本发明专利技术提供了粉末组合物，包括２０－９０ｐｈｒ的一种或一种以上的具有至少４０℃的玻璃化转变温度（Ｔｇ）的硅酮树脂，１０－８０ｐｈｒ的一种或一种以上的选自缩水甘油基官能化丙烯酸系树脂，芳族环氧树脂或线型酚醛树脂与羧基官能化丙烯酸系树脂、羧基官能化聚酯树脂或缩水甘油基官能化丙烯酸系树脂的混合物中的树脂，以及一种或一种以上的填料，比如硅灰石、硫酸钡、云母、滑石、氧化铝、层状硅酸盐如蒙脱石，和它们的混合物。该一种或一种以上的硅酮树脂可以是或不是薄片状的和可以含有或不含有甲硅烷醇基团。本发明专利技术的组合物提供了不含直径大于３０μｍ的空隙的单层或多层粉末涂层，并且可以满足电绝缘应用的ＵＬ Ｃｌａｓｓ Ｈ（１８０℃）检验。此外，该组合物可以用来提供粉末涂层，薄膜，模制品，电灌封化合物和电封装化合物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于制备电绝缘粉末涂层、薄膜和制品的粉料，电绝缘粉末涂层、薄膜和制品，以及制备电绝缘粉末涂层的方法。更具体地说，本专利技术涉及含有硅酮树脂的粉料，满足或超过对于电绝缘应用评定的Class H(180℃)UL(Underwriter’s Laboratories)的粉末涂层，以及制备这种电绝缘粉末涂层的方法。
技术介绍
在负荷下的电绝缘层具有有限的使用寿命，与作用于该绝缘层的电场强度成反比。使用寿命能够被认为是绝缘层类型的特性，通过挤出形成的绝缘层(即在高压电缆中)的使用寿命可以比由在开关设备中使用的环氧树脂或铸塑树脂形成的绝缘层高许多倍。然而，用于生产电缆绝缘层的挤出方法是连续方法，它尤其适于生产准无限、几何简单结构。挤出方法不能用来制备复杂而小的结构，比如电动机线圈或开关设备中的连接的绝缘层。另外，在挤出中使用的材料，例如未填充、纯聚乙烯(PE)不适合于许多可能的应用，因为这类PE绝缘层仅能够在至多大约90℃下使用。粉末涂层提供了可以形成涂层的介质，没有由可燃溶剂造成的危险和没有涂层干燥或脱挥发分的费用。如在Baumann等人的U.S.专利公开No.2003/0113539中教导的那样，不象挤出，粉末涂装可以适合作为甚至高度复杂的导电体结构的绝缘方法。尤其，通过连续多次施涂环氧树脂粉末和加热，形成凝胶或中间固化层，可制备具有至多10mm的厚度的绝缘层。然而，在该专利中使用的环氧树脂粉末涂层的性能被评定为Class B UL等级(至多130℃)，也就是说，在130℃以上，环氧树脂涂层破坏，不能保持物理和电绝缘性能。而同时，工作温度常常高达或保持在200℃。此外，在施涂过程中在多层涂层中形成了空隙，从而导致涂层具有不理想的浑浊外观和导致了绝缘性能的不连续性和电学使用寿命减少。在电绝缘和发电工业中，对于在电力负载下具有增强的耐高温性，从而获得更有效的发电的粉末涂层存在着需求。具体地说，对于满足UL Class H(180℃)检验(UL 1446-Systems of InsulatingMaterials-General)的粉末涂层和粉末涂敷的基材存在需求。此外，对于在高达205℃的温度的工作中显示了低电损耗或tanδ，从而在使用中提供了安全裕度的电绝缘、无起雾绝缘粉末涂层存在着需求。本专利技术的概述根据本专利技术，粉末组合物包括≥20phr或≥30phr或≥40phr，比如≤90phr，≤80phr，≤70phr或≤60phr的一种或一种以上的具有至少40℃的玻璃化转变温度(Tg)的硅酮树脂，≥10phr或≥20phr或≥30phr或≥40phr，比如≤80phr，≤70phr或≤60phr的一种或一种以上的选自羧基官能化聚酯与芳族环氧树脂的混合物，羧基官能化丙烯酸系树脂与芳族环氧树脂的混合物，羧基官能化聚酯与线型酚醛树脂的混合物，羧基官能化丙烯酸系树脂与线型酚醛树脂的混合物，缩水甘油基官能化丙烯酸系树脂与线型酚醛树脂的混合物，和缩水甘油基官能化丙烯酸系树脂中的树脂，以及10-200phr的一种或一种以上的选自硅灰石，硫酸钡，云母，氧化铝，粘土，比如层状硅酸盐如蒙脱土，偏硅酸钠，偏硅酸镁，滑石，珍珠岩，CaCO3，玻璃粉，玻璃须晶或它们的混合物中的填料。此外，该粉末组合物可以进一步包括0.5-10phr的一种或一种以上的选自ZnO、TiO2、结晶二氧化硅、无定形沉淀二氧化硅、Al(OH)3、氧化锆、钛酸钡或它们的混合物中的细粒度填料。通常，该一种或一种以上的硅酮树脂可以是薄片状的，这增加了其Tg。另外，所述一种或一种以上的硅酮树脂可以含有0.25-7.0wt％的甲硅烷醇基团，基于硅酮树脂的总重量。例如，所述一种或一种以上的硅酮树脂各自可以含有甲硅烷醇基团。或者，在粉末组合物中的硅酮树脂的混合物可以含有0.25-7.0wt％的甲硅烷醇基团，基于硅酮树脂的总重量。例如，该粉末组合物可以包括等重量份的具有1.2wt％甲硅烷醇官能团的薄片状甲基苯基硅酮树脂和具有0.2wt％的甲硅烷醇官能团的苯基硅酮树脂的共混物。该组合物可以用来提供粉末涂层、薄膜、模制品、电灌封化合物(potting compound)和电封装化合物(encapsulation compound)。另外，该组合物提供了包括1-10层涂层的粉末涂层或薄膜，其中各层可以具有25-400μm厚和总涂层厚度是25μm-3mm。不同的层可以包括不同的粉末涂层，例如导电性最内层和导电性最外层的一个或两个可以夹入一个或一个以上的电绝缘层。本专利技术的详细描述本专利技术提供了一种粉末组合物，其含有一种或一种以上的具有至少40℃的玻璃化转变温度(Tg)的硅酮树脂，一种或一种以上的选自缩水甘油基官能化丙烯酸系树脂，芳族环氧树脂或线型酚醛树脂与羧基官能化丙烯酸系树脂，羧基官能化聚酯树脂或缩水甘油基官能化丙烯酸系树脂的混合物中的树脂，以及一种或一种以上的填料，如硅灰石。该一种或一种以上的硅酮树脂可以是或不是薄片状的。本专利技术的组合物提供了不含直径大于30μm的空隙，无浑浊和当固化时在50Hz和1kV/mm(1000V/mm)的涂层厚度的电负载下在200℃显示了低于15％的电损耗，或小于0.15的tanδ的单层或多层粉末涂层。该一层或多层涂层例如可以在50Hz下在1kV/mm涂层厚度的电负载下在200℃具有低于0.10的tanδ。此外，该组合物可以用来提供满足UL ClassH(180℃)检验的粉末涂层，薄膜，模制品，电灌封化合物和电封装化合物。在一个实施方案中，本专利技术提供了可以开裂以缓解使用中的应力，从而增加介电常数和减小tanδ或正切电损耗的含环氧树脂的粉末涂层。在另一个实施方案中，根据本专利技术的任何含环氧树脂的粉末涂层可以包括环氧树脂和橡胶的加合物或可以含有环氧树脂和另外含有环氧树脂和橡胶的加合物。在本文中，除非另有规定，百分率按重量计。此外，除非另有规定，在本专利技术的粉末组合物中的树脂和其他组分的总量按相对于100重量份的树脂的重量份表示(phr)。本文中列举的所有界限和范围包括了端值，并且可以结合。因此，如果树脂A被说成以≥20phr，例如≥40phr，或≥50phr的量使用，独立地，树脂A被说成以低于90phr，例如低于80phr的量使用，那么树脂A可供选择地以20-80phr，20-90phr，40-80phr，40-90phr，50-80phr，50-90phr，20-40phr，20-50phr，80-90phr的量，或以40-50phr的量使用。本文使用的短语“酸值”是指中和1g聚合物中的碱反应性基团所需的KOH的mg数，具有单位(mg KOH/g聚合物)。该酸值根据ASTM标准试验方法D 1639-90来测定。除非另有规定，本文使用的短语“丙烯酸系”是指丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，以及它们的任何混合物或结合物。本文使用的短语“平均粒度或直径”是指通过使用位于Rohm andHaas Powder Coatings Reading，PA Facility，Equipment Serial #343 15-33的Malvern Instruments，Malvern，PA设备的激光散射法所测定的粒径。本文使用的任意聚合物的“玻璃本文档来自技高网...
【技术保护点】
粉末组合物，包括：２０－９０ｐｈｒ的一种或一种以上的具有至少４０℃的玻璃化转变温度（Ｔｇ）的硅酮树脂；１０－８０ｐｈｒ的一种或一种以上的选自羧基官能化聚酯与芳族环氧树脂的混合物，羧基官能化丙烯酸系树脂与芳族环氧树脂的混合物， 羧基官能化聚酯与线型酚醛树脂的混合物，羧基官能化丙烯酸系树脂与线型酚醛树脂的混合物，缩水甘油基官能化丙烯酸系树脂与线型酚醛树脂的混合物，和缩水甘油基官能化丙烯酸系树脂中的树脂；和１０－２００ｐｈｒ的一种或一种以上的选自硅灰石，硅灰石 与硫酸钡的混合物，云母，云母与硫酸钡的混合物，硅灰石与云母的混合物，硫酸钡，氧化铝，粘土，偏硅酸钠，偏硅酸镁，滑石，白垩，珍珠岩，ＣａＣＯ↓［３］，烧结玻璃料，石英玻璃粉，具有８∶１－４０∶１的纵横比的玻璃须晶，具有８∶１－４０∶１的纵横比的短切玻璃纤维，碳化硅，氮化硅，聚钛碳硅烷，具有４２０－４５０℃的Ｔｇ的磷酸盐玻璃料，或它们的混合物中的填料。
【技术特征摘要】
US 2003-9-18 60/504,0261.粉末组合物，包括20-90phr的一种或一种以上的具有至少40℃的玻璃化转变温度(Tg)的硅酮树脂；10-80phr的一种或一种以上的选自羧基官能化聚酯与芳族环氧树脂的混合物，羧基官能化丙烯酸系树脂与芳族环氧树脂的混合物，羧基官能化聚酯与线型酚醛树脂的混合物，羧基官能化丙烯酸系树脂与线型酚醛树脂的混合物，缩水甘油基官能化丙烯酸系树脂与线型酚醛树脂的混合物，和缩水甘油基官能化丙烯酸系树脂中的树脂；和10-200phr的一种或一种以上的选自硅灰石，硅灰石与硫酸钡的混合物，云母，云母与硫酸钡的混合物，硅灰石与云母的混合物，硫酸钡，氧化铝，粘土，偏硅酸钠，偏硅酸镁，滑石，白垩，珍珠岩，CaCO3，烧结玻璃料，石英玻璃粉，具有8∶1-40∶1的纵横比的玻璃须晶，具有8∶1-40∶1的纵横比的短切玻璃纤维，碳化硅，氮化硅，聚钛碳硅烷，具有420-450℃的Tg的磷酸盐玻璃料，或它们的混合物中的填料。2.如权利要求1所要求的粉末组合物，进一步包括0.5-10phr的一种或一种以上的选自ZnO、TiO...
【专利技术属性】
技术研发人员：GD科雷尔，ML克拉默尔，NL奥森巴赫，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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