可交联的介电组合物制造技术

本发明专利技术涉及可交联的浸渍介电组合物，其中包括聚二烯多元醇，多异氰酸酯和化学惰性液体填料，其特征在于使用足够量的化学惰性液体填料使浸渍温度下低于５０ｍＰａ．ｓ的粘度保持至少１天，而且在完全交联后使２０℃和５０Ｈｚ下的δ正切值（ｔａｎδ）小于０．０２。本发明专利技术还涉及该组合物的制备方法。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于聚二烯多元醇，多异氰酸酯和惰性液体填料的可交联的介电组合物，其中惰性液体填料可使其在交联之前的给定温度下保持足够低的粘度以便将其特别是用于浸渍固体电介质如电容器，电缆和测量用变压器中所包括的电介质。在浸渍期间是液体的该组合物在交联后就变成为绝缘固体。本专利技术还涉及该组合物制备方法。该组合物的应用领域尤其是用交流电或直流电操作并且其绝缘材料要经受高电场如高于10kV/mm的电场作用的电器设备。就这些电器设备而言，浸渍液体的主要功能之一就是代替固体绝缘体或绝缘材料的空腔中所含的全部空气。在固体绝缘材料中存在空气会导致部分放电，从而使电介质或介电体并因此使电器设备损坏。在某些情况下(装有循环或流通油的高压变压器和电缆)，该绝缘材料也可作为传热流体以取出这些设备中焦耳效应所产生的热量。但是，液体电绝缘材料也有缺点如在峰值电压情况下有可能从电器设备中流出来，从而造成严重后果例如出现这些液体污染环境和电器设备中电介质击穿的危险。而且，这些绝缘材料还具有击穿电压比固体电绝缘材料低的缺点。对于液体的存在对取出热量并不关键的各种电器设备而言，已从各方面尝试用可固化的液体体系浸渍高压绝缘体或绝缘材料。但是，这些尝试在所关心的应用领域，也就是说势梯度高的高压应用领域都不成功。至于可固化的液体，已提出两种化合物。第一种由可结晶的有机液体如微晶石蜡构成。对于这种产品，虽然具有良好的介电性能，但仍观察到由于结晶而出现的收缩现象，从而使被浸渍的绝缘材料中存在空腔。第二种可固化的液体则由可缩聚和/或可交联的1-或2-组分体系构成，其中或多或少填充了尤其是惰性液体以尽可能减少收缩现象。这类体系已在01.09.1986出版的日本专利申请No.61-197620中作了说明。但是，这些产品的介电性能仍很普通，这防碍了这些产品在所关心的应用领域，即势梯度高的高压绝缘材料领域的使用。更具体地讲，介电损失角或损耗固子(下称为δ正切值或tanδ)太高。因此，在上述日本专利申请中所要求保护的产品20℃，即标准温度下的tanδ(JIS K-6911)总是高于5×10-2。而且，从该申请中还可注意到所要求保护的组合物旨在用于将电容器轴芯(bobine de condensateur)涂层。现已专利技术可交联的浸渍用介电组合物，其中包括至少一种聚二烯多元醇，至少一种多异氰酸酯和至少一种化学惰性液体填料，其特征在于多异氰酸酯的官能度大于或等于2，优选2.2-4，并且化学惰性液体填料的重量用量高于组合物的90％以使浸渍温度下低于50mPa.s的粘度保持至少1天，而且在完全交联后使20℃和50Hz下的δ正切值(tanδ)小于0.02，优选小于0.01。本文中，“浸渍温度”一词指用本专利技术组合物浸渍尤其可用于电容器的固体绝缘体或绝缘材料如塑性膜的温度。该浸渍温度保持至少1天，其值等于至少20℃，优选40～80℃。按本专利技术，在上述浸渍期间组合物粘度可能变化，但必须保持在约50mPa.s以下。按本专利技术，化学惰性液体填料重量用量高于组合物的90％，优选92-96％。按本专利技术，化学惰性液体填料是绝缘液体，该液体填料可使聚二烯多元醇和多异氰酸酯完全溶解，并且可选自烷基苯如癸基苯和月桂基苯；介电酯如多元醇如季戊四醇与一元羧酸如正庚酸的反应产物；苯二甲酸烷基酯如苯二甲酸二丁酯和苯二甲酸二辛酯；烷基多芳环化合物如一异丙基联苯(MIPB)和苯基二甲苯基乙烷(PXE)；苄基甲苯和苄基-苄基甲苯的混合物如尤其在欧洲专利No.136,230中所述混合物；单和双(甲基苄基)二甲苯的混合物如欧洲专利申请No.0,443,899中所述混合物；苄基甲苯和二苯基乙烷的混合物；介电植物油如菜籽油和玉米油以及至少两种上述绝缘液体的组合物。优选用包括50-90wt％(重量百分比)苄基甲苯(o，m和p位异构体的混合物)和50-10wt％苄基-苄基甲苯的苄基甲苯和苄基-苄基甲苯的混合物，介电酯如癸二酸二丁酯和己二酸二辛酯，苯二甲酸烷基酯如苯二甲酸二辛酯或介电植物油如菜籽油作为化学惰性液体填料。按本专利技术，化学惰性液体填料按ASTM D445标准测定的20℃下粘度不高于100mPa.s，优选4-30mPa.s。按本专利技术，所用多异氰酸酯选自芳族，脂族和环脂族多异氰酸酯以及在其分子中含有异氰脲酸酯环的多异氰酸酯，这些多异氰酸酯分子中含有至少两个异氰酸酯官能团，这类官能团可与多元醇中的羟基官能团反应而形成三维聚氨酯网，从而使组合物胶凝。本专利技术可用的芳族多异氰酸酯例子可举出4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，聚合MDI和三苯基甲烷三异氰酸酯。本专利技术可用的脂族多异氰酸酯例子可举出1，6-二异氰酸根合己烷缩二脲 环脂族多异氰酸酯例子可举出异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，环己基二异氰酸酯(CHDI)和4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯。其分子中含异氰脲酸酯环的多异氰酸酯例子可举出Rhone-Poulenc公司以商名TOLONATE HDT销售的六亚甲基二异氰酸酯三聚物和HULS公司以商名VESTANAT T 1890/100销售的三[1-(异氰酸根合甲基)-1，3，3-三甲基环己烷]异氰脲酸酯。本专利技术异氰酸酯用量可选为使NCO/OH摩尔比为1左右，优选0.85-1.15。按本专利技术，聚二烯多元醇为可用各种方法如在聚合引发剂如过氧化氢或偶氮化合物如偶氮-2，2-双[2-甲基-N-(2-羟乙基)丙酰胺]存在下用4-20碳共轭二烯进行自由基聚合或在催化剂如萘二锂存在下用4-20碳共轭二烯进行阴离子聚合而得到的羟基远螯共轭二烯齐聚物。按本专利技术，聚二烯多元醇的共轭二烯选自丁二烯，异戊二烯，氯丁二烯，1，3-戊二烯和环戊二烯。应用链上环氧化的共轭二烯羟基远螯齐聚物和氢化的共轭二烯羟基远螯齐聚物也在本专利技术的范围之内。按本专利技术，聚二烯多元醇的数均分子量不高于7000，优选1000-3000。这类聚合物的官能度为1-5，优选1.8-3，而30℃下动态粘度至少等于600mPa.s。聚二烯多元醇例子可举出Elf Atochem SA.公司以商名Poly Bd45HT和Poly Bd20LM销售的羟基化聚丁二烯。按本专利技术，除了聚二烯多元醇之外，介电组合物中还可包括一或多种低分子量多元醇。“低分子量多元醇”一词意指分子量为50-800的多元醇。这类多元醇例子可举出乙二醇，丙二醇，二乙二醇，二丙乙醇，聚醚二醇，1，4-丁二醇，1，6-己二醇，2-乙基-1，3-己二醇，N，N-双(2-羟丙基)丙氨酸，3-甲基-1，5-戊二醇，三羟甲基丙烷，季戊四醇，AKZO公司以商名DIANOL 320销售的丙氧基化双酚A和至少两种上述多元醇的混合物。在应用低分子量多元醇的情况下，计算NCO/OH摩尔比时应考虑到该低分子量多元醇所提供的羟基。虽然使用催化剂并不是关键性的，但若需要，在某些情况下亦可使用，所用催化剂可选自叔胺，咪唑和有机金属化合物。叔胺例子可举出1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)和N，N，N′，N″，N″-五甲基二亚乙基三胺。有机金属化合物例子可举出二丁基二月桂酸锡，二丁基乙酸锡和有机铋衍生物。室温(约20℃)下按任何足以保证各组分良好分散的搅拌方式将各组分混合即可得到本专利技术的可交联的组合物。但是，本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
可交联的浸渍介电组合物，其中包括至少一种聚二烯多元醇，至少一种多异氰酸酯和至少一种化学惰性液体填料，其特征在于多异氰酸酯的官能度大于或等于２，并且化学惰性液体填料的重量用量高于组合物的９０％以使浸渍温度下低于５０ｍＰａ．ｓ的粘度保持至少１天，而且在完全交联后使２０℃和５０Ｈｚ下的δ正切值（ｔａｎδ）小于０．０２。

【技术特征摘要】
FR 1995-5-19 95059891.可交联的浸渍介电组合物，其中包括至少一种聚二烯多元醇，至少一种多异氰酸酯和至少一种化学惰性液体填料，其特征在于多异氰酸酯的官能度大于或等于2，并且化学惰性液体填料的重量用量高于组合物的90％以使浸渍温度下低于50mPa.s的粘度保持至少1天，而且在完全交联后使20℃和50Hz下的δ正切值(tanδ)小于0.02。2.权利要求1的组合物，其特征在于多异氰酸酯官能度为2.2-4。3.权利要求1的组合物，其特征在于化学惰性液体填料的重量用量为组合物的92-96％。4.权利要求1的组合物，其特征在于浸渍温度至少20℃，优选40-90℃。5.权利要求5的组合物，其特征在于化学惰性液体填料为选自烷基苯，介电酯，烷基多芳环化合物，苯二甲酸烷基酯，苄基甲苯和苄基-苄基甲苯的混合物，单和双(甲基苄基)二甲苯的混合物，苄基甲苯和二苯基乙烷的混合物以及植物油的绝缘液体。6.权利要求5的组合物，其特征在于苯二酸烷基酯为苯二酸二辛酯。7.权利要求5的组合物，其特征在于介电酯为癸二酸二丁酯或己二酸二辛酯。8.权利要求5的组合物，其特征在于植物油为菜籽油。9.权利要求5的组合物，其特征在于化学惰性液体填料为苄基甲苯与苄基-苄基甲苯的50-90wt％苄基甲基(o，m和p位异构体的混合物)/50-10wt％苄基-苄基甲苯的混合物。10.权利要求9的组合物，其特征在于化学惰性液体填料为包括75wt％苄基甲苯和25wt％苄基-苄基甲苯的混合物。11.权利要求5-10中任一项的组合物，其特征在于化学惰性液体填料按ASTM D445标准测定的20℃下粘度不高于100mPa.s，优选4-30mPa.s。12.权利要求1的组合物，其特征在于聚二烯多元醇为羟基远螯共轭二烯齐聚物。13.权利要求12的组合物，其特征在于共轭二烯为丁二烯。14.权利要求1的组合物，其特征在于聚二烯多元醇数均分子量不高于7000，优选1000-3000。15.权利要求1的组合物，其特征在于聚二烯多元醇官能度为1-5，优选1.8-3。16.权利要求1或2的组合物，其特征在于多异氰酸酯分子中含有异氰脲酸酯环。17.权利要求16的组合物，其特征在于多异氰酸酯为三[1-(异氰酸根合甲基)-1，3，3...

【专利技术属性】
技术研发人员：N堡格，P杰伊，
申请(专利权)人：埃勒夫阿托化学有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]