CN102634165A - 环氧树脂组成物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环氧树脂组成物，其含有的组分及配比为：液态改性环氧树脂100份，液态酸酐混合物固化剂40-150份，液态改性环氧树脂为100重量份的双酚A型环氧树脂中加入10-100重量份的一种或多种其他环氧树脂，液态酸酐混合物固化剂，通过改性剂与苯酐聚合或混合后，生成液态酸酐聚合物混合物，改性剂是一种以甲基四氢苯酐为主要成分的聚合物，用来与苯酐进一步反应或混合，酸酐聚合物混合物使苯酐液体化。其制备方法为：液态酸酐混合物固化剂40-150份，加入液态改性环氧树脂100份和200-400份硅微粉填料后，在20-120℃的温度下真空搅拌脱气后，浇注、APG成型或压入模具在60-160℃条件下加热固化8-12小时，得到的固化材料环氧树脂组成物。

Description

环氧树脂组成物
技术领域
本发明涉及一种用于电气绝缘材料领域的环氧树脂组合物，特别涉及一种液态环氧树脂组成物，适合用于制作绝缘件，尤其是变压器、互感器及中高压开关绝缘件。
背景技术
环氧树脂是一类重要的热固性树脂，是聚合物复合材料中应用最广泛的基体树脂，环氧树脂固化物具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高低温性能，以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点，在胶粘剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、电子电气绝缘材料及先进复合材料等领域得到广泛应用，常见的环氧树脂主要有2种类型，一是双酚A缩水甘油醚型环氧树脂，通常被称为双酚A环氧树脂，占环氧树脂总产量的90％，可由2，2双对羟基苯基丙烷(双酚A)与环氧氯丙烷在碱存在下聚合而得；另一是高官能度环氧树脂(分子中具有2个以上环氧基)，它可由线型酚醛树脂和环氧氯丙烷聚合得到，也可由4，4′2二氨基二苯甲烷或4，4′2二胺基二苯醚与环氧氯丙烷缩合得到。
中国专利号85102717公开了一种环氧树脂组成物，该组成物具有良好的室温贮存稳定性，具有较好的耐热性能、机械性能和电气性能，可用作浸渍漆、胶粘剂、层压材料和浇注料等，但存在着腐蚀性，且加工实现难度大。
目前，环氧树脂组合物已广泛应用于电子电气行业，如各种电子器件、集成电路封装材料和电路板、制造工业零件玻璃钢制品、中高压变压器、互感器和开关等产品。
在电气领域主要工艺技术有真空浇注和新技术APG工艺。随着APG工艺的迅速发展，APG技术消除了大型浇注件的表面缺陷和内应力，提高了材质的致密性、机电性能和稳定性，大大缩短了生产周期，具有优质、高效、节能、节材、污染小、成本低一系列优点，但仍存在着耐热性等问题，而为了提高环氧树脂固化制品的耐热性，通常采用的方法是增加固化制品的交联密度，因此，增加环氧树脂中环氧基的浓度是必要的，然而，以此方法，固化制品含有大量衍生于环氧基的仲羟基，损害了半导体封装材料和电路板漆的性能，如防潮和低稳定性。
日本专利申请，第一次出版公开NO.Hei8-27250和日本专利申请，第一次出版公开NO.Hei9-48839中公开了使用二环戊二烯型环氧树脂作为半导体封装材料中环氧树脂的技术，该材料的固化制品具有很好的耐热性并且没有损害其所需的电气性能，如防潮，但稳定性较低。
在电气领域，与环氧树脂配套广泛使用的固化剂是苯酐和甲基四氢苯酐，苯酐是一种廉价的、性能优良的环氧树脂固化剂，与环氧树脂的固化物具有高TG，高机械强度，电气性能优良等显著优点，但是其为固态时，常温或低温下不能使用；加热熔化，高温使用，其易升华、毒性强，甲基四氢苯酐在常温下为液态、低毒性，但是与环氧树脂的固化物TG偏低，价格高。苯酐的液化是一项非常重要而有意义的技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种腐蚀性低、机械强度高、毒性小、电气性能好、TG高的环氧树脂组成物，适用于采用APG和浇注成型的绝缘产品，如变压器、互感器、电抗器和开关及其相关绝缘部件等。
本发明所采用的技术方案如下：
环氧树脂组成物，其含有的组分及配比为：
a.液态改性环氧树脂                100
b.液态酸酐混合物固化剂            40-150
液态改性环氧树脂，为100重量份的双酚A型环氧树脂中加入10-100重量份的一种或多种其他环氧树脂。
所述双酚A型环氧树脂的环氧当量小于250。
液态酸酐混合物固化剂，通过改性剂与苯酐聚合或混合后，生成的液态酸酐聚合物混合物。
所述改性剂是一种以甲基四氢苯酐为主要成分的聚合物，用来与苯酐进一步反应或混合，目的是使苯酐液化。
液态酸酐聚合物混合物，其目的是使苯酐液体化，苯酐是一种廉价的、性能优良的环氧树脂固化剂，与环氧树脂的固化物具有高TG，高机械强度，电气性能优良等显著优点，但是其固态，在常温或低温下不能使用；易升华、毒性强。苯酐液态化后，方便常温或低温下(60℃以下)使用，不升华，降低了操作毒性。
所述的液态酸酐聚合物混合物与所述的液态改性环氧树脂反应可以得到玻璃化转变温度(TG)更高的固化物材料。
环氧树脂组成物，其制备方法为：用自制改性剂与苯酐混合或反应，得到a液态酸酐聚合物固化剂40-150份；用BPA型环氧树脂或在BPA型环氧树脂中加入10-100重量份的一种或多种其他环氧树脂得到b液态改性环氧树脂物100份，用这种酸酐与环氧树脂配合物，加入200-400份硅微粉填料和0.3-2.0份促进剂后，即制备一种可以用于浇注和APG技术的电气绝缘环氧树脂组成物。这种环氧树脂组成物的特点是高玻璃化转变温度和较低的成本。
附图说明
图1为本发明的制备流程图
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进一步进行说明
环氧树脂组成物，其含有的组分及配比为：
a.液态改性环氧树脂            100
b.液态酸酐混合物固化剂        40-150
液态改性环氧树脂，为100重量份的双酚A型环氧树脂中加入10-100重量份的一种或多种其他环氧树脂，如液态的双酚F型环氧树脂或液态酚醛环氧树脂或液态脂环基缩水甘酯等。
所述双酚A型环氧树脂的环氧当量小于250。
液态酸酐混合物固化剂，是通过自制的改性剂与苯酐聚合或混合后，生成的液态酸酐聚合物混合物。
所述改性剂是一种以甲基四氢苯酐为主要成分的聚合物，用来与苯酐进一步反应或混合。
环氧树脂组成物，其制备方法为：用自制改性剂与苯酐混合或反应，得到a液态酸酐聚合物固化剂40-150份；用BPA型环氧树脂或在BPA型环氧树脂中加入10-100重量份的一种或多种其他环氧树脂得到b液态改性环氧树脂物100份。用这种酸酐与环氧树脂配合物，加入200-400份硅微粉填料和0.3-2.0份促进剂后，即制备一种可以用于浇注和APG技术的电气绝缘环氧树脂组成物。
实施例一：
液态酸酐混合物固化剂80份，加入液体BPA环氧树脂100份和300份硅微粉填料后，再加入促进剂1份，在30℃的温度下真空搅拌脱气后，浇注、APG成型或压入模具在80℃条件下和140℃条件下分别加热固化4小时和10小时，得到的固化材料，固化材料TG值为125℃，拉伸强度为85MPA。
实施例二：
甲基四氢邻苯二甲酸酐固化剂80份，加入液体BPA环氧树脂100份和300份硅微粉填料后，再加入促进剂1份，在30℃的温度下真空搅拌脱气后，浇注、APG成型或压入模具在80℃条件下和140℃条件下分别加热固化4小时和10小时，得到的固化材料，固化材料TG值为115℃，拉伸强度为70MPA。
实施例三：
液体酸酐混合物固化剂80份，加入双酚F改性液体环氧树脂100份和300份硅微粉填料后，再加入促进剂1份，在30℃的温度下真空搅拌脱气后，浇注、APG成型或压入模具在80℃条件下和140℃条件下分别加热固化4小时和10小时，得到的固化材料，固化材料TG值为123℃，拉伸强度为89MPA。
实施例四：
液体酸酐混合物固化剂80份，加入酚醛环氧树脂改性液体环氧树脂100份和300份硅微粉填料后，再加入促进剂1份，在30℃的温度下真空搅拌脱气后，浇注、APG成型或压入模具在80℃条件下和140℃条件下分别加热固化4小时和10小时，得到的固化材料，固化材料TG值为138℃，拉伸强度为77MPA。
实施例五：
液体酸酐混合物固化剂80份，加入液体BPA环氧树脂100份和300份硅微粉填料后，再加入促进剂1份，在60℃的温度下真空搅拌脱气后，浇注、APG成型或压入模具在80℃条件下和140℃条件下分别加热固化4小时和10小时，得到的固化材料，固化材料TG值为123℃，拉伸强度为89MPA。
实施例六：
苯酐固化剂70份，加入液体BPA环氧树脂100份和300份硅微粉填料后，再加入促进剂1份，在60℃的温度下真空搅拌脱气后，苯酐不溶解，不能使用。
通过上述六组实施例对比发现，采用酸酐聚合物混合物使苯酐液体化，可使环氧树脂的固化物具有高TG、高机械强度、电气性能优良等显著优点，苯酐固体状态在常温或低温下不能使用，高温下易升华、毒性强，苯酐液态化后，方便常温或低温下(60℃以下)使用，不升华，降低了操作毒性。

Claims (5)

1.环氧树脂组成物，其特征在于，其含有的组分及配比为：
a.液态改性环氧树脂          100
b.液态酸酐混合物固化剂      40-150
液态改性环氧树脂，为100重量份的双酚A型环氧树脂中加入10-100重量份的一种或多种其他环氧树脂。
液态酸酐混合物固化剂，是通过自制改性剂与苯酐聚合或混合后而生成的液态酸酐聚合物混合物。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂组成物，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂的环氧当量小于250，常温下为液体。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂组成物，其特征在于，所述改性剂是一种以甲基四氢苯酐为主要成分的聚合物，用来与苯酐进一步反应或混合，目的是使苯酐液化。
4.根据权利要求1所述的环氧树脂组成物，其特征在于，所述的液态酸酐聚合物混合物与所述的液态改性环氧树脂反应可以得到玻璃化转变温度TG更高的固化物材料。
5.如权利要求1所述环氧树脂组成物的制备方法，其特征在于，其制备方法为：用自制改性剂与苯酐混合或反应，得到a液态酸酐聚合物固化剂40-150份；用BPA型环氧树脂或在BPA型环氧树脂中加入10-100重量份的一种或多种其他环氧树脂得到b液态改性环氧树脂物100份，用这种酸酐与环氧树脂配合物，加入200-400份硅微粉填料和0.3-2.0份促进剂后，即制备一种可以用于浇注和APG技术的电气绝缘环氧树脂组成物。
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