CN101671426B

CN101671426B - 一种用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物及其浇注方法

Info

Publication number: CN101671426B
Application number: CN2009101535031A
Authority: CN
Inventors: 管敏成; 庾耀利
Original assignee: Taizhou Happy Water Pump Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Haobei pump Limited by Share Ltd
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2029-09-28
Also published as: CN101671426A

Abstract

本发明提供了一种用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物及其浇注方法，属于高分子材料应用技术领域。它解决了现有环氧树脂固化剂具有毒性、成本高的问题。本用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物，该组合物由以下重量份的成分组成：双酚A型环氧树脂：100份；腰果壳油固化剂：50-120份；填料：100-300份；固化促进剂：0.1-5份。该浇注方法包括以下步骤：A、搅拌；B、真空浇注；C、固化。本发明用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物原料来源广泛，价格低廉，无毒；通过浇注方法将环氧树脂组合物作为屏蔽深井潜水泵电机定子的灌封材料，可以起到绝缘、固定、减震、耐热和密封的作用。

Description

一种用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物及其浇注方法

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂组合物，具体地说涉及一种用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物及其浇注方法；属于高分子材料应用技术领域。

背景技术

环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。环氧树脂一般和添加物同时使用，以获得应用价值。添加物可按不同用途加以选择，常用添加物有以下几类：(1)固化剂；(2)改性剂；(3)填料；(4)稀释剂；(5)其它。其中固化剂是必不可少的添加物，无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂，否则环氧树脂不能固化。常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺，另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。常温或低温固化一般选用胺类固化剂，加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。上述固化剂都属于化工成品，将其添加到环氧树脂中具有毒性，在使用过程中对人们的健康会造成不同程度的危害。

中国专利申请(公开号：CN1374292A)涉及环氧树脂固化剂腰果胺的合成，该方法以腰果壳油、甲醛溶液和脂肪胺为原料，腰果壳油通过曼尼西反应(Mqnnich reaction)制得天然长链取代酚醛胺即腰果胺。该腰果胺作为环氧树脂固化剂低温固化性能好，固化速度快，0℃时仍可以固化，克服了低分子量聚酰肤树脂10℃以下难以固化，5℃以下不能固化的缺点。但是该腰果胺固化剂需要曼尼西反应进行合成，并且在合成过程中使用有毒化学物质甲醛溶液，虽然毒性低一点，但是对人的健康仍然具有危害作用，而且该固化剂经过合成后，使用成本较高，应用于环氧树脂不符合市场化需求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种无毒性，成本较低具有较高市场竞争力的用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物。

本发明的目的是通过下列技术方案来实现的：一种用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物，该组合物由以下重量份的成分组成：

双酚A型环氧树脂：100份；腰果壳油固化剂：50-120份

填料：100-300份；固化促进剂：0.1-5份。

屏蔽深井潜水泵的电机定子需要采用树脂材料进行浇注密封，而本发明采用环氧树脂组合物作为屏蔽深井潜水泵电机定子的灌封材料，可以起到绝缘、固定、减震、耐热和密封的作用。

本发明采用的双酚A型环氧树脂固化方便，选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～180℃温度范围内固化。粘附力强，双酚A型环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力；双酚A型环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。收缩性低，双酚A型环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出；它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2％)。固化后的双酚A型环氧树脂体系具有优良的力学性能。固化后的双酚A型环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。固化后的双酚A型环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。双酚A型环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。尺寸稳定性，双酚A型环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。固化的双酚A型环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。

现有技术中采用的环氧树脂罐封体系，基本上都是聚胺脂环氧树脂系统或是酸酐环氧树脂体系；所用的固化剂都是胺类固化剂或是酸酐类固化剂。环氧树脂本身无毒，添加了固化剂以后才显示毒性。而胺类固化剂和酸酐类固化剂都属于化工产品，具有毒性，对人的健康具有危害性。

而本发明的环氧树脂灌封材料是以腰果壳油为固化剂的环氧树脂系统，采用真空浇注工艺灌封。腰果壳油是从植物腰果壳里面提炼而得，来自自然界、无毒；可以直接生产食品或饮用水直接接触的环氧树脂系统。腰果壳油环氧树脂固化剂分子中的特殊结构能在低温条件下完全和环氧树脂起交联反应，且不产生副产物，无毒，有优异的粘结性、柔韧性、绝缘性，耐水、耐化学腐蚀，配幅随意大，使用安全综合成本低，具有较高市场竞争力。

在上述的用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物中，该组合物由以下优选重量份的成分组成：

双酚A型环氧树脂：100份；腰果壳油固化剂：70-100份

填料：150-250份；固化促进剂：0.5-2份。

最佳优选重量份的成分为：双酚A型环氧树脂：100份；腰果壳油固化剂：75-95份；填料：200份；固化促进剂：0.5-1份。

在上述的用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物中，作为优选，所述的双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂618、双酚A型环氧树脂6101、双酚A型环氧树脂634中的一种。最佳优选，所述的双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂618。本发明采用的双酚A型环氧树脂是由双酚A、环氧氯丙烷在碱性条件下缩合，经水洗，脱溶剂精制而成的高分子化合物。其中双酚A型环氧树脂618、双酚A型环氧树脂6101、双酚A型环氧树脂634为浅黄至无色透明粘稠液体，环氧值为0.38-0.54/100克，有机氯和无机氯含量极低，用其作为浇注料具有工艺性好、流动性好、机械强度高、绝缘性能好、收缩率小、吸水率低的特点。

在上述的用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物中，作为优选，所述的腰果壳油固化剂为腰果壳油固化剂MD2041、腰果壳油固化剂MD2015、腰果壳油固化剂MD2544中的一种或多种组合。最佳优选，所述的腰果壳油固化剂为腰果壳油固化剂MD2041。其中腰果壳油固化剂MD2041和MD2015能在低温(-5℃)和常温条件下与环氧树脂其交联反应，且不产生副产物，无毒，有优异的粘结性、绝缘性，耐水、耐化学腐蚀，可水下固化，配比范围宽，使用安全，是环氧树脂优良的固化剂。腰果壳油固化剂MD2015粘度：6000-9000mPa·s；胺值：240-290mgKOH/g；固体含量：85％±2％；凝胶时间在温度25℃下50-70分钟。腰果壳油固化剂MD2041粘度：500-1300mPa·s；胺值：220-260mgKOH/g；固体含量75％±3％；凝胶时间在25℃下70～90分钟。腰果壳油固化剂MD2544能在低温条件下与环氧树脂起交联反应，且不产生副产物，无毒，可潮湿固化，有优异的粘结性、柔韧性、绝缘性，耐水、耐化学腐蚀，使用安全，是环氧树脂优良的固化剂。腰果壳油固化剂MD2544粘度：20000-40000mPa·s；胺值：295-335mgKOH/g；固体含量≥95％；凝胶时间在温度25℃下35-85分钟。

在上述的用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物中，作为优选，所述的填料为粒度为300-800目的活性硅微粉。本发明的填料可以采用普通硅微粉、活性硅微粉和纳米SiO2材料中的一种，由于普通硅微粉效果较差，而纳米SiO2材料成本较高。最佳优选为粒度为300-800目的活性硅微粉。活性硅微粉对于提高环氧树脂的力学性能、热学性能及其电性能等都有作用，其中活性硅微粉不仅对环氧树脂灌封材料的电学性能提高较为显著，尤其在浸水后，电学性能降低幅度很小，而且对环氧树脂灌封材料具有显著的增强和增韧作用。

在上述的用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物中，作为优选，所述的固化促进剂为叔胺类固化促进剂。所述的叔胺类固化促进剂有叔胺类固化促进剂DMP-30、N-苄基二甲胺等，该固化促进剂可以降低固化温度和时间，起促进作用，提高固化速率。

本发明的另一个目的在于提供上述用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物的浇注方法，该方法包括以下步骤：

A、搅拌：按照一定重量比称取原料，然后将填料加入腰果腰果壳油固化剂中搅拌均匀后，然后在温度为20-50℃的条件下加入双酚A型环氧树脂，充分搅拌5-20分钟后加入固化促进剂搅拌均匀；

B、真空浇注：通过真空泵对密封好的屏蔽深井潜水泵电机定子进行抽真空10-20分钟，当电机定子中的真空压力低于500Pa以下时，将上述混合均匀的原料浇入屏蔽深井潜水泵电机定子中，浇注后作为屏蔽深井潜水泵电机定子的灌封材料；

C、固化：将上述真空浇注后的屏蔽深井潜水泵电机定子在温度为100-150℃的条件下保温2-8小时，然后在室温下固化8-15小时。

在上述的浇注方法中，作为优选，步骤A中加入双酚A型环氧树脂的温度为25-45℃，充分搅拌时间为8-12分钟。

在上述的浇注方法中，作为优选，步骤B中将混合均匀的原料浇入屏蔽深井潜水泵电机定子中的时间为30-60分钟。

在上述的浇注方法中，作为优选，步骤C中经过真空浇注后的屏蔽深井潜水泵电机定子在温度为100-120℃的条件下保温3-5小时，然后在室温下固化10-12小时。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、本发明用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物原料来源广泛，价格低廉，生产成本较低，具有较高市场竞争力。

2.本发明用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物原料无毒，有些原料来自自然界，不仅相互之间可以交联反应，不产生副产物，无毒，对人体健康无害属于绿色环保产品；而且具有优异的粘结性、柔韧性、绝缘性，耐水、耐化学腐蚀性能。

3.本发明用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物中的原料配幅要求宽，无须精确称量，适应于工业化生产，对操作人员的素质要求低，提高了生产成品率，使用非常方便。

4、本发明通过浇注方法将环氧树脂组合物作为屏蔽深井潜水泵电机定子的灌封材料，可以起到绝缘、固定、减震、耐热和密封的作用。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但是本发明并不限于这些实施例。

表1：实施例1～3用于屏蔽深井潜水泵的环氧树脂组合物成分的重量份

其中实施例1中所述的双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂618，所述的腰果壳油固化剂为腰果壳油固化剂2041，所述的填料为粒度为300-800目的活性硅微粉，所述的固化促进剂为叔胺类固化促进剂DMP-30。

实施例2中所述的双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂6101，所述的腰果壳油固化剂为腰果壳油固化剂2015，所述的填料为粒度为500-800目的活性硅微粉，所述的固化促进剂为叔胺类固化促进剂DMP-30。

实施例3中所述的双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂634，所述的腰果壳油固化剂为腰果壳油固化剂2544，所述的填料为粒度为400-600目的活性硅微粉，所述的固化促进剂为叔胺类固化促进剂N-苄基二甲胺。

实施例4中所述的双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂618，所述的腰果壳油固化剂为腰果壳油固化剂2041和腰果壳油固化剂2015，两者的重量比为7∶3，所述的填料为粒度为500-800目的活性硅微粉，所述的固化促进剂为叔胺类固化促进剂DMP-30。

实施例5中所述的双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂618，所述的腰果壳油固化剂为腰果壳油固化剂2041和腰果壳油固化剂2544，两者的重量比为5∶5，所述的填料为粒度为400-600目的活性硅微粉，所述的固化促进剂为叔胺类固化促进剂DMP-30。

实施例1

按照表1中实施例1称取原料，然后将填料加入腰果腰果壳油固化剂中，在不锈钢容器中充分搅拌均匀后，然后在温度为25-35℃的条件下加入双酚A型环氧树脂，充分搅拌10分钟后加入固化促进剂并搅拌均匀；

通过真空泵对密封好的屏蔽深井潜水泵电机定子进行抽真空10-20分钟，当电机定子中的真空压力低于500Pa以下时，将上述混合均匀的原料浇入屏蔽深井潜水泵电机定子中，浇注后作为屏蔽深井潜水泵电机定子的灌封材料；

将上述真空浇注后的屏蔽深井潜水泵电机定子放入烘箱中，在温度为100℃的条件下保温8小时，然后降温至室温，在室温下固化8小时。

实施例2

按照表1中实施例2称取原料，然后将填料加入腰果腰果壳油固化剂中，在不锈钢容器中充分搅拌均匀后，然后在温度为35-45℃的条件下加入双酚A型环氧树脂，充分搅拌12分钟后加入固化促进剂并搅拌均匀；

将上述真空浇注后的屏蔽深井潜水泵电机定子放入烘箱中，在温度为110℃的条件下保温5小时，然后降温至室温，在室温下固化10小时。

实施例3

按照表1中实施例3称取原料，然后将填料加入腰果腰果壳油固化剂中，在不锈钢容器中充分搅拌均匀后，然后在温度为35-45℃的条件下加入双酚A型环氧树脂，充分搅拌10分钟后加入固化促进剂并搅拌均匀；

将上述真空浇注后的屏蔽深井潜水泵电机定子放入烘箱中，在温度为120℃的条件下保温3小时，然后降温至室温，在室温下固化12小时。

实施例4

按照表1中实施例4称取原料，然后将填料加入腰果腰果壳油固化剂中，在不锈钢容器中充分搅拌均匀后，然后在温度为40-50℃的条件下加入双酚A型环氧树脂，充分搅拌5分钟后加入固化促进剂并搅拌均匀；

将上述真空浇注后的屏蔽深井潜水泵电机定子放入烘箱中，在温度为140℃的条件下保温2小时，然后降温至室温，在室温下固化15小时。

实施例5

按照表1中实施例5称取原料，其它工艺同实施例2，不再赘述。

比较例1

采用原料中固化剂为胺类固化剂，采用填料为普通硅微粉，其它工艺流程同实施例2，不再赘述。

对实施例1-5和比较例1浇注后的屏蔽深井潜水泵电机定子的绝缘、减震、耐热和密封性能进行检测，检测结果如表2所示。

表2：实施例1-5和比较例1浇注后的屏蔽深井潜水泵电机定子检测性能

从表2可以看出：将本发明的环氧树脂组合物作为屏蔽深井潜水泵电机定子的灌封材料，不仅绝缘、固定、减震、耐热和密封等性能较好，而且该环氧树脂组合物原料无毒，对人体健康无害属于绿色环保产品，来源广泛，价格低廉，生产成本较低，具有较高市场竞争力。

本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims

1.一种环氧树脂组合物的浇注方法，该方法包括以下步骤：

A、搅拌：按照一定重量比称取原料，然后将填料加入腰果壳油固化剂中搅拌均匀后，然后在温度为20-50℃的条件下加入双酚A型环氧树脂，充分搅拌5-20分钟后加入固化促进剂搅拌均匀；

所述的一定重量比是按以下重量份的成分称取：

双酚A型环氧树脂：100份；腰果壳油固化剂：50-120份；

填料：100-300份；固化促进剂：0.1-5份；

2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物的浇注方法，其特征在于：步骤A中加入双酚A型环氧树脂的温度为25-45℃，充分搅拌时间为8-12分钟。

3.根据权利要求1或2所述的环氧树脂组合物的浇注方法，其特征在于：步骤B中将混合均匀的原料浇入屏蔽深井潜水泵电机定子中的时间为30-60分钟。

4.根据权利要求1或2所述的环氧树脂组合物的浇注方法，其特征在于：步骤C中经过真空浇注后的屏蔽深井潜水泵电机定子在温度为100-120℃的条件下保温3-5小时，然后在室温下固化10-12小时。