适用于制备具有改进的热时效性质的电绝缘件的可硬化环氧树脂组合物，其中所述可硬化环氧树脂组合物包括环氧树脂、硬化剂、无机填料组合物和用于改进该聚合物母体和该填料之间的结合性的偶联剂，和非必要的其他添加剂，其特征在于，（ｉ）该填料组合物包括硅石和三水合铝（ＡＴＨ），硅石∶ＡＴＨ之比为１０∶１～１∶１０；（ｉｉ）该硅石的平均粒径分布在１００μｍ～０．５μｍ范围内；（ｉｉｉ）ＡＴＨ的平均粒径分布低于１０μｍ，优选在１０．０μｍ～０．５μｍ范围内；和（ｉｖ）以该绝缘组合物的总重量计，该填料组合物的含量在２０～８０ｗｔ％范围内，以及其中（ｖ）以该绝缘组合物的总重量计，该偶联剂的含量优选在０．１～１０ｗｔ％范围内，该组合物用于制备电绝缘件的用途，包含这种电绝缘系统的电气制品。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适用于制备具有改进的热时效性质的电绝缘件的可硬化环氧树脂组合物。本专利技术涉及适用于作为用于制备电绝缘件的绝缘树脂的可硬化环氧树脂组合物，其尤其适用于浸渍电线圏领域和用于制备电气元件，例如变压器、套管、绝缘体、开关、传感器、变流器和电缆终端密封，特别是通过使用真空铸造或自动加压胶凝(APG )制备方法。
技术介绍
环氧树脂组合物通常用于制备用于电气应用的绝缘材料。为了改进其机械性质同时也为了降低成本，这些环氧树脂组合物通常包含无机填料。硅石粉是优选的填料。该无机填料可以与三水合铝(ATH)混合。然而，ATH的添加通常导致对该组合物的机械性质的显著影响。环氧树脂与其它热固性聚合物相比具有多种优点。环氧树脂通常具有较低的价格，容易加工，具有良好的介电和机械性质。然而，硬化的环氧树脂通常具有有限的热稳定性。目前的市场需要电气装置(例如变压器)具有升高的过载容量和延长的寿命，有时同时需要升高的耐火性。因此需要例如变压器在较高的温度下操作，因此该绝缘材料必须表现出更高的耐热性。在例如G. Pritchard, Developments inReinforced Plastics, vol. 5, Applied Science (1986)中描述了这一问题，其中显示环氧树脂不适用于升高温度下的应用。本专利技术的目的是提供可以经硬化以生成与已知的包含填料的硬化环氧树脂相比，特别与填充有硅石的环氧树脂组合物相比，具有显著提高的热稳定性的电绝缘材料的可硬化环氧树脂组合物。依照本专利技术的环氧树脂组合物此外具有较低的粘度，因此可以使用常规的真空铸造和/或自动加压胶凝(APG)制备方法制备。在该硬化状态下，这种组合物与已知的硬化的填充有硅石的环氧树脂组合物相比，并不显示出显著的机械性质损失。
技术实现思路
已知从机械角度来讲，填充有硅石的环氧化物比填充有ATH的系统表现更好。对于选择的填料，通常接受的观点是如果实现了该填 料的正确分散，那么在恒定的填料重量份数的情况下机械性质随着填 料粒径的降低而提高。然而，随着填料粒径的降低，该树脂组合物的 粘度升高，使得不再能够使用常规技术(例如真空铸造或自动加压胶凝(APG)制备方法)来处理包括所需量的填料以及其中该填料具有 相对较低的粒径分布的组合物。为解决这一问题，已经开发了在该组 合物中添加加工助剂(例如可在市场上获得的包含酸性基团的有机共 聚物，例如具有129mgKOH/g的酸值的Byk W-9010)的方法。已经发现用ATH代替一部分硅石填料令人惊奇地导致该热时效 性质的显著改进。因此，通过对该组合物进行谨慎配比，可以获得具 有与常规填充有硅石的环氧化物类似的机械和加工性质但同时具有 卓越的热时效性质的混合物。在权利要求中定义了本专利技术。本专利技术涉及适用于制备具有改进的 热时效性质的电绝缘件的可硬化环氧树脂组合物(即非固化的组合 物)，其中所述可硬化环氧树脂组合物包括环氧树脂、硬化剂、无机 填料组合物和用于改进该聚合物母体和该填料之间的结合性的偶联 剂，和非必要的其他添加剂，其特征在于，(i) 该填料组合物包括硅石和三水合铝(ATH),硅石ATH之 比为10:1 ~ 1:10;(ii) 该硅石的平均粒径分布在100lam 0.5nm范围内；(iii) ATH的平均粒径分布低于10|iim，优选在lO.O]um ~ 0.5pm 范围内；和(iv) 以该绝缘组合物的总重量计，该填料组合物的含量在20~ 80wt。/。范围内，以及其中(v) 以该绝缘组合物的总重量计，该偶联剂的含量优选在0.1 ~ 10wt%范围内。作为非必要的添加剂，该组合物可以另外至少包括与硅石和ATH 不同的填料、用于增强该环氧树脂与该硬化剂的聚合的固化剂(加速 剂)、至少润湿/分散剂、至少一种增塑剂、抗氧化剂、光吸收剂以及8电气应用中所用的其它添加剂。本专利技术还涉及具有改进的热时效性质的如前所述的^5更化的环氧 树脂组合物，其形式为电绝缘件。本专利技术还涉及包含该^^化的环氧树脂组合物的成型制品，该7哽化 的环氧树脂组合物的形式为电绝缘件，例如电线圈以及电气元件，例 如变压器、套管、绝缘体、开关、传感器、变流器和电缆终端密封， 优选所述制品是通过使用真空铸造或自动加压胶凝(APG)制备方法 制备的。该填料组合物包括与三水合铝(ATH)混合的硅石，硅石ATH 之比为10:1-1:10，优选为5:1 ~ 1:5,优选为约2:1~1:2;最优选为 约1:1。该填料组合物可以另外包括与硅石和ATH不同的已知无机填 料，以ATH的重量含量计，其重量比率不超过50wt% ,优选不超过 30wt%,优选不超过15wt。/。。然而，最优选不存在与硅石和ATH不 同的无机填料。该珪石和所述与硅石和ATH不同的其他填料的平均粒径分布优 选在100Mm~5pm范围内，优选在50pm ~ 5pm范围内，优选为约 10pm。优选至少70%的颗粒、优选至少80%的颗粒、优选至少90% 的颗粒具有在所述范围内的粒径。ATH的平均粒径分布优选在约5.0lim 0.5jim范围内，优选在约 4.0jum~ l.Ojum范围内。优选至少70%的颗粒、优选至少80%的颗粒、 优选至少90%的颗粒具有在所述范围内的粒径。以该绝缘组合物的总重量计，该填料组合物的含量在20~80wt %范围内，优选在40 70wt。/。范围内，优选在50 65wt。/。范围内。该用于改进该聚合物母体和该填料之间的结合性的偶联剂选自 硅烷、硅氧烷、钛酸盐化合物、锆酸盐化合物、铝酸盐化合物、官能 化共聚物和有机酸-氯化铬配位化合物。优选为硅烷和硅氧烷。最优选 为硅烷。以该绝缘组合物的总重量计，该偶联剂的含量在约0.1~10.0wt %范围内，优选在约0.1 4.0wt。/。范围内，优选为约0.1 ~ 2.0wtQ/o ， 优选在约0.4 ~ 1.0wt。/。范围内。该硅烷可以例如为携带有活性基团的三烷基硅烷，例如三曱基硅 烷、二曱基苯基硅烷或苯基二曱基硅烷；携带有反应基的具有一个、两个或三个烷氧基的烷氧基硅烷，例如曱基二曱氧基硅烷或三曱氧基 硅烷。所有所述硅烷都携带有活性基团。这种优选的反应基团是羟基、 氢化曱硅烷基(以形成^SiH)、羧基、烷基-环氧基、乙烯基(以形成三Si-CHNCH2)、烯丙基(以形成^Si-CH2-CHK:H2)或胺基或亚 烷基胺基。优选为烷基-环氧基官能团。优选的实施例是3-缩水甘油 基氧丙基三曱氧基硅烷，其可以商标Dow Z-6040在市场上得到。所 述活性基团可以与环氧树脂的环氧官能团或硬化剂的官能团(例如其 可以是羧基官能团或酸酐官能团)反应。这种硅烷符合化学式(R)3Si(反 应基团)，其中该反应基团具有如上所述的含义，取代基R的定义如 下所述。该硅氧烷偶联剂优选选自优选携带有反应基团的聚二曱基硅氧 烷，该反应基团优选选自羟基、氬化甲硅烷基(以形成^SiH)、羧 基、烷基-环氧基、乙烯基或烯丙基或胺基或亚烷基胺基，优选为烷基 -环氧基官能团。优选该偶联剂包括通式(I)或通式(II)的化合物或化合物的混 合物RR—如一(CH2)P^<JR (I)R 1R1 —Si-O R1其中R彼此独立为具有1~8个碳原子的非必要取代的烷基、本文档来自技高网...
【技术保护点】
适用于制备具有改进的热时效性质的电绝缘件的可硬化环氧树脂组合物，其中所述可硬化环氧树脂组合物包括环氧树脂、硬化剂、无机填料组合物和用于改进该聚合物母体和该填料之间的结合性的偶联剂，和非必要的其他添加剂，其特征在于， （ｉ）该填料组合物 包括硅石和三水合铝（ＡＴＨ），硅石：ＡＴＨ之比为１０∶１～１∶１０； （ｉｉ）该硅石的平均粒径分布在１００μｍ～０．５μｍ范围内； （ｉｉｉ）ＡＴＨ的平均粒径分布低于１０μｍ，优选在１０．０μｍ～０．５μｍ范围内；和 （ｉ ｖ）以该绝缘组合物的总重量计，该填料组合物的含量在２０～８０ｗｔ％范围内，以及其中 （ｖ）以该绝缘组合物的总重量计，该偶联剂的含量优选在０．１～１０ｗｔ％范围内。
【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：S沙尔，C高尔，V蒂利特，F阿劳佐，P冈扎莱茨，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]
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