中温固化环氧预浸料用胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂制备领域,特别涉及一种环氧胶粘剂的制备领域。
背景技术
目前变压器低压线圈所用DMD复合材料预浸料一般在150℃~160℃的高温下才能够完全固化,生产一种能在120℃下固化并在室温下有3个月适用期的预浸料成为研究的热点。能否解决中温固化以及常态储存稳定性的矛盾是该课题的关键。
常用的环氧树脂有双酚A型环氧树脂:E-51,E-44,E-20,E-12,EX-48,EX-20等,酚醛型环氧树脂有F-51,F-44,F-48等。环氧树脂潜伏性固化剂有:DDS、DICY、酰肼、594固化剂等。有效促进剂有:有机脲、乙酰丙酮盐、咪唑盐、三氟化硼络合物等。各种固化剂及促进剂因在树脂胶中的溶解性、固化促进效果、储存稳定性等原因影响了其使用领域。
中温固化DMD预浸料的绝缘耐热等级为F级(温度指数为155),电气强度不得低于40MV/m;预浸料在120℃4h固化后,剪切强度大于3Mpa;在常温下(25℃)适用期要求为3个月。
发明内容
本发明针对现有的胶粘剂需要高温固化的缺点,提出了一种中温固化且具有常态稳定性的胶粘剂及其制备方法。
本发明的技术方案为:一种中温固化环氧预浸料用胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
将双酚A型环氧树脂溶于丙酮及酒精混合溶剂中形成均相溶液,作为A组分;将酚醛型环氧树脂溶于丙酮及酒精混合溶剂中形成均相溶液,作为B组分;把A、B两组分按1∶2~2∶1的质量比混合后,再加入双氰胺和促进剂,充分搅拌分散均匀,即配制成中温固化胶粘剂。
中温固化环氧预浸料用胶粘剂,配方为,质量份数:
双酚A型环氧树脂: 30~60
酚醛型环氧树脂: 60~30
固化剂双氰胺类: 3~10
促进剂: 2~4
丙酮: 70~30
酒精: 30~70
所述的中温固化环氧预浸料用胶粘剂,其中双酚A型环氧树脂是双酚A环氧树脂,环氧值0.48~0.54,如牌号为E-51,E-44,E-20,E-12,EX-48;高溴双酚A环氧树脂,环氧值0.23~0.26,如EX-20;低溴双酚A环氧,环氧值0.19~0.23中的任一种或多种。
所述的中温固化环氧预浸料用胶粘剂,其中酚醛型环氧树脂是酚醛环氧树脂,环氧值0.47~0.51,可以选用牌号为F-51,F-44,F-48的酚醛环氧树脂。
所述的中温固化环氧预浸料用胶粘剂,其中促进剂是有机脲、双脲或者其衍生物。
所述的中温固化环氧预浸料用胶粘剂,其中促进剂为N、N’-二甲基二苯基脲,N、N’-二乙基二苯基脲,N-对氯代苯基-N、N’-二甲基脲、3-苯基1,1二甲基脲中的任一种。
所述的中温固化环氧预浸料用胶粘剂的制备方法,其中胶粘剂的配制温度为50℃~100℃,时间为1小时~4小时。
本发明的有益效果为:1.本发明生产的中温固化环氧预浸料用胶粘剂在120℃下4小时能够完全固化,降低了变压器低压线圈的生产成本。这是由于对树脂采用了正交配伍的方法,双酚A型环氧树脂主链上含有醚键,产物的韧性好,而双酚F型环氧树脂耐热性能高。
2.使用本发明的制得的预浸料产品具有常态稳定性,常温保存时间长,DMD预浸料在50℃时不发粘,常态下(25℃)保质期达3个月。因为,双氰胺的潜伏固化性佳,有机脲又是双氰胺的高效促进剂,两者构成潜伏性固化体系,这样产物在室温下的保存期就比较长,具有常态稳定性,产品的使用期就长。
3.本发明的生产工艺简单,材料易得,产品性能好。本发明的胶粘剂生产的DMD预浸料的电气强度、剪切强度等技术指标都能到生产要求。
具体实施方式
一种中温固化环氧预浸料用胶粘剂,配方为,质量份数:
双酚A型环氧树脂: 30~60
酚醛型环氧树脂: 60~30
固化剂双氰胺类化合物: 3~10
促进剂: 2~4
丙酮: 70~30
酒精: 30~70
其中双酚A型环氧树脂是双酚A环氧,环氧值0.48~0.54;高溴双酚A环氧,环氧值0.23~0.26;低溴双酚A环氧,环氧值0.19~0.23中的任一种或多种如牌号为E-51,E-44,E-20,E-12,EX-48,EX-20中的任一种或多种。其中酚醛型环氧树脂环氧值在0.47~0.51可以是牌号为F-51,F-44,F-48中的任一种。其中促进剂是有机脲、双脲或者其衍生物,例如N、N’-二甲基二苯基脲,N、N’-二乙基二苯基脲,N-对氯代苯基-N、N’-二甲基脲、3-苯基1,1二甲基脲中的任一种。双酚A型环氧树脂可以为30~60质量份的任一数值比如30、32、45、56、60;酚醛型环氧树脂可以为30~60质量份中的任一数值比如30、33、47、55、60;双氰胺类可以是3~10质量份中的任一数值比如3、4、6、7、10;促进剂可以是2~4质量份中的任一数值比如2、3、4;丙酮可以是30~70间的任一数值比如30、33、45、59、62、70等;酒精可以为30~70间的任一数值比如30、35、47、58、66、70等。
实施例1
以下是本发明的胶粘剂的几种配方:
配方1:双酚A型环氧树脂为E-51 30
酚醛型环氧树脂为F-51 60
双氰胺 3
促进剂为N、N’-二甲基二苯基脲 2
丙酮: 70
酒精: 30
配方2:双酚A型环氧树脂为E-44 48
酚醛型环氧树脂为F-44 45
改性双氰胺: 6
促进剂为N、N’-二乙基二苯基脲 3
丙酮: 56
酒精: 45
配方3:双酚A型环氧树脂为E-20 60
酚醛型环氧树脂为F-48 30
超细双氰胺: 10
促进剂为N-对氯代苯基-N、N’-二甲基脲 4
丙酮: 40
酒精: 60
配方4:双酚A型环氧树脂为E-12 60
酚醛型环氧树脂为F-48 30
双氰胺类: 10
促进剂为3-苯基1,1二甲基脲 3
丙酮: 38
酒精: 50
配方5:双酚A型环氧树脂为E X-48 40
酚醛型环氧树脂为F-48 50
双氰胺: 6
促进剂为3-苯基1,1二甲基脲 3
丙酮: 38
酒精: 50
配方6:双酚A型环氧树脂为EX-20 40
酚醛型环氧树脂为F-48 50
改性双氰胺: 6
促进剂为3-苯基1,1二甲基脲 3
丙酮: 38
酒精: 50
实施例2
在装有温度计、球形冷凝管和搅拌器的三口烧瓶中,加入30份酒精和30份丙酮,然后边搅拌边加入E44酚A型环氧树脂58份。搅拌升温至68℃左右,树脂逐步溶解成均一溶液,作为A组分。将F48双酚F型环氧树脂42份,于烘箱中升温至100℃熔化1小时后取出,立即加入的20份酒精与20份丙酮的混合溶剂中,在升室下充分搅拌均匀,作为B组分。在室温下,把A、B两组分混合均匀后,再加入8份双氰胺和3份3-苯基1,1二甲基脲,常温充分搅拌30分钟,即配制成胶粘剂。
本发明的胶粘剂浸渍DMD,经烘焙后制造的环氧预浸料,在120℃4小时固化后的性能指标见表1:
表1
检验项目 |
本发明样品检验结果 |
温度指数 |
161 |
厚度(mm) |
0.186 |
电气强度(MV/m) |
49.6 |
剪切强度(MPa) |
12.6 |
实施例3
在装有温度计、球形冷凝管和搅拌器的三口烧瓶中,加入30份酒精和30份丙酮,然后边搅拌边加入E12双酚A型环氧树脂55份。搅拌升温至68℃左右,树脂逐步溶解成均一溶液,作为A组分。将F51双酚F型环氧树脂45份,于烘箱中升温至100℃熔化1小时后取出,立即加入的20份酒精与20份丙酮的混合溶剂中,在升室下充分搅拌均匀,作为B组分。在室温下,把A、B两组分混合均匀后,再加入7份双氰胺和2份N-对氯代苯基-N、N’-二甲基脲,常温充分搅拌30分钟,即配制成胶粘剂。
本发明的胶粘剂浸渍DMD,经烘焙后制造的环氧预浸料,在120℃4小时固化后的性能指标见表2:
表2
检验项目 |
本发明样品检验结果 |
温度指数 |
160 |
厚度(mm) |
0.189 |
电气强度(MV/m) |
52.8 |
剪切强度(MPa) |
11.3 |
实施例4
在装有温度计、球形冷凝管和搅拌器的三口烧瓶中,加入30份酒精和30份丙酮,然后边搅拌边加入EX-48环氧树脂56份。搅拌升温至50℃左右,树脂逐步溶解成均一溶液,作为A组分。将F44双酚F型环氧树脂34份,于烘箱中升温至100℃熔化1小时后取出,立即加入的20份酒精与20份丙酮的混合溶剂中,在升室下充分搅拌均匀,作为B组分。在室温下,把A、B两组分混合均匀后,再加入9份双氰胺和3份N、N’-二乙基二苯基脲,常温搅拌30分钟,即配制成胶粘剂。
本发明的胶粘剂浸渍DMD,经烘焙后制造的环氧预浸料,在120℃4小时固化后的性能指标见表3:
表3
检验项目 |
本发明样品检验结果 |
温度指数 |
165 |
厚度(mm) |
0.182 |
电气强度(MV/m) |
50.2 |
剪切强度(MPa) |
14.2 |