环氧树脂组分的重量进行计算。10.根据权利要求1所述的应用，其中，(d)将所述可固化组合物加热至80℃至130℃的温度。11.根据权利要求1所述的应用，其中，(e)首先对所述组合物应用UV辐射，随后将所述组合物加热至60℃至130℃的范围内的温度。12.根据权利要求1所述的应用，其中，(f)使用200nm至800nm的范围内且辐照能量为1200mJ/cm2的UVA和/或U...

【专利技术属性】
技术研发人员：安娜·狄·詹尼，拉尔斯·E·施密特，帕特里克·迈尔，马尔科·圣杰尔马诺，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH