电绝缘的浇注制品及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种电绝缘的浇注制品，其包括具有长期优异高温蠕变性能的粘接剂界面，而不劣化其粘接力，即使它在阳极氧化方法后长期保持之后进行浇注操作也是如此，本发明专利技术还提供了一种制造上述的包括粘接剂界面的电绝缘的浇注制品的方法。一种氧化物膜是由多个棱柱形单格构成的。在深度方向上延伸的孔和在该棱柱形单格表面处的开口近似地是在该棱柱形单格中心附近形成的，并且在相对于内周表面大约垂直方向上延伸的分支孔是进一步在所述孔的内周表面处形成的。氧化物膜的厚度厚于0.5μm且小于2.0μm。将粘接剂填充到棱柱形单格的每个孔中，并且其厚度是1μm或者更大且40μm或者更小。

【技术实现步骤摘要】

此处所述的实施方案通常涉及到包括金属部件和绝缘的树脂材料的电绝缘的浇 注制品，以及该电绝缘的浇注制品的制造方法。专利技术背景通常，在用于高容量电力传输设备等的电力设备中，金属部件是导体，并且由作为 绝缘体的树脂例如环氧树脂来支持。在这种情况中，将该金属部件浇注到树脂内来确保该 金属部件附着到树脂上。上述电力设备在其内部通过激励产生了热，所以它通常是在室温或者更高温度的 温度状态使用的。另外，经常是这样的情况，即，该电力设备是在室温或者更高温度状态下 使用的，这归因于在夏季由于直射日光等形成的热和白天时来自外面的热(这取决于在室 内、户外等的安装状态)。当温度状态是室温或者更高时，二者热膨胀系数的差异造成的应 力是在金属部件和用于包埋的浇注树脂之间的界面处产生的，并因此削弱了界面处的粘接 力，以及在该电力设备是浇注制品时容易发生剥离。已知的是有不同的方法来抑制界面处的粘接弱化和剥离的发生。具体的，已知的 是一种方法，其中作为金属部件的铝合金和作为浇注树脂的环氧树脂经由底胶层(primer layer)来整合到一起。在这种方法中，该底胶层例如是通过用丙酮和醇稀释的化合物双 酚-类型环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛和酚树脂来提供的。此外，已知其中将金属部件的表面通过喷砂进行粗糙化的方法、和其中在金属部 件的表面上通过化学和电化学方法例如转化处理、酸蚀刻方法、勃姆石方法、阳极氧化方法 来形成坚固的氧化物膜的方法，作为浇注操作的预加工，来提高金属部件和浇注树脂之间 的粘接力。具体的，FPL蚀刻方法是一种通过在硫酸/重铬酸溶液中进行蚀刻，来在作为金属 部件的铝合金表面上形成大约数十nm的超薄氧化物膜层的方法。该FPL蚀刻方法已知的 是一种用于提高作为浇注树脂的环氧树脂和金属部件之间的粘接力的代表性方法，并且它 被用作标准例如JIS K6848、ASTM D2651。此外，磷酸阳极氧化技术已知的是一种预加工方法，其在高温高湿环境下具有优 于FPL蚀刻方法的耐久性。这种磷酸阳极氧化技术是这样的技术，其用于经由膜状态粘接 剂层，来在铝合金(其中磷酸阳极氧化物膜层各自是在其表面上形成的)彼此之间、铝合金 (其中阳极氧化物膜层是在其表面形成的)和不同种类的金属之间、或者铝合金(其中阳极 氧化物膜层是在其表面形成的)和复合材料之间进行粘附。但是，使用双酚-类型环氧树脂(底胶层)的粘接剂本身具有低的玻璃化转变温 度和低的热阻，并因此，难以确保金属部件和浇注环氧树脂之间的界面处的粘接力，特别是 在高温态时更是如此。此外，近年来，对于减少影响环境物质的使用量的要求日益提高，并且期望开发不 使用铬的金属部件表面粘接剂预加工技术。另一方面，在上述的磷酸阳极氧化技术中，在阳极氧化方法之后必需将铝合金进行水洗、加热和干燥加工，其后在3天内用底胶涂覆，并且保持来确保足够的粘接剂强度。 另外，据称从铝合金一旦进行了底胶涂覆的时间开始到将它转移到粘接剂方法，这里存在着最长10天的保持时间界限，虽然根据底胶的种类它是不同的。在磷酸阳极方法之后一系列的保持期的限制阻碍了对于制造方法的管理，并且是阻碍生产率的一个因素。此外，已知的是在通过阳极氧化在铝合金部件表面上形成的氧化物膜在大约 110° C时发生裂纹，这归因于与铝合金基础材料热膨胀系数的差异，并且由此产生了热应力。在浇注操作中最小需要130° C或者更高的二次固化温度。因此，期望这样的粘接剂预加工技术，其中在铝合金表面形成的阳极氧化物膜与浇注树脂之间的粘接力不会变差。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个问题是提供一种电绝缘的浇注制品，其包括具有长期优异高温蠕变性能的粘接剂界面，而不劣化其粘接力，即使它在阳极氧化方法后长期保持之后进行浇注操作也是如此，本专利技术还提供了一种制造上述包括粘接剂界面的电绝缘的浇注制品的方法。根据该实施方案的一种电绝缘的浇注制品，其包括由铝合金或者纯铝形成的基础材料；浇注树脂；在基础材料表面上形成的氧化物膜；和提供在该基础材料和浇注树脂之间的粘接剂，并且该粘合剂使在基础材料上形成氧化物膜的表面粘附到浇注树脂上。该氧化物膜是由多个棱柱形单格(cell)组成的。在深度方向上延伸的孔和在棱柱形单格表面处的开口大致是在该棱柱形单格中心附近形成的，并且在相对于内周表面大约垂直方向上延伸的分支孔是进一步在所述孔的内周表面处形成的。该氧化物膜的厚度厚于O. 5 μ m且小于2. O μ m。将粘接剂填充到棱柱形单格的每个孔中，并且其厚度是I μ m或者更高且40 μ m或者更低。附图说明图1是一个示意图，表示了根据第一实施方案和第二实施方案，在阳极氧化铝合金元件的铝合金表面上形成的阳极氧化物膜的横截面结构。图2A、图2B、图2C和图2D是截面图，依次表示了第一实施方案和第二实施方案中的阳极氧化物膜的制造等，和示意性表示了在环氧浇注加工之前铝合金元件表面的横截面结构。图3是截面图,表不了在第一实施方案和第二实施方案以及对比例中用于抗拉强度测试的试样的形状。图4是表示第一实施方案中铝部件和浇注环氧树脂之间的粘接剂部分的高温蠕变测试结果的图。图5是遮蔽固定器的示意图，用于在第三实施方案中使得阳极氧化物膜不在铝合金元件表面上形成。具体实施方式下文中，参考图1和图2A至图2D来描述本专利技术的实施方案。图1是一个表示通 过本专利技术实施方案形成的阳极氧化物膜的横截面结构的示意图。如图1所示，阳极氧化物膜16是由多个棱柱形单格8组成的。该多个棱柱形单格8每 个为具有微孔3的大致的六方棱柱态，并且它们彼此相邻地形成在成为铝合金元件的基础 材料2上。详细地，机械强度高的部分(称作阻挡层5)是在基础材料2例如铝合金和一个棱 柱形单格8中的棱柱形单格8的底部部分上形成的。棱柱形单格8从阻挡层5向上(基础 材料2的表面向上)延伸。微孔3大致是在棱柱形单格8中心附近形成的。微孔3在棱柱 形单格8上表面处即在阳极氧化物膜16的表面处开口，而设定阻挡层5作为底部部分。此 外，分支微孔7是在多孔部分4的侧表面(微孔内周表面)上形成的，从底部部分朝向微孔 3上部的开口部分，处于相对于基础材料2表面方向大约垂直的方向上，即，微孔3的轴向 (深度方向)。棱柱形单格8的长度即阳极氧化物膜16的厚度、存在/不存在分支微孔7、和微孔 3的直径是根据期望通过下述的阳极氧化方法来形成的。材料例如所谓的非合金的纯铝材料、JIS1000系列合金(是纯铝系列)、JIS6000 系列合金(是Al-Mg-Si系列)、和JIS7000系列合金(是Al-Zn-Mg系列)可以用作基础 材料2，并且对它没有特别限制，只要它是纯铝和铝合金就行。此外，可以使用这样的材料， 其中对这些合金进行热处理例如溶液热处理和老化处理，还可以使用这些铝合金的包覆材 料。下文中，使用图2A-图2D依次描述了用于制造阳极氧化物膜等所必需的材料和方法。首先，如图2A所示，例如制备铝合金的基础材料2。机械强度较小的氧化物膜9是 在作为铝合金的基础材料2表面上形成的。因此，在进行阳极氧化方法之前，除去在基础材 料2表面上形成的不均匀的氧化物膜9。例如，在用脱脂液体清洗该基础材料2之后，在氢 氧化钠(苛性钠)溶液中进行碱蚀刻，在硝酸溶液或者含有硝酸和氢氟酸的硝酸溶液中进 行除垢处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电绝缘的浇注制品，其包含：由铝合金或者纯铝形成的基础材料；浇注树脂；在基础材料表面上形成的氧化物膜；和提供在基础材料和浇注树脂之间的粘接剂，并且该粘合剂使在基础材料上形成氧化物膜的表面粘附到浇注树脂上，其中该氧化物膜由多个棱柱形单格组成；其中大约在该棱柱形单格中心附近形成有在深度方向上延伸且在棱柱形单格表面处的开口的孔，并且在孔的内周表面处进一步形成有相对于内周表面在大约垂直方向上延伸的分支孔；其中该氧化物膜的厚度大于0.5μm且小于2.0μm；和其中粘接剂被填充到棱柱形单格的每个孔中，并且其厚度是1μm或者更大且40μm或者更小。

【技术特征摘要】
2011.09.29 JP 215722/20111.一种电绝缘的浇注制品，其包含由铝合金或者纯铝形成的基础材料；浇注树脂；在基础材料表面上形成的氧化物膜；和提供在基础材料和烧注树脂之间的粘接剂，并且该粘合剂使在基础材料上形成氧化物膜的表面粘附到浇注树脂上，其中该氧化物膜由多个棱柱形单格组成；其中大约在该棱柱形单格中心附近形成有在深度方向上延伸且在棱柱形单格表面处的开口的孔，并且在孔的内周表面处进一步形成有相对于内周表面在大约垂直方向上延伸的分支孔；其中该氧化物膜的厚度大于O. 5 μ m且小于2. O μ m ;和其中粘接剂被填充到棱柱形单格的每个孔中，并且其厚度是I μ m或者更大且40 μ m或者更小。2.根据权利要求1的电绝缘的浇注制品，其中该粘接剂是由主成分和加入到该主成分中的具有可熔酚醛树脂型酚树脂的固化剂组成的，该主成分由一个分子中具有至少两个或者更多个环氧基团的环氧化合物组成。3.根据权利要求2的电绝缘的浇注制品，其中该主成分是双官能双酚-类型环...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野俊之，平田大裕，武井雅文，椎木元晴，小野田裕子，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：