CN102399349B - 一种真空压力浸渍树脂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空压力浸渍树脂的制备方法，该方法采用气味小，多官能度低挥发的活性稀释剂取代对环境污染严重的苯乙烯，该稀释剂至少包含两个官能团，且其中一个官能团为双键，另一个官能团为双键或能与环氧或固化剂发生反应的官能团。本发明浸渍树脂在具有粘度小，胶凝时间短，电性能优异，耐热性高等优点的同时还更环保，使用更安全。

Description

一种真空压力浸渍树脂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种浸渍树脂的制备方法，尤其涉及一种真空压力浸渍树脂的制备方法。

背景技术

电机绕组由电磁线、槽绝缘、相绝缘、层间绝缘、槽楔和绑扎固定绝缘等各种组分组合而成，是一个松散的组合体，因此要对其进行绝缘处理，使整个绕组绝缘粘结成为一个整体，提高整个绝缘结构的耐热性、导热性、电气强度、机械强度和耐环境介质侵蚀性等。

真空压力浸渍是当今世界最好的绝缘处理技术，它包括中胶真空压力浸渍和少胶真空压力浸渍，而后者是真空压力浸渍的发展方向。适用于高压电机的少胶真空压力浸渍树脂要求粘度小，固化物收缩率小，电性能优异，而市面上多是适用于低压电机的浸渍树脂，目前适用于高压电机的少胶真空压力浸渍树脂主要是纯环氧酸酐或以苯乙烯做稀释剂(如公开号为US4173593、CN86102546B、CN1827717A的专利中，均采用纯环氧酸酐或以苯乙烯做为稀释剂)，前者粘度大，需加热浸渍电机，对工厂的操作工艺要求高，并且在固化时，烘房四周要安放苄基二甲胺促进剂，污染环境；后者挥发性大，对环境污染严重。公开号为CN1865314A的专利中，涉及的环氧真空压力浸渍树脂胶凝时间长，贮存期短；而CN101319086A中涉及的浸渍树脂对工厂的操作工艺要求高，并且在固化时需加入苄基二甲胺促进剂，污染环境。

公开号为CN1827717A的专利中，公开了一种制备浸渍树脂的方法，由于使用了苯乙烯，该方法制得的浸渍树脂气味大，挥发性大，对环境污染严重。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述问题而提供一种适用于高压电机的F级或H级少胶真空压力浸渍树脂的制备方法，该真空压力浸渍树脂采用气味小，低挥发的活性稀释剂取代苯乙烯，制备的浸渍树脂更环保，使用更安全，并且与CN1827717A相比降低了操作温度，简化了工艺流程。

本发明所提供的技术方案是：一种真空压力浸渍树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将环氧树脂和酸性聚酯树脂/顺丁烯二酸酐加热至100～110℃，混合均匀并维持0.5小时后加入阻聚剂，继续搅拌0.5小时，然后冷却至80℃，加入酸酐固化剂、搅拌20分钟后，冷却至60℃，加入增韧剂以及溶解了引发剂和促进剂的稀释剂，继续在60℃下搅拌0.5小时，得到真空压力浸渍树脂；

或(2)将环氧树脂和酸性聚酯树脂/顺丁烯二酸酐加热至100～110℃，充分搅拌均匀并维持0.5小时后降温至80℃，加入酸酐固化剂，搅拌20分钟后降温至60℃，得到预制混合物，将引发剂加入稀释剂中，在110℃下搅拌1.5小时，降温至60℃，再加入阻聚剂和促进剂，得到稀释剂混合物。然后将该稀释剂混合物加入至上述预制混合物中，在60℃下继续搅拌0.5h，得到真空压力浸渍树脂；

所述稀释剂至少包含两个官能团，且其中一个官能团为双键，另一个官能团为双键或能与环氧或固化剂发生反应的官能团。

上述真空压力浸渍树脂的制备方法，其中，所述环氧树脂为95～105重量份，所述酸性聚酯树脂/顺丁烯二酸酐为0～50重量份，所述阻聚剂为0～2重量份，所述酸酐固化剂为10～360重量份，所述引发剂为0～2重量份，所述促进剂为0～2重量份，所述稀释剂为20～300重量份，所述增韧剂为0～20重量份。

上述真空压力浸渍树脂的制备方法，其中，所述环氧树脂为100重量份。

上述真空压力浸渍树脂的制备方法，其中，方法(1)中，所述稀释剂为30～300重量份；方法(2)中，所述稀释剂为20～250重量份。

上述真空压力浸渍树脂的制备方法，其中，所述环氧树脂选自海因环氧树脂、高纯度双酚A低分子环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂或其混合物；

所述固化剂选自甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐或其混合物；

所述增韧剂为聚醚醇；

所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸双(2-苯基乙氧基)酯或过氧化二碳酸二环己酯；

所述促进剂为乙酰丙酮铝或乙酰丙酮铬；

所述阻聚剂为对苯二酚、对叔丁基邻苯二酚、硝基苯或2，4，6-三硝基苯酚。

所述稀释剂，至少包含两个官能团且两个官能团均为双键，选自邻苯二甲酸二烯丙酯、对苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，3-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二甲基丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯或其混合物；

所述稀释剂，至少包含两个官能团，且其中一个为双键，另一个为非双键，选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、1，2-单环氧一4一己烯基环己烯、1，2，8，9-双环氧一4一乙烯基环己烯、2-乙烯基苯基缩水甘油醚、4-甲基-2-乙烯基苯基缩水甘油醚或其混合物。

所述酸性聚酯树脂的制备方法是将15～20重量份的乙二醇、5～10重量份的邻苯二甲酸酐、6～12重量份的己二酸、10～15重量份的顺丁烯二酸酐逐步加温至190～200℃进行反应，直至酸值达38～46mgKOH/g。

本发明真空压力浸渍树脂的制备方法中，方法(1)是将各种反应基团直接混合，使其在固化过程中发生反应；方法(2)是针对双键不易被引发剂引发的稀释剂，如稀释剂选用邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯、对苯二甲酸二烯丙酯等，将引发剂加入稀释剂后，高温搅拌促进稀释剂双键的引发，然后再与其他反应基团混合。

依照公开号为CN1827717A的发明专利方法制得的浸渍树脂，由于使用了苯乙烯，浸渍树脂气味大，挥发性大，对环境污染严重。而本发明采用气味小，多官能度低挥发的活性稀释剂取代苯乙烯，使制备的浸渍树脂耐热性有所提高，而且更环保，使用更安全，并且与CN1827717A相比降低了操作温度，简化了工艺流程。同时，本发明浸渍树脂粘度小，胶凝时间短，电性能优异，耐热性高(本发明粘度、胶凝时间、电性能等参数见具体实施方式)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

下述实施例中，酸性聚酯树脂均是通过以下步骤制得：将15～20重量份的乙二醇、5～10重量份的邻苯二甲酸酐、6～12重量份的己二酸、10～15重量份的顺丁烯二酸酐逐步加温至190～200℃进行反应，直至酸值达38～46mgKOH/g。

实施例1(方法1)

将100重量份海因环氧和30重量份酸性聚酯树脂加热至100-110℃，搅拌均匀并维持0.5小时后加入0.1重量份对苯二酚，继续搅拌0.5小时，然后降温至80℃，加入319重量份甲基六氢苯酐，在该温度下保持20分钟后降温至60℃，再加入溶解了0.1重量份乙酰丙酮铬和0.4重量份过氧化二异丙苯的甲基丙烯酸缩水甘油酯270重量份，在60℃下搅拌0.5小时，得到真空压力浸渍树脂。

实施例2(方法2)

将100重量份高纯度双酚A低分子环氧和5重量份顺丁烯二酸酐混合物加热至100-110℃，充分搅拌均匀并维持0.5小时后降温至80℃，加入80重量份甲基六氢苯酐，搅拌20分钟。将2重量份过氧化二异丙苯加入30重量份邻苯二甲酸二烯丙酯，在110℃下搅拌1.5小时。然后降温至60℃左右加入1重量份对叔丁基邻苯二酚和2重量份乙酰丙酮铬，搅拌0.5小时后，将该混合物加入上述双酚A环氧、顺丁烯二酸酐及甲基六氢苯酐的混合物，在60℃下继续搅拌0.5小时，得到真空压力浸渍树脂。

实施例3(方法1)

将100重量份酚醛环氧和10重量份酸性聚酯树脂的混合物加热至100-110℃，搅拌均匀并维持0.5小时后，冷却至80℃，加入175重量份甲基四氢苯酐，在该温度下搅拌20分钟后，降温至60℃，加入100重量份溶解了0.3重量份过氧化二碳酸双(2-苯基乙氧基)酯和0.1重量份乙酰丙酮铬的1，2-单环氧-4-乙烯基环己烯，在该温度下搅拌0.5小时。

实施例4(方法1)

将100重量份环氧树脂(包含50重量份高纯度双酚A低分子环氧和50重量份酚醛环氧树脂)和5重量份酸性聚酯树脂的混合物加热至100-110℃，搅拌均匀并维持0.5小时后加入0.2重量份对苯二酚，继续搅拌0.5小时，然后降温至80℃，加入250重量份甲基六氢苯酐，在该温度下再搅拌20分钟后降温至60℃，再加入200重量份溶解了1重量份乙酰丙酮铝、0.4重量份过氧化二苯甲酰和5重量份聚醚醇的甲基丙烯酸缩水甘油酯，在60℃下继续搅拌0.5小时。

实施例5(方法1)

将100重量份环氧树脂(包含70重量份高纯度双酚A低分子环氧和30份重量酚醛环氧树脂)和10重量份酸性聚酯树脂混合物加热至100-110℃，搅拌均匀并维持0.5小时后，加入56重量份甲基纳迪克酸酐，搅拌20分钟后降温至60℃，加入100重量份溶解了0.2重量份过氧化二碳酸双(2-苯基乙氧基)酯和0.1重量份乙酰丙酮铝的1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯，在60℃下继续搅拌0.5小时。

实施例6(方法1)

将100重量份酚醛环氧和10重量份酸性聚酯树脂的混合物加热至100-110℃，搅拌均匀并维持0.5小时后降温至80℃，加入100重量份甲基六氢苯酐，搅拌20分钟后，降温至60℃，加入溶解了1重量份过氧化二异丙苯和1重量份乙酰丙酮铝的1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯200重量份，在60℃下继续搅拌0.5小时。

实施例1至6制得的浸渍树脂，检测其粘度、胶凝时间、贮存期及胶片介质损耗(以下简称介损)，对实施例4至6制得的浸渍树脂，检测了其6kV级绝缘铜排电性能，实验方法如下：

1.粘度和胶凝时间的测试方法按GB/T15023-1994进行，分别采用旋转粘度计法和自动测试仪法。

2.贮存期测试方法：将漆置于棕色密闭容器，放置在50±1℃恒温箱中。从该容器放入恒温箱那天开始，至容器中液体不能流动的天数为贮存期。

3.胶片介损的实验方法：用于测试固化浸渍树脂电性能的胶片制作厚度为1mm左右，固化条件为135℃下烘4h，然后升温至160℃烘16h。测试155℃和180℃下胶片的介质损耗，施加电压为1200V。

4.绝缘铜排制作方法为：使用上海新艺绝缘材料有限公司生产的薄膜少胶粉云母带S 5442-1P，厚度为0.13mm。铜排尺寸为厚5.6mm，宽22mm，长500mm。低阻带为日本进口薄膜低阻带，厚度0.045mm。将云母带半叠包绕铜排四层，单面绝缘厚度为1.04mm，然后在中间位置平包一层低阻带。将包好的铜排用两块不易变形的钢板在厚度方向夹住，同时在铜排两侧分别放一根厚度7.68mm(5.6mm+1.04mm×2＝7.68mm，低阻带厚度忽略不计)，略长于铜排的垫条以控制尺寸，然后用螺丝将两块钢板加紧固定。将该套装置放入大小合适的铁槽中，放在真空压力浸渍罐中抽真空，真空度达到133Pa以下时保持4h，然后输入本发明的浸渍树脂，输完后，解除真空，用干燥氮气施加700kPa(表压)的压力5h。然后解除压力，将该装置从浸渍树脂中取出，放入150℃烘箱中烘焙5h。烘焙结束并自然冷却后，拆钢板，取出绝缘铜排，用铝箔卷包绝缘铜排制作电极，测试常温下，施加电压为1.2kV和3.6kV的介质损耗，并计算介质损耗增量，即3.6kV下的介质损耗减去1.2kV下的介质损耗之差除以2；测试150℃和180℃下，施加电压为3.6kV时的介质损耗；最后测试绝缘铜排的击穿强度，升压速率为1kV/s。

实施例1至6和对照组的粘度、胶凝时间、贮存期及胶片介损检测结果如下(其中对照组为按照CN1827717A中公开的方法制得的浸渍树脂)：

实施例4至6的6kV级绝缘铜排电性能检测结果如下：

由上述检测结果可知，本发明浸渍树脂具有粘度小，胶凝时间短和电性能优异等优点。同时由于本发明采用多官能度低挥发的活性稀释剂取代苯乙烯，使制备的浸渍树脂耐热性有所提高，而且气味小、更环保、使用更安全，降低了操作温度，简化了工艺流程。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (4)

1.一种真空压力浸渍树脂的制备方法，包括以下方法：

（1）将环氧树脂和酸性聚酯树脂/顺丁烯二酸酐加热至100～110℃，混合均匀并维持0.5小时后加入阻聚剂，继续搅拌0.5小时，然后冷却至80℃，加入酸酐固化剂、搅拌20分钟后，冷却至60℃，加入增韧剂以及溶解了引发剂和促进剂的稀释剂，继续在60℃下搅拌0.5小时，得到真空压力浸渍树脂；

或（2）将环氧树脂和酸性聚酯树脂/顺丁烯二酸酐加热至100～110℃，充分搅拌均匀并维持0.5小时后降温至80℃，加入酸酐固化剂，搅拌20分钟后降温至60℃，得到预制混合物，将引发剂加入稀释剂中，在110℃下搅拌1.5小时，降温至60℃，再加入阻聚剂和促进剂，得到稀释剂混合物，然后将该稀释剂混合物加入至上述预制混合物中，在60℃下继续搅拌0.5h，得到真空压力浸渍树脂；

所述稀释剂至少包含两个官能团，且其中一个官能团为双键，另一个官能团为双键或能与环氧或固化剂发生反应的官能团。

2.如权利要求1所述真空压力浸渍树脂的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为95～105重量份，所述酸性聚酯树脂/顺丁烯二酸酐为5～50重量份，所述阻聚剂为0.1～2重量份，所述酸酐固化剂为10～360重量份，所述引发剂为0.2～2重量份，所述促进剂为0.1～2重量份，所述稀释剂为20～300重量份，所述增韧剂为5～20重量份。

3.如权利要求2所述真空压力浸渍树脂的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为100重量份。

4.如权利要求2所述真空压力浸渍树脂的制备方法，其特征在于，方法（1）中，所述稀释剂为30～300重量份；方法（2）中，所述稀释剂为20～250重量份。