直接重叠注塑制造技术

本发明专利技术公开了一种包含环氧树脂和填料组合物的可固化组合物、通过使所述可固化组合物固化而得到的固化产品以及所述固化产品作为电气或电子构件的电绝缘结构材料的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】直接重叠注塑本专利技术涉及一种包含环氧树脂和填料组合物的可固化组合物、通过使所述可固化组合物固化而得到的固化产品以及所述固化产品作为电气或电子构件的电绝缘结构材料的用途。此外，本专利技术涉及可固化组合物在制造电气设备的构件或部件中的用途以及制造电绝缘设备的方法。开关装置的构件要符合非常严格的要求。通常，电气构件配备有由电绝缘合成树脂组成的护套。护套除了所需的电介质特性以外，机械特性也是重要的，例如抗冲击性和形成龟裂的倾向。用于在高达约40kV电压下工作的高性能电气构件(例如真空开关设备或变压器) 的护套树脂的一个关键的因素为在温度变化期间抗龟裂形成。热循环龟裂抗性的指示为所谓的龟裂指数值(RI)。在护套材料中为了避免龟裂，现有技术建议将开关设备的真空室和其他部件安装在电介质模制品中并包封在由环氧树脂组成的承载外壳内。为了防止龟裂形成，模塑组合物含有填充粉末，例如石英粉末或合成二氧化硅粉末。然而，通过该方法达到的龟裂指数值(RI)不足以用于高性能电气构件。此外，已将电气构件包封在聚硅氧烷或聚氨酯或“软”浇铸树脂中，使其具有某种缓冲来承受由于热膨胀的不匹配而引起的应力。包封技术意味着出于机械原因，在引入环氧树脂中之前，真空开关室和插入的部件必须通过弹性体材料加缓冲。对这种材料的要求是高介电强度和足够的弹性，以吸收热应力和机械应力。弹性体缓冲吸收在操作过程中由于包封材料和待包封构件的不同的热膨胀的不匹配而在包封的构件中出现的应力。然而，该技术需要至少两个工艺步骤，这样不太经济而且耗时。因此，优选其中将环氧树脂直接施用于开关设备的真空室并且不需要另外的缓冲的模塑工艺。W0-A1-2004/090913描述了一种用于制造低压、中压和高压应用的开关装置的模制品的方法，其中将具有预定的直径尺寸Dx分布的玻璃球混合物引入包封胶中，由此产生直接包封构件。然而，在W0-A1-2004/090913中所公开的用于直接重叠注塑(overmold)开关装置的方法遭受空心球体的高成本，此外，在混合过程中空心球体可能被部分机械破坏， 这样降低效率。此外，公开了可使用另外的填料，例如无定形硅石和硅灰石。然而，该申请未教导这两种填料的特定组合可适于用作待用于直接重叠注塑真空开关设备的环氧体系的填料。EP-A2-1 176 171公开了一种用于直接重叠注塑开关设备的电介质材料，该材料包括可热固化的基质树脂，该可热固化的基质树脂包含环氧树脂和改性酸酐以及无机颗粒和具有核/壳结构的橡胶颗粒。然而，无机颗粒与具有核/壳结构的橡胶颗粒的组合非常曰虫印贝οUS-B1-6，638，567公幵了一种可固化组合物，该组合物包含(a)在室温下为液体并在其中悬浮核/壳聚合物的脂环族环氧树脂；(b)多元羧酸酸酐；和(c)两种不同的填料(Cl)和(c2)，其中(Cl)为当温度上升超过室温时能释放水的填料；(c2)为增强材料；填料(cl)和(c2的总比例基于组合物中组分(a)、(b)、(cl)和 (c2)的总量为58-73%重量；并且填料(cl)与(c2)的重量比为1:3-1: 1。该可固化组合物可用于直接重叠注塑真空开关设备和其他高性能电气构件。然而，核-壳聚合物增韧的体系非常昂贵。本专利技术的目的是克服与现有技术所公开的体系相关的问题。此外，本专利技术的目的是提供一种可固化组合物，所述组合物可直接施用于开关设备的陶瓷外壳，并且当陶瓷外壳的温度变化时高度耐龟裂。现已意想不到地发现，通过包含不同填料的特定的组合的可固化的环氧树脂组合物可解决上述问题。本专利技术的第一个实施方案是一种可固化组合物，所述组合物包含a)环氧树脂和b)填料组合物，所述填料组合物包含i)硅灰石和ii)无定形硅石。本专利技术的可固化组合物的一种必要组分为填料组合物，所述填料组合物包含硅灰石和无定形硅石。硅灰石为具有化学式Ca3的天然存在的针形硅酸钙，其粒径在微米范围。 人工生产的硅灰石也是针形的。硅灰石市售可得，例如以商品名Nyad 购自Nyco Company 或以商品名 Tremin 购自 Quarzwerke, Germany,例如，Tremin 283_100EST 或 Tremin ^3-600EST。根据一个优选的实施方案，硅灰石为优选平均粒径d5(1为1-100μπι，更优选 2-50 μ m，最优选3-25 μ m的粉末，根据ISO 13320-1 :1999测定。还优选其中硅灰石的粒径d95为1-200 μ m,更优选2-100 μ m,最优选5-90 μ m的可固化组合物，根据ISO 13320-1 :1999测定。D5tl称为颗粒直径的中值。这意味着粉末包含50%的粒径比d5(1值大的颗粒和50% 的粒径比d5(l值小的颗粒。D95是指95%的颗粒具有比d95值小的粒径，而5%的颗粒具有比 d95值大的粒径。优选硅灰石的体积密度为0. 40-0. 90g/cm3,更优选0. 49-0. 80g/cm3,最优选 0. 55-0. 76g/cm3，根据 DIN 52466 测定。特别优选比表面BET为2-5m2/g的硅灰石，根据DIN 66132测定。优选本专利技术的可固化组合物包含经表面处理的硅灰石。优选地，硅灰石经硅烷表面处理，所述硅烷优选选自氨基硅烷、环氧硅烷、(甲基)丙烯酸硅烷、甲基硅烷和乙烯基硅焼。优选硅烷选自下式的硅烷权利要求1.可固化组合物，所述组合物包含a)环氧树脂和b)填料组合物，所述填料组合物包含 i)硅灰石和 )无定形硅石。2.权利要求1的可固化组合物，其中所述硅灰石和/或所述无定形硅石的平均粒径 (d50)为 2-50 μ m。3.权利要求1或2的可固化组合物，其中所述填料组合物的至少一种填料经硅烷表面处理。4.权利要求3的可固化组合物，其中所述硅灰石和/或所述无定形硅石经硅烷表面处理，所述硅烷选自氨基硅烷、环氧硅烷、(甲基)丙烯酸硅烷、甲基硅烷和乙烯基硅烷。5.前述权利要求中至少一项的可固化组合物，其中所述无定形硅石为天然的无定形硅石或熔凝硅石。6.前述权利要求中至少一项的可固化组合物，其中无定形硅石与硅灰石的重量比为 10 1-1 10，优选 9 1-1 9，更优选 85 15-15 85，特别优选 70 30-30 70， 最优选 60 40-40 60。7.前述权利要求中至少一项的可固化组合物，所述组合物还包含多元羧酸的酸酐。8.前述权利要求中至少一项的可固化组合物在制造电气设备的构件或部件中的用途。9.权利要求8的用途，所述用途为直接重叠注塑开关设备的真空室。10.用于制造电绝缘设备的方法，所述方法包括以下步骤a)将权利要求1-7中至少一项的可固化组合物施用于电气构件的外壳；和b)使所述可固化组合物固化。11.权利要求10的方法，其中将所述可固化组合物施用于开关设备的真空室的陶瓷外tJXi O12.权利要求10或11的方法，所述方法包括以下步骤a)将所述可固化组合物注射到温度为130-160°C的预热的模具中，其中所述模具含有开关设备的陶瓷外壳b)使所述可固化组合物至少部分固化c)除去所述模具，和d)任选使所述可固化组合物后固化。13.权利要求11或12中至少一项的方法，其中所述可固化组合物与所述开关设备的陶瓷外壳的表面直接接触。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：C·拜塞勒，J·格林德林，D·贝尔，
申请(专利权)人：亨斯迈先进材料瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：