CN103059268A - 一种电器绝缘件用环氧树脂材料 - Google Patents

一种电器绝缘件用环氧树脂材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电器绝缘件用环氧树脂材料，由下述组分按重量份组成：环氧树脂100份；改性苯酐固化剂80-100份；针状填料270-320份；偶联剂1-3份；增韧剂3-8份。本发明的电器绝缘件用环氧树脂材料不仅具有良好的电气绝缘性能，同时改进了产品的耐裂性能及机械性能，适用于具有较复杂结构的电器绝缘件的生产及制造。

Description

一种电器绝缘件用环氧树脂材料
技术领域
本发明涉及一种环氧树脂材料，尤其涉及一种电器绝缘件用环氧树脂材料。
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。环氧树脂具有优异的耐磨性能、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，在胶黏剂、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。
无机填料的加入对环氧树脂绝缘件某些物理性能的改进有明显作用，比如在环氧树脂浇注料中加入某些填料可增加固化体系的导热性能、降低固化物的收缩、提高固化物的机械性能等，同时，填料对降低成本也起着至关重要的作用。填料的种类繁多：二氧化硅类、氧化铝、碳酸钙、金属粉等，但在环氧树脂浇注料中应用最多的是二氧化硅类，即硅微粉。然而对于一些结构比较复杂的绝缘件如固封极柱、重合器等，添加普通硅微粉的环氧树脂材料体系有时候不能满足这些产品的机械性能尤其是耐裂性能的要求，制品生产时容易出现开裂现象。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种电器绝缘件用环氧树脂材料，具有良好的耐裂性能及机械性能。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案，是这样实现的：
一种电器绝缘件用环氧树脂材料，由下述组分按重量份组成：
环氧树脂                      100份；
改性苯酐固化剂                80-100份；
针状填料                      270-320份；
偶联剂                        1-3份；
增韧剂                        3-8份。
具体的，在本发明中：
所述环氧树脂可以为液态双酚A缩水甘油醚型环氧树脂，也可以为液态脂环族环氧树脂。优选的，所述环氧树脂为邻苯二甲酸二缩水甘油酯或六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯。其中，六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯的英文名称：diglycidyl 1，2-cyclohexanedicarboxylate，中文别名：环己烷-1，2-二羧酸二(缩水甘油酯)；环己烷-1，2-二羧酸二缩水甘油酯；六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯；六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯，EINECS号：226-826-3。
所述改性苯酐固化剂为改性甲基四氢苯酐或者六氢邻苯二甲酸酐。
所述针状填料为含有一定比例针状填料且其长径比在一定范围内的硅微粉，所述的针状填料可以是长针状玻璃纤维或者针状硅灰石。
所述长针状玻璃纤维，优选长径比6∶1-20∶1。
所述针状硅灰石，优选长径比4∶1-10∶1。
所述偶联剂为硅烷偶联剂。具体的，在国内有KH550，KH560，KH570，KH792等型号硅烷偶联剂。
所述增韧剂为反应型聚醚类增韧剂，具体的，可以为T系列增韧剂，如T-9503、T9907、T9903等。T系列增韧剂是一种超支化聚合物，其特殊的分子结构使其在参与环氧酸酐反应时，表现出与其它类增韧剂不同的性能，在其本身所含的化学诱导基团超过一定浓度值时，环氧-酸酐固化物是白色(海岛结构)，在化学诱导基团浓度未达到一定值时，其固化物透明。但其有固化物耐热(Tg较不加增韧剂时损失较少)，冲击韧度高，抗冷热冲击性能优异的共同特点。
本发明所述的一种电器绝缘件用环氧树脂材料可以采用本行业通用的方法进行制备，包括但不限于下述方法。
具体的，可以采用下述方法制备而成：
将环氧树脂、改性苯酐固化剂、偶联剂、增韧剂和针状填料按上述配比混合，在0～-0.1MPa的真空度及30～100r/min的料罐中边搅拌边真空脱气2～3小时制得混合料，将混合料在0.3～0.4MPa压力下压入模具，在140～150℃下进行第一次固化，时间20～30分钟；脱模，脱模后的产品置于140～150℃条件下进行后固化，时间为8～9小时，即可制得本发明的电器绝缘件用环氧树脂材料。
相对于现有技术，本发明的有益效果具体体现为：本发明的电器绝缘件用环氧树脂材料不仅具有良好的电气绝缘性能，同时改进了产品的耐裂性能及机械性能，适用于具有较复杂结构的电器绝缘件的生产及制造。
具体实施方式
实施例1
按表1对应实施例，依次称取各组分。
将环氧树脂、改性苯酐固化剂、偶联剂、增韧剂、针状填料按上述配比混合，在-0.1MPa的真空度及50r/min的料罐中边搅拌边真空脱气3小时制得混合料。将混合好的混合料在0.4MPa压力下压入模具，在140℃下进行第一次固化，时间25分钟；脱模，脱模后的产品置于140℃条件下进行后固化，时间为9小时，即可制得本发明的电器绝缘件用环氧树脂材料。
在本实施例中，所述环氧树脂为邻苯二甲酸二缩水甘油酯；所述改性苯酐固化剂为改性甲基四氢苯酐；所述针状填料为长针状玻璃纤维，所述长针状玻璃纤维的长径比6∶1～20∶1；所述偶联剂为KH550硅烷偶联剂；所述增韧剂为T-9503增韧剂。
实施例2
按表1对应实施例，依次称取各组分。
将环氧树脂、改性苯酐固化剂、偶联剂、增韧剂、针状填料按上述配比混合，在-0.1MPa的真空度及30r/min的料罐中边搅拌边真空脱气3小时制得混合料。将混合好的混合料在0.3MPa压力下压入模具，在150℃下进行第一次固化，时间30分钟；脱模，脱模后的产品置于150℃条件下进行后固化，时间为8小时，即可制得本发明的电器绝缘件用环氧树脂材料。
在本实施例中，所述环氧树脂为六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯；所述改性苯酐固化剂为六氢邻苯二甲酸酐；所述填料为含有针状填料为针状硅灰石，所述针状硅灰石的长径比为4∶1-10∶1；所述偶联剂为KH-560硅烷偶联剂；所述增韧剂为T-9503增韧剂。
实施例3
按表1对应实施例，依次称取各组分。
将环氧树脂、改性苯酐固化剂、偶联剂、增韧剂、针状填料按上述配比混合，在-0.1MPa的真空度及80r/min的料罐中边搅拌边真空脱气2.5小时制得混合料。将混合好的混合料在0.35MPa压力下压入模具，在145℃下进行第一次固化，时间20分钟；脱模，脱模后的产品置于145℃条件下进行后固化，时间为8.5小时，即可制得本发明的电器绝缘件用环氧树脂材料。
在本实施例中，所述环氧树脂为邻苯二甲酸二缩水甘油酯；所述改性苯酐固化剂为改性甲基四氢苯酐；所述填料为含有针状填料为针状硅灰石，所述针状硅灰石的长径比为4∶1-10∶1，所述偶联剂为KH-560硅烷偶联剂；所述增韧剂为T-9503增韧剂。
表1：电器绝缘件用环氧树脂材料配方表单位：公斤
  实施例1  实施例2  实施例3  对比例1
  环氧树脂   100  100  100  100
  改性苯酐固化剂   100  85  80  85
  针状填料   270  300  320  440
  偶联剂   1  3  2  3
  增韧剂   3  5  8  3
对比例
按表1对应实施例，依次称取各组分。
将环氧树脂、改性苯酐固化剂、偶联剂、增韧剂、针状填料按上述配比混合，在-0.1MPa的真空度及30r/min的料罐中边搅拌边真空脱气2小时制得混合料。将混合好的混合料在0.3MPa压力下压入模具，在150℃下进行第一次固化，时间20分钟；脱模，脱模后的产品置于145℃条件下进行后固化，时间为8小时，即可制得电器绝缘件用环氧树脂材料。
在本实施例中，
所述环氧树脂为邻苯二甲酸二缩水甘油酯；所述改性苯酐固化剂为改性甲基四氢苯酐；所述填料为普通硅微粉；KH-560硅烷偶联剂；所述增韧剂为T-9503增韧剂。
测试例
表2：性能测试数据表
  项目   实施例1   实施例2   实施例3   对比例
  粘度   43000   25000   23500   42500
  Tg   113.62   104.85   112.2   115.64
  耐裂指数   7.75   7   15   3.33
  耐冷热循环指数   ＞5   ＞5   ＞5   3
  冲击强度(KJ/m2)   28.18   23.44   22.32   16.52
  拉伸强度(MPa)   76.06   69.23   67.0   50.12
  弯曲强度(MPa)   123.69   122.07   120.84   112.83
  体积电阻率(Ω.cm)   4.8×1015   4.5×1015   3.9×1015   3.6×1015
从上表试验数据可见，本发明的电器绝缘件用环氧树脂材料具有更好的耐裂强度和机械强度，可以很好的解决复杂结构绝缘件的开裂问题。

Claims (10)

1.一种电器绝缘件用环氧树脂材料，其特征在于，由下述组分按重量份组成：
环氧树脂                100份；
改性苯酐固化剂          80-100份；
针状填料                270-320份；
偶联剂                  1-3份；
增韧剂                  3-8份。
2.如权利要求1所述的电器绝缘件用环氧树脂材料，其特征在于：所述环氧树脂为液态双酚A缩水甘油醚型环氧树脂或液态脂环族环氧树脂。
3.如权利要求2所述的电器绝缘件用环氧树脂材料，其特征在于：所述环氧树脂为邻苯二甲酸二缩水甘油酯或六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯。
4.如权利要求1所述的电器绝缘件用环氧树脂材料，其特征在于：所述改性苯酐固化剂为改性甲基四氢苯酐或者六氢邻苯二甲酸酐。
5.如权利要求1所述的电器绝缘件用环氧树脂材料，其特征在于：所述针状填料为含有一定比例针状填料且其长径比在一定范围内的硅微粉。
6.如权利要求5所述的电器绝缘件用环氧树脂材料，其特征在于：所述的针状填料为长针状玻璃纤维或者针状硅灰石。
7.如权利要求6所述的电器绝缘件用环氧树脂材料，其特征在于：所述长针状玻璃纤维，长径比6∶1-20∶1。
8.如权利要求6所述的电器绝缘件用环氧树脂材料，其特征在于：所述针状硅灰石，长径比4∶1-10∶1。
9.如权利要求1所述的电器绝缘件用环氧树脂材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述增韧剂为反应型聚醚类增韧剂。
10.如权利要求1-9中任一项所述的电器绝缘件用环氧树脂材料，其特征在于，采用下述方法制备而成：
将环氧树脂、改性苯酐固化剂、偶联剂、增韧剂和针状填料按上述配比混合，在0～-0.1MPa的真空度及30～100r/min的料罐中边搅拌边真空脱气2～3小时制得混合料，将混合料在0.3～0.4MPa压力下压入模具，在140～150℃下进行第一次固化，时间20～30分钟；脱模，脱模后的产品置于140～150℃条件下进行后固化，时间为8～9小时，即可制得本发明的电器绝缘件用环氧树脂材料。
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