CN103012697B

CN103012697B - 一种vpi浸渍树脂

Info

Publication number: CN103012697B
Application number: CN201210572655.7A
Authority: CN
Inventors: 徐伟红; 夏宇; 何少波; 袁世臻; 王文; 周成
Original assignee: Suzhou Jufeng Electrical Insulation System Co Ltd
Current assignee: Suzhou Jufeng Electrical Insulation System Co Ltd
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2032-12-26
Also published as: CN103012697A

Abstract

本发明涉及一种VPI浸渍树脂，其由如下重量份的组分组成：聚丁二烯树脂100份；马来酸酐化聚丁二烯5~15份；耐热环氧树脂2~8份；沸点≥170℃的高沸点活性交联单体10~100份；过氧化物引发剂0.05~5.0份；阻聚剂0.005～0.75份，所述VPI浸渍树脂的固化成型温度为110~180℃。本发明的VPI浸渍树脂是一种新型VPI浸渍树脂，不仅具有优异的耐热性能、电气性能以及柔韧性，而且固化温度低、固化时间短，存储时间长，适用于发电机、电机定子线圈绝缘处理。

Description

一种VPI浸渍树脂

技术领域

本发明涉及一种VPI（真空压力）浸渍树脂。

背景技术

绝缘系统作为电机的心脏，其性能的优劣直接影响电机的可靠性和运行寿命。介质损耗引起绝缘的热击穿是电机绝缘普遍关注的问题之一。特别是在变频电机绝缘中，绝缘发热的程度大大超过工频电机。因此，对绝缘浸渍树脂提出了更高的要求，不仅需要浸渍树脂具有更高的耐热性能，而且需要具有更低的高温介质损耗以保障电机绝缘系统安全性和可靠性。

在现有VPI浸渍树脂体系中，苯乙烯体系VPI树脂，由于存在苯乙烯类物质的蒸汽压低，毒性大，在固化过程中大量挥发，造成环境污染，危害操作者身体健康等缺陷正在逐步淘汰。环氧酸酐VPI浸渍树脂具有极低的VOC排放，浸漆后绕组内部致密性好，电热老化性能良好，击穿电压高等优点。但是，由于环氧树脂固化后交联密度大，固化物较脆，在电机使用过程中，由于温度的变化导致的热冲击和设备的振动，绝缘结构可能会存在绝缘的损伤而影响绝缘性能。无溶剂有机硅VPI浸渍树脂兼具有高耐温等级、憎水、耐压防晕等优异绝缘性能和绿色环保等许多优点，但是，由于有机硅硅氢加成反应温度很高，一般最终固化温度需要在220℃以上，工艺操作性能不佳，也耗费大量的能源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有优异的耐热性能、电气性能以及柔韧性，且固化温度低、固化时间短的VPI浸渍树脂。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种VPI浸渍树脂，其由如下重量份的组分组成：

聚丁二烯树脂100份；

马来酸酐化聚丁二烯5~15份；

耐热环氧树脂2~8份；

沸点≥170℃的高沸点活性交联单体10~100份；

过氧化物引发剂0.05~5.0份；

阻聚剂0.005～0.75份，

所述VPI浸渍树脂的固化成型温度为110~180℃。

优选地，所述聚丁二烯树脂中的20%～90%(重量)是1,2-聚丁二烯，其余部分的聚丁二烯可以是1,4-聚丁二烯或环化聚丁二烯。1,2-聚丁二烯小于20%，则树脂变成弹性体，将会损失热稳定性、机械强度；如果大于90%，则树脂的柔韧性将会不足。为此，本发明优选的聚丁二烯树脂是含20wt%～90wt%1,2-聚丁二烯的液体树脂。

优选地，所述马来酸酐化聚丁二烯为马来酸酐改性1,4-聚丁二烯，其目的在于利用酸酐基团与体系中环氧基团反应，同时提升树脂柔韧性，含量为5～15phr，低于5phr或者高于15phr都会产生不利影响。

根据本发明，耐热环氧树脂可以为4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、F-51酚醛环氧树脂及邻甲酚醛环氧树脂中的一种或几种的混合物。环氧树脂主要增加体系的粘结性能，含量为2～8phr，如果低于2phr起不到增加粘结性的目的，如果超过8phr则可能会导致相容性下降，影响VPI树脂的外观。

所述过氧化物引发剂包括过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰乙酰和十二烷基过氧化苯甲酰等。其中，过氧化二异丙苯是首选引发剂，因为其具有分解温度高，使用寿命长及固化性能好等特点。引发剂用量约0.05～5.0phr，如果引发剂低于0.05phr，可能无法完全固化，如果超过5.0phr，则影响树脂稳定性，可能在储存中凝胶。

所述阻聚剂包括氢醌，蒽醌，对苯二酚甲基乙醚和特丁基对苯二酚等。首选的阻聚剂是特丁基对苯二酚苯二酚，因为研究发现它具有最佳阻聚效果。VPI树脂阻聚剂用量约0.005～0.75phr，如果阻聚剂低于0.005phr，树脂储存时可能凝胶，如果使用超过约0.75phr，凝胶时间过长，树脂流失过大，影响挂漆量。

所述VPI树脂可以通过添加高沸点活性交联单体降低树脂粘度，选择含有1～4个乙烯基团的乙烯基单体。合适的乙烯基单体包括叔丁基苯乙烯，乙烯基甲苯，二乙烯基苯和苯乙烯等。乙烯基甲苯为首选交联单体，因为它赋予VPI浸渍树脂最优的综合性能。含量为10～100phr，如果低于10phr树脂粘度会过高影响树脂的浸透性，超过100phr则会使VPI树脂性能降低。

根据一个具体和优选实施方式：VPI浸渍树脂中，聚丁二烯树脂为含20wt%～90wt%1,2-聚丁二烯的液体树脂；马来酸酐化聚丁二烯为马来酸酐改性1,4-顺式聚丁二烯；耐热环氧树脂为选自4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、F-51酚醛环氧树脂以及邻甲酚醛环氧树脂中的一种或几种的混合物；高沸点活性交联单体为乙烯基甲苯；过氧化物引发剂为过氧化二异丙苯；阻聚剂为特丁基对苯二酚。

将以上组分按照配比充分均匀地混合在一起，获得本发明所述具有优异耐热性能和电气性能VPI浸渍树脂。

所述VPI浸渍树脂可应用于大型电机、高压电机以及牵引电机等领域的绝缘处理。最佳工艺是，通过真空压力浸渍（VPI）工艺浸渍电机绝缘线圈。浸渍处理后放置在烘箱加热到设定温度固化成型，通常情况下，在110～180℃的固化时间为2～14个小时。

所述VPI浸渍树脂可适用于定子绝缘单支线棒工艺和整体绝缘处理工艺。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明的VPI浸渍树脂是一种新型VPI浸渍树脂，不仅具有优异的耐热性能、电气性能以及柔韧性，而且固化温度低、固化时间短，存储时间长，适用于发电机、电机定子线圈绝缘处理。

具体实施方式

本发明通过将液体聚丁二烯树脂、马来酸酐化聚丁二烯、耐热环氧树脂、有机过氧化物引发剂以及高沸点活性交联剂混和，可以得到固化物富于柔韧性、耐热性和优异电气性能的VPI浸渍树脂。以液体聚丁二烯为主体制备的VPI浸渍树脂在浸渍绝缘线圈时可防止线圈产生空隙。同时固化时间短、储存期长、管理和生产工艺优良，其电气性能尤其是介质损耗具有其他绝缘树脂无法比拟的优势。固化树脂不仅具有极高的耐热性能，还具有非常优异的柔韧性，极大地改善了电机的绝缘线圈在运行过程中的耐高低温冲击性能。

下面结合具体的实施例对本发明进行详细的说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不是限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为常规实验中的条件。

实施例1

称取100g聚丁二烯树脂（含75%1,2-聚丁二烯），加入4g邻甲酚醛环氧树脂，6g马来酸酐改性1,4-聚丁二烯，加热至60～70℃，搅拌均匀，加入40g乙烯基甲苯，搅拌，然后加入2.5g过氧化二异丙苯，0.15g特丁基对苯二酚，充分搅拌均匀，获得VPI浸渍树脂。将得到树脂于160℃烘烤5h固化，测试性能，结果参见表1。

实施例2

称取150g聚丁二烯树脂（含40%1,2-聚丁二烯），加入8g4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯，15g马来酸酐改性1,4-聚丁二烯，加热至60～70℃，搅拌均匀。加入45g乙烯基甲苯，搅拌，然后加入1.5g过氧化二异丙苯，0.25g特丁基对苯二酚，充分搅拌均匀，获得VPI浸渍树脂。将得到于140℃烘烤10h固化，测试性能，结果参见表1。

实施例3

称取150g聚丁二烯树脂（含85%1,2-聚丁二烯），50g环化聚丁二烯树脂，加入10g F-51酚醛环氧树脂，25g马来酸酐化聚丁二烯，加热至60～70℃，搅拌均匀。加入100g乙烯基甲苯，搅拌，然后加入4.5g过氧化二异丙苯，0.25g特丁基对苯二酚，充分搅拌均匀，获得VPI浸渍树脂。将得到于170℃烘烤4h固化，测试性能，结果参见表1。

实施例4

称取100g聚丁二烯树脂（含60%1,2-聚丁二烯），100g环化聚丁二烯树脂，加入10g4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯，25g马来酸酐化聚丁二烯，加热至60～70℃，搅拌均匀。加入100g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，搅拌，然后加入4.5g过氧化二异丙苯，0.25g特丁基对苯二酚，充分搅拌均匀，获得VPI浸渍树脂。将得到于180℃烘烤2h固化，测试性能，结果参见表1。

表1VPI浸渍树脂的性能

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种VPI浸渍树脂，其特征在于：由如下重量份的组分组成：

聚丁二烯树脂100份；

马来酸酐改性1,4-顺式聚丁二烯5～15份；

耐热环氧树脂2～8份；

沸点≥170℃的高沸点活性交联单体10～100份；

过氧化物引发剂0.05～5.0份；

阻聚剂0.005～0.75份，

所述VPI浸渍树脂的固化成型温度为110～180℃。

2.根据权利要求1所述的VPI浸渍树脂，其特征在于：所述聚丁二烯树脂为含20wt％～90wt％1,2-聚丁二烯的液体树脂。

3.根据权利要求1所述的VPI浸渍树脂，其特征在于：所述耐热环氧树脂为选自4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、F-51酚醛环氧树脂以及邻甲酚醛环氧树脂中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的VPI浸渍树脂，其特征在于：所述高沸点活性交联单体为含有1～4个乙烯基团的乙烯基单体。

5.根据权利要求4所述的VPI浸渍树脂，其特征在于：所述高沸点活性交联单体为选自叔丁基苯乙烯、乙烯基甲苯及二乙烯基苯中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的VPI浸渍树脂，其特征在于：所述过氧化物引发剂为选自过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰乙酰以及十二烷基过氧化苯甲酰中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的VPI浸渍树脂，其特征在于：所述阻聚剂为选自氢醌、蒽醌、对苯二酚甲基乙醚以及特丁基对苯二酚中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1所述的VPI浸渍树脂，其特征在于：所述聚丁二烯树脂为含20wt％～90wt％1,2-聚丁二烯的液体树脂；所述耐热环氧树脂为选自4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、F-51酚醛环氧树脂以及邻甲酚醛环氧树脂中的一种或几种的混合物；所述的高沸点活性交联单体为乙烯基甲苯；所述的过氧化物引发剂为过氧化二异丙苯；所述的阻聚剂为特丁基对苯二酚。

9.权利要求1至8中任一项权利要求所述的VPI浸渍树脂用于电机绝缘处理的用途。