CN101092504A - 一种应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂，其包括不饱和环氧酯树脂、酚醛树脂、稀释剂、引发剂、阻聚剂，其中酚醛树脂为热塑性酚醛树脂，并且还加入了二官能度羟基固化剂和不饱和环氧酯树脂的固化促进剂。本发明不仅提高了树脂固化后的抗冲击强度，并且缩短树脂固化时间，降低能耗，提高了生产效率。

Description

一种应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂

技术领域

本发明涉及一种无溶剂浸渍树脂，特别涉及应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂，属于绝缘材料领域。

背景技术

高压电机定子线圈真空压力浸渍(简称VPI)绝缘是目前世界上先进的绝缘处理技术。浸渍树脂是VPI绝缘系统中最为关键的一个部分，直接关系到高压电机定子线圈主绝缘的机械和电气性能。

目前国内用于VPI绝缘系统的浸渍树脂有三类：第一类是环氧酸酐/苯乙烯体系；第二类是环氧酯/苯乙烯体系，它是利用环氧树脂与不饱和酸酐和丙烯酸类物质反应成酯，并将金属有机络合物作固化促进剂，酚醛树脂作环氧固化剂；第三类是亚胺改性不饱和聚酯/苯乙烯体系。其中以第二类环氧酯/苯乙烯体系的贮存稳定性及浸透性最好，因而在国内应用的范围最广，应用的时间最长，在高压电机行业的影响力也最大。

然而在环氧酯/苯乙烯体系长期使用过程也存在因树脂体系带来的固化温度高、固化时间长等缺点，并且与少胶带配合固化后因树脂交联密度大使得浸渍树脂的抗冲击强度较低，韧性较差，在电机频繁启动和运行振动过程中容易引起绝缘结构损伤，影响绝缘结构的寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂，以解决现有技术中存在的上述问题。用本发明的这种无溶剂树脂不仅提高了树脂固化后的抗冲击强度，并且缩短树脂固化时间，在同等温度条件下，烘焙时间比现有技术的短3～5小时)，降低能耗，提高了电机生产效率。

本发明的一种应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂，其包括不饱和环氧酯树脂、酚醛树脂、稀释剂、引发剂、阻聚剂，其特征在于所述的酚醛树脂为热塑性酚醛树脂，且该无溶剂树脂中还加入了二官能度羟基固化剂和不饱和环氧酯树脂的固化促进剂，所述的二官能度羟基固化剂为双酚A、双酚F或二苯基二羟基硅醇中的任意一种，所述的固化促进剂为乙酰丙酮铝或乙酰丙酮铝与一种或几种稀土金属的混合物，各组分的重量百分比范围是：

不饱和环氧酯树脂  48％～55％

热塑性酚醛树脂    2.5％～9％

稀释剂            35％～50％

引发剂            0.1％～0.4％

阻聚剂            0.05％～0.075％

二官能度羟基固化剂0.2％～3％

固化促进剂        0.5％～1％。

所述的不饱和环氧酯树脂优选双酚A型不饱和环氧酯树脂。

所述的二官能度羟基固化剂的重量百分比推荐在0.2％～1％。

所述的稀土金属优选钕、钇、镨。

上述的稀释剂、引发剂、阻聚剂是无溶剂浸渍树脂合成领域中常用的添加剂。稀释剂主要是交联剂单体，并能使树脂粘度降低，使树脂具有较好的渗透性，常用的稀释剂如苯乙烯、α-甲基苯乙烯；引发剂能引发自由基聚合反应，在无溶剂浸渍树脂合成领域常使用有机过氧化物类物质，例如过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯；阻聚剂可以防止聚合作用的进行，用于延长树脂的贮存期，常用的阻聚剂有2.4.6-三硝基苯酚、对苯二酚、对叔丁基邻苯二酚等。

本发明的应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂中采用了不饱和环氧酯树脂，优选双酚A型不饱和环氧酯树脂，这类树脂不仅有较好的成型工艺性，优良的电气、机械性能，还有较低的固化收缩率。另外加入了固化剂热塑性酚醛树脂，能固化不饱和环氧酯树脂，进一步提高本发明的无溶剂树脂的机械强度和耐热性能。

本发明的应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂中还加入了二官能度羟基固化剂：双酚A、双酚F或二苯基二羟基硅醇，这类固化剂的分子上有能与不饱和环氧酯树脂上的环氧基反应的高活性羟基，它在固化过程中增长了相邻交联点间距离，降低了交联密度，从而降低了本发明的无溶剂树脂的脆性，提高了抗冲击性能，同时也缩短了树脂固化的时间。另外本发明中加入的不饱和环氧酯树脂的固化促进剂，即乙酰丙酮铝或乙酰丙酮铝与一种或几种稀土金属的混合物，对上述的酚醛树脂和二官能度羟基固化剂上的羟基与不饱和环氧酯树脂上的环氧基之间发生的固化反应有明显的潜伏性促进作用(与环氧酯树脂体系中的活性官能团络合形成络合物)，一方面能在室温或低温条件下限制该树脂的反应活性，延长贮存期，另一方面能在130℃以上的高温下促进树脂体系的快速固化，缩短固化时间。

综上所述，在本发明的应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂体系中，热塑性酚醛树脂、二官能度羟基固化剂和固化促进剂三者能协同促进固化作用，有效的加快了该树脂体系在高温下的反应速度，降低了固化温度，缩短了固化时间，提高了抗冲击性能。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步阐述本发明所述的一种应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂。

实施例

本发明的一种应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂，按照下述重量配比称取各原料组分：丙烯酸顺酐双酚A型环氧酯树脂50份，双酚A 0.5份，酚醛树脂(2123型)3.9份，苯乙烯(稀释剂)44.64份，过氧化二异丙苯(引发剂)0.2份，2.4.6-三硝基苯酚(阻聚剂)0.06份和乙酰丙酮铝0.7份。

本发明的应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂的生产工艺如下：

步骤1：将丙烯酸顺酐双酚A型环氧酯和双酚A混合后，向其中加入微量的N，N-二甲基苄胺催化剂，控制所得混合物的温度在130℃～150℃，搅拌下反应20～40分钟，再降温至120℃。

步骤2：向步骤1反应所得混合物中加入2123型酚醛树脂和乙酰丙酮铝，控制温度在100℃～120℃，搅拌下反应15～20分钟，再降温至80℃。

步骤3：向步骤3反应所得混合物中加入活性稀释剂苯乙烯和阻聚剂2.4.6-三硝基苯酚，控制温度在50℃，再加入引发剂过氧化二异丙苯并搅拌使其溶解，在0.086MPa压力下抽真空5小时，最后过滤包装。

通过上述步骤得到的本发明的应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂的性能指标如下：

性能指标	实施例1	现有技术水平
			凝胶时间(温度：135±2℃)	13.4分钟	12～30分钟

工频因素介损％	常温	0.11	0.1～1
				155℃	1.05	1～3
	贮存稳定性(在60±2℃的温度下贮存96小时后的增长倍数)		0.03				约为0.03
击穿强度(室温下)MV/m				34.5	25～35
		树脂完全固化的时间(固化温度：170℃)				5小时	约10小时
树脂完全固化的时间(固化温度：165℃)				7小时	约15小时
		抗冲击强度KJ/m2				24.5	10-20

从上表可以看出，本发明的应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂与现有技术水平相比，不仅大大缩短了固化时间，降低了固化温度，提高了抗冲击强度，并且其他的性能指标都不比现有技术水平差。

Claims (4)

1、一种应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂，其包括不饱和环氧酯树脂、酚醛树脂、稀释剂、引发剂、阻聚剂，其特征在于所述的酚醛树脂为热塑性酚醛树脂，且该无溶剂树脂中还加入了二官能度羟基固化剂和不饱和环氧酯树脂的固化促进剂，所述的二官能度羟基固化剂为双酚A、双酚F或二苯基二羟基硅醇中的任意一种，所述的固化促进剂为乙酰丙酮铝或乙酰丙酮铝与一种或几种稀土金属的混合物，各组分的重量百分比范围是：

不饱和环氧酯树脂      48％～55％

热塑性酚醛树脂        2.5％～9％

稀释剂                35％～50％

引发剂                0.1％～0.4％

阻聚剂                0.05％～0.075％

二官能度羟基固化剂    0.2％～3％

固化促进剂            0.5％～1％。

2、根据权利要求1所述的一种应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂，其特征在于所述的不饱和环氧酯树脂为双酚A型不饱和环氧酯树脂。

3、根据权利要求1所述的一种应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂，其特征在于所述的二官能度羟基固化剂的重量百分比为0.2％～1％。

4、根据权利要求1所述的一种应用于高压电机真空压力浸渍工艺的无溶剂树脂，其特征在于所述的稀土金属为钕、钇、镨。