电线圈的浸渍方法,以及浸渍所选用的环氧树脂组合物技术

一种用热固性环氧树脂组合物浸渍电线圈的方法，该组合物室温下为固体，并且包含以下组分：（ａ）室温下为固体的环氧树脂；（ｂ）用于成分（ａ）的交联剂；（ｃ）成分（ａ）和（ｂ）反应的适宜的加速剂；及（ｄ）占组合物总重量１５－７０％的填料；该方法可以免除使用牺牲模具的需要并数倍减少完成线圈涂敷所需要的固化时间，直至降低至几分钟。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用聚合物材料浸渍电线圈的方法，电线圈包含两层或多层绕组，每层绕组由一圈以上的金属线形式的电传导材料组成，聚合物材料使各个金属线形式的线圈彼此电绝缘，其中借助可固化的环氧树脂组合物包封线圈的各个绕组，并且将该组合物热固化，本专利技术还涉及实现浸渍所特别优选的可固化的组合物。由WO-A-96/01481已知，可固化的环氧树脂组合物可用于浸渍电线圈，而且如果需要，可用于涂敷电线圈，该组合物在室温下为液态，并且包含(a)液态双酚A二环氧甘油醚、(b)用于其的交联剂、(c)液体二环氧甘油醚(a)和交联剂(b)反应的适宜的加速剂、以及(d)基于成分(a)和(b)，包含40-60wt％方解石和针状、合成硅灰石的填充材料，所说的电线圈包括绕组，而绕组包含数层每层由许多圈薄的、金属线状的导体材料组成，其实例为变压器或者发火线圈的次级绕组。使用如上提及的液体环氧树脂系统虽然能足够地浸渍这种绕组，即能够将环氧树脂在绕组的所有圈之间浸透，但仍存在一些缺陷。例如，液体环氧树脂系统仅能以双组分形式进行配制，就使用者而言，这对加工的复杂性构成了不能忽视的增加。此外，液体浸渍系统要求使用具有成品线圈所需外形的牺牲模具。需要封装(pot)的线圈必须引入这个模具中。接着，通常在将其抽成真空后，必需用液体可固化环氧树脂组合物填充模具，并且在模具中固化该组合物。固化之后，不能将模具除去，而必须作为牺牲模具永远保留在线圈周围。除此之外，上述液体环氧树脂组合物的另一个非常明显的缺陷是它们的固化时间极长，一般长达数小时，因此要大量生产线圈就必需使用大型固化炉。本专利技术的目的是避免上述与线圈浸渍有关的缺陷，特别是发火线圈、印刷变压器和回扫变压器。迄今发现使用固体、优选经过纤维加强的、可固化环氧树脂，即使在室温即约15-25℃下也可以浸渍这种线圈，所说的这种组合物具有以下定义的特定组分。这里特别令人惊奇的是这种组合物即使它们中包含相对大量的加强材料也能够充分浸透常规发火线圈和变压器的次级绕组，所说的加强材料由长度最多约2.5mm的无机纤维组成。使用这种固体环氧树脂组合物可以免除使用罩(有时称为“损耗罩”)的需要，并且数倍减少完成线圈涂敷所需要的固化时间，直至降低至几分钟，一般不超过15分钟。因此，本专利技术最宽意义上提供一种用聚合物材料浸渍包含绕组的电线圈的方法，绕组包括两层或多层，每层由一圈以上的金属线形式的电传导材料组成，聚合物材料借助于热固化的环氧树脂组合物使各个金属线形式的线圈彼此电绝缘，该组合物室温下为固体，并且包含以下组成(a)室温下为固体的环氧树脂，选自(a1)基于酚醛清漆的聚缩水甘油醚；(a2)基于双酚的二环氧甘油醚，和(a3)一种以上成分(a1)和(a2)的混合物；(b)用于成分(a)的交联剂；(c)成分(a)和(b)反应的适宜的加速剂(d)组合物总重量15-70wt％的填料，选自(d1)碳酸钙(d2)石英粉(d3)硅灰石，其颗粒的长度与横截面的平均比小于5∶1；(d4)成分(d1)、(d2)和(d3)的混合物，以及(d5)成分(d1)、(d2)、(d3)和(d4)与其它无机填料的混合物。本应用中浸渍是指对电线圈的处理，由此借助可固化的环氧树脂组合物包封至少一个线圈绕组的各个圈，并且热固化组合物。这种处理可以包括用可固化的环氧树脂组合物对线圈不同部分的完全包封，或者对整个线圈的包封，包括线圈架。另外，本专利技术方法使用的组合物中优选包含(e)组合物总重量10-60wt％的针状或小纤维状颗粒的无机增强剂，颗粒的长度为0.05-2.5mm，长度与横截面的平均比为5∶1或5∶1以上。成分(d)和(e)的总量不超过组合物总重量的80wt％。优选使用特定选择的组合物，其中的增强剂由长度为0.15-2.5mm的针状或小纤维状颗粒组成。本专利技术附加提供这些组合物。特别优选，增强剂包括玻璃纤维材料、尤其是研碎的或切碎的玻璃纤维，其长度为0.05-2.5mm且直径优选为10-30μm，它们可以是各种形式并且可以市售得到。已证明特别适合的增强材料包括长度为0.05mm的玻璃纤维，特别是0.15-2mm，优选0.15-1mm；例如，大约0.2-0.25mm长的玻璃纤维。本专利技术方法所使用的、并且为本专利技术组合物中成分(a1)的酚醛清漆基聚缩水甘油醚，具体为(a1.1)基于环氧苯酚型酚醛清漆的聚缩水甘油醚，(a1.2)基于环氧甲酚型酚醛清漆的聚缩水甘油醚，或(a1.3)(a1.1)和/或(a1.2)型环氧酚醛清漆的混合物成分(a2)优选包括基于双酚A的二环氧甘油醚。它们可以是预拉伸(改进)的树脂，通过将双酚A二环氧甘油醚与化学计算亏量的物质反应获得的，所说的物质具有两个和环氧基反应的基团，具体说是将1.1-2mol的双酚A二环氧甘油醚和1mol双酚A反应。合宜的交联剂(b)选自(b1)双氰胺，(b2)聚羧酸酐和(b3)一种以上成分(b1)和/或(b2)和/或一种或多种多酚的混合物。如果使用有机羧酸酐作为交联剂，优选使用芳族或环脂族聚羧酸酐，尤其是对应的二羧酸酐，例如邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、或甲基四氢邻苯二甲酸酐。特别优选室温下为固体的羧酸酐。如果交联剂中含有一定比例的多酚，这对浸渍组合物的加工是有利的。但是，由于相对大量的多酚的存在会阻碍可固化组合物浸透到绕组中，因此降低了浸渍的深度，交联剂中多酚比例的上限要根据所需要的浸渍深度来定。优选多酚为苯酚型酚醛清漆，甲酚型酚醛清漆和/或所说类型酚醛清漆的混合物。交联剂(b)以常用量使用；例如，基于环氧树脂以最多50wt％、优选最多25wt％的量使用。每环氧当量的组合物特别优选使用0.16-0.5mol的双氰胺，特别是以本专利技术组合物中每环氧当量含有0.25-0.35mol双氰胺的量添加。当使用双氰胺作为交联剂时，本专利技术环氧树脂组合物的潜伏状态特别好，意味着它们可以在室温下(约15-25℃)保藏而不会出现问题。作为加速剂(d)，可以使用本领域技术人员已知的所有可以加速环氧树脂和双氰胺或和多酚、或者分别和有机酸酐反应的常用物质。用于和双氰胺反应的加速剂的实例为碱金属醇化物、叔胺，尤其是六亚甲基四胺、膦、例如三苯基膦、季铵化合物、取代脲、例如N-(4-氯苯基)-N,N’-二甲基脲或N-(3-氯-4-甲基苯基)-N,N’-二甲基脲、曼尼期碱、如2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚或2,4,6-三(二乙氨基甲基)苯酚、咪唑或咪唑衍生物、例如2-苯基咪唑、2-乙基咪唑、2-甲基咪唑或苯并咪唑、以及BC13和BF3与叔胺如三甲胺、辛基二甲胺、三乙胺、哌啶、吡啶或六亚甲基四胺的配合物。优选咪唑、尤其是2-乙基咪唑。和多酚反应的加速剂的实例是叔胺、例如苄基二甲胺、咪唑类、例如咪唑、2-苯基咪唑、2-乙基咪唑、2-甲基咪唑或苯并咪唑、或季铵化合物。和羧酸酐反应的加速剂的实例是叔胺及其盐、例如N-苄基二甲胺或三乙醇胺、曼尼期碱、如上面以及提到的、咪唑和咪唑衍生物、季铵盐、如氯化苄基三甲基铵、鏻盐、例如溴化四苯基鏻、和碱金属醇盐。加速剂的量优选1-30重量份/100重量份催化剂，特别优选3-20重量份，特别是5-12重量份。形成所述组合物成分(d)的填料，其颗粒粒径分布优选为0.1-200μm，特别是0.2-60μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用聚合物材料浸渍包含绕组的电线圈的方法，绕组包括两层或多层，每层由一圈以上的金属线形式的电传导材料组成。聚合物材料借助可热固化的环氧树脂组合物使各个金属线形式的线圈彼此电绝缘，该组合物室温下为固体，并且包含以下组成：（ａ）室温下为固 体的环氧树脂，选自（ａ１）基于酚醛清漆的聚缩水甘油醚，（ａ２）基于双酚的二环氧甘油醚，和（ａ３）一种以上成分（ａ１）和（ａ２）的混合物；（ｂ）用于成分（ａ）的交联剂；（ｃ）成分（ａ）和（ｂ）反应的适宜的加速剂（ｄ）组 合物总重量１５－７０ｗｔ％的填料，选自（ｄ１）碳酸钙（ｄ２）石英粉（ｄ３）硅灰石，其颗粒的长度与横截面的平均比小于５∶１；（ｄ４）成分（ｄ１）、（ｄ２）和（ｄ３）的混合物，以及（ｄ５）成分（ｄ１）、（ｄ２）、（ｄ３）和（ ｄ４）与其它无机填料的混合物。

【技术特征摘要】
CH 1997-7-2 1605/971．一种用聚合物材料浸渍包含绕组的电线圈的方法，绕组包括两层或多层，每层由一圈以上的金属线形式的电传导材料组成。聚合物材料借助可热固化的环氧树脂组合物使各个金属线形式的线圈彼此电绝缘，该组合物室温下为固体，并且包含以下组成(a)室温下为固体的环氧树脂，选自(a1)基于酚醛清漆的聚缩水甘油醚，(a2)基于双酚的二环氧甘油醚，和(a3)一种以上成分(a1)和(a2)的混合物；(b)用于成分(a)的交联剂；(c)成分(a)和(b)反应的适宜的加速剂(d)组合物总重量15-70wt％的填料，选自(d1)碳酸钙(d2)石英粉(d3)硅灰石，其颗粒的长度与横截面的平均比小于5∶1；(d4)成分(d1)、(d2)和(d3)的混合物，以及(d5)成分(d1)、(d2)、(d3)和(d4)与其它无机填料的混合物。2．根据权利要求1的方法，其中组合物还包含(e)组合物总重量10-60wt％的针状或小纤维状颗粒的无机增强剂，颗粒的长度为0.05-2.5mm，长度与横截面的平均比为5∶1或5∶1以上。成分(d)和(e)的总量不超过组合物总重量的80wt％。3．根据权利要求2的方法，其中增强剂(e)由长度0.15-2.5mm的针状或小纤维状颗粒组成。4．根据权利要求1或3的方法，其中增强剂为玻璃纤维材料。5．根据权利要求1-4中任一权利要求的方法，其中成分(a1)选自(a1.1)基于环氧苯酚型酚醛清漆的聚缩水甘油醚，(a1.2)基于环氧甲酚型酚醛清漆的聚缩水甘油醚，或(a1.3)(a1.1)和/或(a1.2)型环氧酚醛清漆的混合物6．根据权利要求1-5中任一权利要求的方法，其中成分(a2)是基于双酚A的二环氧甘油醚。7．根据权利要求1-6中任一权利要求的方法，其中交联剂(b)选自(b1)双氰胺，(b2)聚羧酸酐和(b3)一种以上成分(b1)和/或(b2)和/或一种或多种多酚的混合物。8．根据权利要求7的方法，其中多酚选自苯酚型酚醛清漆，甲酚型酚醛清漆和/或所说类型酚醛清漆的混合物。9．根据权利要求1-8中任一权利要求的方法，其中填料为硅灰石。10．根据权利要求9的方法，其中组合物还包含(f)韧化剂11．根据权利要求10的方法，其中韧化剂(f)优选选自(f1)聚硅氧烷改性环氧树脂和(f2)基于聚二甲基硅氧烷和己内酯或基于聚己酸内酯的嵌段共聚物。12．根据权利要求11的方法，其中韧化剂(f1)是聚硅氧烷改性的双酚A基二环氧甘油醚。13．根据权利要求1-4或6-12中任一权利要求的方法，其中组合物包含以下组分作为成分(a)(b)和(c)(a2)一种或多种基于双酚的二环氧甘油醚，(b2)一种或多种聚羧酸酐；(c)用于成分(a2)和成分(b2)反应的适宜的加速剂。14．根据权利要求1-5或7-12中任一权利要求的方法，其中组合物包含以下组分作为成分(a)(b)和(c)(a)室温下为固体的环氧树脂，选自(a1)基于酚醛清漆的聚缩水甘油醚；(a2)基于双酚的二环氧甘油醚，并且优选(a3)一种以上成分(a1)和(a2)的混合物；(b)交联剂，选自(b1)双氰胺，和(b4)双氰胺和多酚的混合物；和(c)成分(a)和所选成分(b1)或(b4)反应的适宜的加速剂，优选六亚甲基四胺。15．根据权利要求14的方法，其中成分(a)是基于甲酚型酚醛清漆的聚缩水甘油醚。16．根据权利要求14或15的方法，其中交联剂(b)是双氰胺。17．根据权利要求14或15的方法，其中交联剂(b)是双氰胺和多酚的混合物，且多酚选自苯酚型酚醛清漆，甲酚型酚醛清漆和/或所说类型酚醛清漆的混合物。18．根据权利要求1-17中任一权利要求的方法，其中组合物还包含(g)脱模剂。19．根据权利要求1-18中任一权利要求的方法，其中将线圈引入模具中，将可固化...

【专利技术属性】
技术研发人员：DT贝姆，U威德曼，PD维里斯，F布莱勒，HF巴克曼，D格劳克，
申请(专利权)人：万迪科股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]