CN109021501A - 用于电力传输和配送的绝缘复合材料 - Google Patents

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Abstract

公开了用于电力传输和配送的绝缘复合材料，其包括包埋在热固性树脂中的连续增强纤维，其中所述热固性树脂是可固化环氧树脂组合物的反应产物，所述可固化环氧树脂组合物包含(a)至少一种双酚A型环氧树脂，(b)至少一种包含

Description

用于电力传输和配送的绝缘复合材料
本发明申请是基于申请日为2012年6月26日，申请号为201280075333.X(国际申请号为PCT/CN2012/077535)，发明名称为“用于电力传输和配送的绝缘复合材料”的专利申请的分案申请。
技术领域
本申请涉及用于电力传输和配送、特别是高电压传输线的绝缘复合材料。绝缘复合材料包括包埋在固化的环氧树脂组合物中的连续增强纤维。本申请也涉及制备绝缘复合材料的方法以及包括绝缘复合材料作为芯的绝缘体。
背景技术
环氧树脂组合物广泛用于电力应用，包括例如电绝缘系统，特别是用于中电压至高电压(大于10,000伏特(V)至1,100,000V的额定电压)架空线和支柱绝缘子的复合材料绝缘体。复合材料绝缘体通常包括由纤维增强的环氧树脂组合物制成的用于承载的加长绝缘芯。绝缘芯的长度由聚合物外皮(限定卷数以增加金属设备之间的漏电距离)例如有机硅橡胶覆盖。
复合材料绝缘体的绝缘芯需要满足某些性质，包括耐染料渗透性，高的直流电(D.C.)击穿强度，和高的在25摄氏度(℃)的挠曲强度。在这些之中，对于绝缘芯的可靠性关键的性质是高的D.C.击穿电压(至少50千伏(kV)或更高，根据DL/T 810-2002标准)。
制造复合材料绝缘体的典型方法可以包括，首先通过挤拉成型制备绝缘芯，注入橡胶以覆盖模具中的绝缘芯，然后在120℃至170℃的温度使硅橡胶硫化某一时间段，然后脱模。为节省能量和避免运转时间(由此提高生产力)，脱模通常在接近于硫化温度的温度进行。
但是，高温脱模可以引起绝缘芯的变形。特别地，在高电压架空线应用的情况中，通常需要长的(即，至少一米长)绝缘芯以提供足够的距离来满足绝缘性质。同时，也需要小的直径(即为，40毫米或更小)以尽可能保持总重量低。当在高温脱模时，这种长且小直径的绝缘芯极易变形、或甚至破裂。因此，绝缘芯需要甚至在高温时令人满意的挠曲强度(即，在150℃的热挠曲强度为300兆帕(MPa)或更大，通过ASTM-D 638-91测得)，以避免变形或破裂。
现有的用于复合材料绝缘体的绝缘芯仅包含基于双酚A的环氧树脂。绝缘芯显示可接受的D.C.击穿电压和染料渗透性能，但是，其在150℃的挠曲强度不期望地小于300MPa。为改善绝缘芯的热挠曲强度，一种方法是将苯酚酚醛清漆环氧树脂与双酚A型环氧树脂共混。得到的绝缘芯可以达到所需的热挠曲强度，但未能具有可接受的D.C.击穿电压和染料渗透性能。
而且，用于复合材料绝缘体的绝缘芯通常通过挤拉成型制备，其需要使用在25℃的粘度为6,000毫帕.秒(mPa.s)或更小的环氧树脂组合物以提供令人满意的挤拉成型的加工性。
对于本领域进步的是，可以提供下述绝缘复合材料，该复合材料表现出所需的在150℃的热挠曲强度，同时实现要求的D.C.击穿电压和染料渗透性能，并且可用于现有挤拉成型生产线。
发明内容
本发明如下解决了现有技术绝缘芯的问题，即提供了下述绝缘复合材料，该复合材料表现出的在150℃的热挠曲强度为至少300MPa，D.C.击穿电压为至少50kV，通过染料渗透试验至少15分钟，且能够通过挤拉成型制备。
本发明提供绝缘复合材料，其包括包埋在热固性基质中的连续增强纤维，所述热固性材料是可固化环氧树脂组合物的反应产物。可固化环氧树脂组合物包含以下的组合(a)至少一种双酚A型环氧树脂，(b)至少一种包含唑烷酮环的环氧树脂，和(c)至少一种酐硬化剂；可固化环氧树脂组合物在25℃的粘度为6,000mPa.s或更小(ASTM D-2983)，这可得到具有令人满意的挤拉成型加工性的组合物。可固化环氧树脂组合物在固化后可得到具有下述性质的均衡的绝缘复合材料：高的在150℃的热挠曲强度，高的D.C.击穿电压和所需的染料渗透性能。出乎意料地，本发明的绝缘复合材料在150℃的热挠曲强度为300MPa或更高(通过ASTM-D 638-91测得)，同时根据DL/T810-2002的D.C.击穿电压为50kV或更高，并且根据DL/T 810-2002通过染料渗透试验至少15分钟。
第一方面，本发明是用于电力传输和配送的绝缘复合材料，包括包埋在热固性树脂中的连续增强纤维，其中所述热固性树脂是可固化环氧树脂组合物的反应产物，所述可固化环氧树脂组合物包含(a)至少一种双酚A型环氧树脂，(b)至少一种包含唑烷酮环的环氧树脂，和(c)至少一种酐硬化剂，其中可固化环氧树脂组合物在25℃的粘度为6,000mPa.s或更小。
第二方面，本发明是制备第一方面的绝缘复合材料的挤拉成型法，包括拖拉连续增强纤维，使所述增强纤维与可固化环氧树脂组合物接触，和使所述可固化环氧树脂组合物固化，其中所述可固化环氧树脂组合物在25℃的粘度为6,000毫帕.秒或更小并且包含(a)至少一种双酚A型环氧树脂，(b)至少一种包含唑烷酮环的环氧树脂，和(c)至少一种酐硬化剂。
本申请涉及以下技术内容：
1.用于电力传输和配送的绝缘复合材料，包括包埋在热固性树脂中的连续增强纤维，其中所述热固性树脂是可固化环氧树脂组合物的反应产物，所述可固化环氧树脂组合物包含(a)至少一种双酚A型环氧树脂，(b)至少一种包含唑烷酮环的环氧树脂，和(c)至少一种酐硬化剂，其中所述可固化环氧树脂组合物在25℃的粘度为6,000毫帕.秒或更小。
2.项1的绝缘复合材料，其中所述双酚A型环氧树脂是双酚A的二缩水甘油醚。
3.前述项任一项的绝缘复合材料，其中所述包含唑烷酮环的环氧树脂是芳族环氧树脂和异氰酸酯化合物的反应产物。
4.前述项任一项的绝缘复合材料，其中至少一种酐硬化剂包括以下的至少一种：甲基四氢邻苯二甲酸酐(MTHPA)；甲基六氢邻苯二甲酸酐(MHHPA)；甲基-(内)-5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐(METHPA)；六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)；四氢邻苯二甲酸酐(THPA)；均苯四甲酸二酐；顺式环戊烷四甲酸二酐；半米酸酐；偏苯三甲酸酐；萘-1,8-二甲酸酐；邻苯二甲酸酐；二氯马来酸酐；十二烯基琥珀酸酐；戊二酸酐；马来酸酐；琥珀酸酐；或其混合物。
5.前述项任一项的绝缘复合材料，其中所述可固化环氧树脂组合物包含60至95wt％的双酚A型环氧树脂和5至40wt％的包含唑烷酮环的环氧树脂，基于所述可固化环氧树脂组合物中环氧树脂的总重量。
6.前述项任一项的绝缘复合材料，其中所述可固化环氧树脂组合物进一步包含另外的环氧树脂，其选自苯酚酚醛清漆环氧树脂和脂环族环氧树脂。
7.前述项任一项的绝缘复合材料，其中所述可固化环氧树脂组合物进一步包含以下的至少一种：增韧剂，脱模剂，催化剂和填料。
8.前述项任一项的绝缘复合材料，其中所述增强纤维包含玻璃纤维。
9.前述项任一项的绝缘复合材料，其中所述绝缘材料具有70至85重量％的增强纤维，基于所述绝缘复合材料的总重量。
10.前述项任一项的绝缘复合材料，其中所述增强纤维在所述绝缘复合材料的纵向方向是轴向排列的。
11.前述项任一项的绝缘复合材料，其中所述绝缘复合材料的形状为杆状。
12.项11的绝缘复合材料，其长度为一米或更长。
13.前述项任一项的绝缘复合材料，其中所述绝缘复合材料的形式为芯，所述芯进一步包括围绕所述绝缘复合材料芯的外覆层。
14.项13的绝缘复合材料，其中所述覆层是橡胶。
15.制备项1-14任一项的绝缘复合材料的挤拉成型法，包括拖拉连续增强纤维，使所述增强纤维与可固化环氧树脂组合物接触，和使所述可固化环氧树脂组合物固化，其中所述可固化环氧树脂组合物在25℃的粘度为6,000毫帕.秒或更小并且包含(a)至少一种双酚A型环氧树脂，(b)至少一种包含唑烷酮环的环氧树脂，和(c)至少一种酐硬化剂。
具体实施方式
当日期不是用试验方法编号表示时，试验方法是指截止本文件的优先权日期最新的试验方法。对试验方法的提及包含对测试协会和试验方法编号两者的提及。以下试验方法缩写和标识符适用于本申请：ASTM是指美国材料与试验协会(American Society forTesting and Materials)；ISO是指国际标准化组织(International Organization forStandards)，IEC是指国际电工协会(International Electrotechnical Commission)，DL是指Dian Li。
“和/或”表示“和，或作为选择”。除非另有指出，否则所有范围包括端点。
可固化环氧树脂组合物包含至少一种或多种双酚A型环氧树脂。用于本发明的双酚A型环氧树脂可以包括例如4,4'-二羟基二苯基二甲基甲烷(或双酚A)及其衍生物的二缩水甘油醚，和溴代双酚A(2,2-二(4-(2,3-环氧基丙氧基)3-溴苯基)丙烷)及其衍生物的二缩水甘油醚，及其混合物。
例如，双酚A的低聚和聚合的二缩水甘油醚，四溴双酚A的低聚和聚合的二缩水甘油醚，双酚A和四溴双酚A的低聚和聚合的二缩水甘油醚及其混合物可以用于本发明。适宜可商购的用于本发明的双酚A型环氧树脂包括例如购自The Dow Chemical Company的D.E.R.TM 332，D.E.R.383，D.E.R.542和D.E.R.331(D.E.R.是The Dow Chemical Company的商标)，及其混合物。作为本发明的例证，双酚A型环氧树脂可以是液体环氧树脂D.E.R.383(双酚A的二缩水甘油醚)，其环氧当量为175-185，在25℃的粘度为9.5Pa-s，密度为1.16g/cc。
用于本发明的双酚A型环氧树脂的环氧当量(EEW)可以为600或更小，400或更小，和甚至200或更小。同时，双酚A型环氧树脂的EEW可以为170或更大，180或更大，或甚至185或更大。
双酚A型环氧树脂在可固化环氧树脂组合物中的量可以为60重量百分比(wt％)或更多，65wt％或更多，或甚至70wt％或更多，基于可固化环氧树脂组合物中环氧树脂的总重量。同时，双酚A型环氧树脂在可固化环氧树脂组合物中的量可以为95wt％或更少，90wt％或更少，或甚至85wt％或更少，基于可固化环氧树脂组合物中环氧树脂的总重量。
用于本发明的包含唑烷酮环的环氧树脂可以包括具有下式(I)结构的环氧树脂：
其中R是氢或甲基。
用于本申请的包含唑烷酮环的环氧树脂可以包含至少一种环氧树脂和至少一种异氰酸酯化合物的反应产物。
制备包含唑烷酮环的环氧树脂的环氧树脂可以包括脂族环氧树脂，芳族环氧树脂，或脂族环氧树脂和芳族环氧树脂的组合。
用于制备包含唑烷酮环的环氧树脂的脂族环氧树脂的实例包括脂族多元醇或其环氧烷烃加合物的多缩水甘油醚，脂族长链多元酸的多缩水甘油酯，通过使丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯进行乙烯基聚合合成的均聚物，以及通过使丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯和其它乙烯基单体进行乙烯基聚合合成的共聚物，及其混合物。用于本发明的脂族环氧树脂的一些特定实例包括，多元醇的缩水甘油醚例如1,4-丁二醇二缩水甘油醚；1,6-己二醇二缩水甘油醚；甘油的三缩水甘油醚；三羟甲基丙烷的三缩水甘油醚；山梨糖醇的四缩水甘油醚；二季戊四醇的六缩水甘油醚；聚乙二醇的二缩水甘油醚或聚丙二醇的二缩水甘油醚；通过将一种类型、或两种或更多种类型的环氧烷烃加成到脂族多元醇(例如丙二醇，三羟甲基丙烷，和甘油)获得的聚醚多元醇的多缩水甘油醚；脂族长链二元酸的二缩水甘油酯，及其混合物。脂族环氧树脂的组合可以用于本发明。
用于制备包含唑烷酮环的环氧树脂的芳族环氧树脂的实例包括多酚的二缩水甘油醚：例如对苯二酚；间苯二酚；双酚A；双酚F；4,4'-二羟基联苯；酚醛清漆；四溴双酚A；2,2-二(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷；1,6-二羟基萘；及其混合物。芳族环氧树脂的组合可以用于本发明。
用于制备包含唑烷酮环的环氧树脂的异氰酸酯化合物可以是芳族的，脂族的，脂环族的，或其混合物。异氰酸酯化合物也可以包括例如，聚合的异氰酸酯。异氰酸酯化合物可以作为两种或更多种异氰酸酯的混合物用于本申请。异氰酸酯化合物也可以是异氰酸酯的异构体的任何混合物，例如二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的2,4-异构体和2,6-异构体的混合物，或甲苯二异氰酸酯(TDI)的任何2,2’-异构体、2,4’-异构体和4,4’-异构体的混合物。
用于本发明的异氰酸酯化合物优选包括二异氰酸酯和/或聚合的异氰酸酯。二异氰酸酯包括例如芳族二异氰酸酯和脂族二异氰酸酯。用于本发明的芳族二异氰酸酯或聚合的异氰酸酯的实例包括4,4'-MDI；TDI例如2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯；二甲苯二异氰酸酯(XDI)；及其异构体。用于本发明的脂族二异氰酸酯的实例包括六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)；异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)；4,4'-亚甲基二(环己基异氰酸酯)；三甲基六亚甲基二异氰酸酯；及其异构体。二异氰酸酯的组合可以用于本发明。聚合的异氰酸酯的组合也可以用于本发明。适宜可商购的用于本发明的二异氰酸酯和聚合的异氰酸酯可以包括，例如ISONATETM M124(ISONATE是The Dow Chemical Company的商标)，ISONATE M125，ISONATE OP 50，PAPITM 27(PAPI是The Dow Chemical Company的商标)，VORONATETM M229(VORONATE是The Dow Chemical Company的商标)，VORANATE T-80异氰酸酯，全部购自TheDow Chemical Company；及其混合物。
用于本发明的包含唑烷酮环的环氧树脂期望地为芳族环氧树脂和异氰酸酯化合物的反应产物。其它适宜的用于本发明的包含唑烷酮环的环氧树脂可以包括，例如美国专利5,112,932；和PCT专利申请公开WO2009/045835，WO2011/087486和WO2011/059633的那些。
用于本发明的包含唑烷酮环的环氧树脂的量可以为5wt％或更多，8wt％或更多，10wt％或更多，或甚至15wt％或更多。同时，包含唑烷酮环的环氧树脂的量可以为40wt％或更少，35wt％或更少，或甚至30wt％或更少。包含唑烷酮环的环氧树脂的wt％是基于可固化环氧树脂组合物的全部环氧树脂。
可固化环氧树脂组合物也包含至少一种酐硬化剂(也称为硬化剂或交联剂)，或其共混物。用于本发明的酐硬化剂可以包含例如脂环族和/或芳族酐及其混合物。用于本发明的代表性的酐硬化剂可以包括，例如，邻苯二甲酸酐及其衍生物，纳迪克酸酐及其衍生物，偏苯三甲酸酐及其衍生物，均苯四甲酸酐及其衍生物，二苯甲酮四甲酸酐及其衍生物，十二烯基琥珀酸酐及其衍生物，聚(乙基十八烷二酸)酐及其衍生物。以上酐硬化剂可以单独使用或以其混合物形式使用。
六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)；甲基六氢邻苯二甲酸酐(MHHPA)；四氢邻苯二甲酸酐(THPA)；甲基四氢邻苯二甲酸酐(MTHPA)；那迪克马来酸酐(nardic maleic anhydride)(NMA)；那迪克酸酐，甲基-(内)-5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐(METHPA)；均苯四甲酸二酐；顺式环戊烷四甲酸二酐；半米酸酐(hemimellitic anhydride)；偏苯三甲酸酐；萘-1,8-二甲酸酐；邻苯二甲酸酐；二氯马来酸酐；十二烯基琥珀酸酐；戊二酸酐；马来酸酐；琥珀酸酐；甲基那迪克酸酐；或其混合物特别适用于本发明。酐硬化剂也可以包括，例如，苯乙烯和马来酸酐和其它酐的共聚物，包括例如描述于美国专利6,613,839的那些。
通常，用于本发明的酐硬化剂以足以使可固化环氧树脂组合物固化的量使用。环氧树脂组合物中总环氧树脂与硬化剂(包括酐硬化剂和任选存在的另外的硬化剂)的摩尔比可以为50:1或更低，20:1或更低，10:1或更低，或甚至5:1或更低。同时，总环氧树脂与硬化剂的摩尔比可以为1:2或更高，1:1.5或更高，1:1.25或更高，或甚至1:1或更高。
可固化环氧树脂组合物可以任选包含催化剂。催化剂可以用于促进环氧树脂和酐硬化剂之间的反应。用于本发明的催化剂可以包括，例如，路易斯酸，例如三氟化硼，或三氟化硼与胺的衍生物，所述胺例如为哌啶或甲基乙基胺。催化剂也可以是碱性的，例如为咪唑或胺。用于本发明的其它催化剂可以包括，例如，其它金属卤化物路易斯酸，包括氯化锡，氯化锌及其混合物；金属羧酸盐，例如辛酸亚锡；胺，包括叔胺，例如三乙胺，二乙基氨基丙基胺，苄基二甲基胺，三(二甲基氨基甲基)苯酚及其混合物；咪唑衍生物，例如2-甲基咪唑，1-甲基咪唑，苯并咪唑及其混合物；和化合物，例如乙基三苯基乙酸和乙基三苯基乙酸-乙酸络合物；及其任何组合。描述于美国专利4,925,901的任何公知的催化剂也可以用于本发明。
当存在于可固化环氧树脂组合物时，催化剂的用量足以加速在高温时环氧树脂和硬化剂之间的反应和/或促使可固化环氧树脂组合物基本上完全固化并且进行至少一些交联。例如，当使用时，催化剂的用量可以为0.01至5重量份每一百重量份(phr)可固化环氧树脂组合物中的总环氧树脂，为0.1phr至4.0phr，或甚至为0.2phr至3phr。
可固化环氧树脂组合物可以任选包含另外的环氧树脂。用于本发明的另外的环氧树脂(或“第二环氧树脂”)可以是任何类型的环氧树脂，包括包含一个或多个反应性环氧乙烷基团的任何物质，在本申请称为"环氧基团"或"环氧官能度"。另外的环氧树脂可以包括，例如，单官能环氧树脂，多或聚官能环氧树脂，及其组合。另外的环氧树脂可以是纯化合物，但是通常为每分子包含一个、两个或多个环氧基团的混合物或化合物。另外的环氧树脂也可以是，例如单体的或聚合的。另外的环氧树脂也可以包括，例如，反应性羟基(-OH)基团，其可以在较高温度与酐、有机酸、氨基树脂、酚类树脂、或与环氧基团(当催化时)反应，以导致另外的交联。用于本发明其它适宜的环氧树脂公开于，例如，美国专利7,163,973，6,887,574，6,632,893，6,242,083，7,037,958，6,572,971，6,153,719，和5,405,688；PCT公开WO2006/052727；和美国专利申请公开2006/0293172和2005/0171237。
用于本发明的另外的环氧树脂的实例包括双酚F环氧树脂，苯酚酚醛清漆环氧树脂，甲酚酚醛清漆环氧树脂，脂环族环氧树脂，多官能(聚环氧基)环氧树脂，及其混合物。
用于本发明的双酚F环氧树脂可以包括，例如，二(4-羟基苯基)甲烷(称为双酚F)的二缩水甘油醚及其衍生物，及其混合物。适宜可商购的用于本发明的双酚F环氧树脂可以包括，例如，D.E.R.354和D.E.R.354LY，各自购自The Dow Chemical Company，及其混合物。
任选用于本发明的适宜的苯酚酚醛清漆环氧树脂和/或甲酚酚醛清漆环氧树脂可以包括，例如，苯酚与甲醛可以在酸性条件下获得的缩合物，例如苯酚酚醛清漆和甲酚酚醛清漆，例如以商业名称D.E.N.431和D.E.N.438购自The Dow Chemical Company的那些，和购自Hexion Specialty Chemicals的EPONSU-8；及其混合物。
另外的环氧树脂可以包含至少一种脂环族环氧树脂。脂环族环氧树脂(例如描述于美国专利3,686,359的那些)可以用于本发明。适宜的用于本发明的脂环族环氧树脂的实例可以包括，二羧酸的脂环族酯的二环氧化物，例如，草酸二(3,4-环氧环己基甲基)酯；己二酸二(3,4-环氧环己基甲基)酯；己二酸二(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)酯；庚二酸二(3,4-环氧环己基甲基)酯；乙烯基环己烯二环氧化物；甲基-3,4-环氧环己烷甲酸3,4-环氧环己基酯；柠檬烯二环氧化物；二甲酸二[(3,4-环氧环己基)甲基]酯；二甲酸二[(3,4-环氧-6-甲基环己基)甲基]酯；缩水甘油基2,3-环氧环戊基醚；环戊烯基醚二环氧化物；9,10-环氧硬脂酸2,3-环氧环戊基酯；4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯；二(2,3-环氧环戊基)醚；2-(3,4-环氧环己基)-5,5-螺(2,3-环氧环己烷)-间-二氧六环；2-(3,4-环氧环己基)-5,5-螺(3,4-环氧环己烷)-间-二氧六环；(3,4-环氧-6-甲基环己基)甲基3,4-环氧-6-甲基环己烷和1,2-二(2,3-环氧环戊基)乙烷；二环戊二烯二环氧化物；及其混合物。其它适宜的二羧酸的脂环族酯的二环氧化物可以包括，例如，描述于美国专利2,750,395的那些。
可以任选用于本发明的其它适宜的脂环族环氧化物包括，例如，3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯，例如3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷甲酸酯；3,4-环氧-l-甲基环己基-甲基-3,4-环氧-甲基环己烷甲酸酯；6-甲基-3,4-环氧环己基甲基甲基-6-甲基-3,4-环氧环己烷甲酸酯；3,4-环氧-2-甲基环己基甲基-3,4-环氧-2-甲基环己烷甲酸酯；3,4-环氧-3-甲基环己基-甲基-3,4-环氧-3-甲基环己烷甲酸酯；3,4-环氧-5-甲基环己基-甲基-3,4-环氧-5-甲基环己烷甲酸酯，脂环族多元醇(例如2,2-二(4-羟基环己基)丙烷)的二缩水甘油醚或多缩水甘油醚；及其混合物。其它适宜的用于本发明的3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯可以包括，例如，描述于美国专利2,890,194的那些。
任选用于本发明的适宜可商购的脂环族环氧树脂包括，例如，ERLTM4221(ERL是TheDow Chemical Company的商标)，购自The Dow Chemical Company。而且，以商业名称ERL、D.E.R.和D.E.N.全部购自Dow Chemical Company的其它脂环族环氧树脂也可用于本发明。
任选用于本发明的适宜的多官能(聚环氧基)环氧树脂可以包括，例如，间苯二酚二缩水甘油醚(1,3-二-(2,3-环氧丙氧基)苯)；三缩水甘油基对-氨基苯酚(4-(2,3-环氧丙氧基)-N,N-二(2,3-环氧丙基)苯胺)；间-氨基苯酚和/或对-氨基苯酚的三缩水甘油醚(例如3-(2,3-环氧丙氧基)-N,N-二(2,3-环氧丙基)苯胺)；和四缩水甘油基亚甲基二苯胺(N,N,N',N'-四(2,3-环氧丙基)4,4'-二氨基二苯基甲烷)；以及以上两种或更多种聚环氧化合物的混合物。用于本发明的另外的环氧树脂的更详尽清单可见Lee，H.and Neville，K.，Handbook of Epoxy Resins，McGraw-Hill Book Company，1982年再版。
任选用于本发明的其它适宜的另外的环氧树脂包括，基于芳族胺和表氯醇的聚环氧化合物，例如N,N'-二缩水甘油基-苯胺；N,N'-二甲基-N,N'-二缩水甘油基-4,4'-二氨基二苯基甲烷；N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'二氨基二苯基甲烷；N-二缩水甘油基-4-氨基苯基缩水甘油醚；二-4-氨基苯甲酸N,N,N',N'-四缩水甘油基-1,3-亚丙基酯；及其混合物。另外的环氧树脂也可以包括以下一种或多种物质的缩水甘油基衍生物：芳族二胺，芳族单伯胺，氨基酚，多酚，多元醇，多羧酸；及其混合物。
如果存在，另外的环氧树脂的量可以为1wt％或更多，2wt％或更多，或甚至5wt％或更多。同时，另外的环氧树脂的量可以为35wt％或更少，30wt％，或甚至25wt％或更少。另外的环氧树脂的wt％是基于可固化环氧树脂组合物中的总环氧树脂。
可固化环氧树脂组合物可以任选包含至少一种增韧剂。增韧剂可以包括，例如，橡胶化合物，嵌段共聚物，多元醇，及其混合物。
用于本发明的增韧剂的实例包括两性分子嵌段共聚物，例如FORTEGRATM100嵌段共聚物，购自The Dow Chemical Company(FORTEGRA是The Dow Chemical Company的商标)；线性聚丁二烯-聚丙烯腈共聚物，低聚聚硅氧烷，有机基聚硅氧烷树脂，羧基封端的丁二烯，羧基封端的丁二烯腈橡胶(CTBN)，基于多硫化物的增韧剂，胺封端的丁二烯腈，聚硫醚；及其混合物。
用于本发明的增韧剂也可以包括描述于以下文献的那些，例如，美国专利5,262,507，7,087,304和7,037,958；和美国专利申请公开2005/0031870和2006/0205856。用于本发明的两性分子增韧剂可以包括描述于以下文献的那些，例如，PCT专利申请公开WO2006/052725，WO 2006/052726，WO2006/1052727，WO2006/052729，WO2006/052730，和WO2005/1097893，美国专利6,887,574，和美国专利申请公开2004/0247881。
增韧剂可以包括多元醇。例如，多元醇可以是选自例如线性脂族多元醇和支化脂族多元醇的脂族多元醇。多元醇可以包含任何一种多元醇或多于一种多元醇的组合。用于本发明的适宜可商购的多元醇可以包括，例如VORANOLTM 280(VORANOL是The Dow ChemicalCompany的商标)，VORANOL CP 6001和VORANOL 8000LM多元醇，全部购自The Dow ChemicalCompany，及其混合物。用于本发明的多元醇的数均分子量可以为2,000或更大；4,000或更大；或甚至6,000或更大。同时，多元醇的数均分子量可以为20,000或更小，16,000或更小，或甚至15,000或更小。
如果存在于可固化环氧树脂组合物中，增韧剂成用量可以取决于多种因素，包括由可固化环氧树脂组合物制备的产物的所需性质。例如，本申请使用的增韧剂可以为0.1wt％或更多，0.5wt％或更多，或甚至1wt％或更多。同时，本申请使用的增韧剂可以为30wt％或更少，10wt％或更少，或甚至5wt％或更少。增韧剂的wt％是基于可固化环氧树脂组合物的总重量。
除了上述酐硬化剂之外，可固化环氧树脂组合物可以任选包含用于促进环氧树脂组合物的交联的另外的硬化剂(或固化剂)。用于本发明的另外的硬化剂(或“第二硬化剂”)可以单独使用或作为两种或更多种硬化剂的混合物使用。另外的硬化剂可以包括，例如，具有可与环氧树脂的环氧基团反应的活性基团的任何化合物。
用于本发明的另外的硬化剂可以包括，例如，含氮化合物，例如胺和它们的衍生物；含氧化合物，例如羧酸封端的聚酯，苯酚酚醛清漆，双酚-A酚醛清漆，DCPD-苯酚缩合产物，溴化酚类低聚物，氨基-甲醛缩合产物，苯酚，和双酚A和甲酚酚醛清漆；酚类封端的环氧树脂；含硫化合物，例如多硫化物，和聚硫醇；及其混合物。
用于本发明的另外的硬化剂的实例包括，例如，已知用于使环氧树脂组合物固化的任何催化性固化物质。适宜的催化性固化剂包括，例如，叔胺，季铵卤化物，路易斯酸例如三氟化硼，及其任何组合。
形成热固性树脂的可固化环氧树脂组合物可以任选进一步包含一种或多种其它添加剂。例如，任选的添加剂可以包括稳定剂，表面活性剂，流动改性剂，颜料或染料，去光剂，脱气剂，填料，阻燃剂(例如，无机阻燃剂，例如氢氧化铝，氢氧化镁，或勃姆石，卤化阻燃剂，和非卤化阻燃剂例如含磷的物质)，固化引发剂，固化抑制剂，润湿剂，着色剂或颜料，热塑性材料，加工助剂，紫外线(UV)阻隔化合物，荧光化合物，UV稳定剂，抗氧化剂，抗冲改性剂(包括热塑性颗粒)，脱模剂及其混合物。填料、脱模剂、润湿剂以及它们的组合可以用于本发明。通常，任选添加剂(如果存在)在可固化环氧树脂组合物中的量应该不会损害环氧树脂组合物的加工性。
可固化环氧树脂组合物可以包含填料。适用于本发明的填料的实例包括无机填料，包括以下那些的任一种或多于一种的任何组合，其选自：硅石，滑石，石英，云母，过氧化锌，二氧化钛和硅酸铝。
如果存在，无机填料的浓度可以为0.01wt％或更高，或甚至0.1wt％或更高。同时，无机填料的浓度可以为30wt％或更低，20wt％或更低，或甚至10wt％或更低。无机填料的wt％是基于可固化环氧树脂组合物的总重量。无机填料颗粒的至少一个平均尺寸可以低于10微米，低于1微米，或甚至低于0.5微米。
为得到令人满意的挤拉成型加工性，本发明的可固化环氧树脂组合物通过ASTMD-2983在25℃测定的粘度可以为6,000mPa.s或更小；3,500mPa.s或更小；3,000mPa.s或更小；2,500mPa.s或更小；或甚至1,750mPa.s或更小。
用于本发明的增强纤维可以选自合成或天然纤维。增强纤维可以包括一种或多种纤维，例如石墨纤维，硼纤维，石英纤维，含氧化铝的纤维，玻璃纤维，纤维素纤维，碳化硅纤维或含钛的碳化硅纤维，及其混合物。适宜可商购的用于本发明的纤维可以包括，例如有机纤维，例如KEVLARTM，其得自DuPont(KEVLAR是DuPont的商标)；含氧化铝的纤维，例如NEXTELTM纤维，其得自3M(NEXTEL是3M Company的商标)；碳化硅纤维，例如NICALONTM纤维，其得自Nippon Carbon(NICALON是Nippon Carbon Company Ltd.的商标)；玻璃纤维，例如ADVANTEXTM纤维，其得自Owens Corning(ADVANTEX是Owens Corning的商标)；和含钛的碳化硅纤维；及其混合物。增强纤维优选包含无机纤维。
本发明的绝缘复合材料可以包含一种单一类型的增强纤维或两种或更多种类型的增强纤维的组合。用于本发明的连续增强纤维可以包括玻璃纤维，或不同类型玻璃纤维的组合。用于本申请的玻璃纤维的类型可以包括，例如，E玻璃，S玻璃，S-2玻璃或C玻璃，无硼E玻璃，E-CR玻璃，及其组合。本申请使用的玻璃纤维可以选自，例如，拉伸强度为至少1,200MPa或更大、或者拉伸强度在1,500MPa至6,000MPa的范围内的玻璃纤维。用于本发明的绝缘复合材料的增强纤维的形式可以为，例如，纺织织物，布料，网孔，网状物，纤维丝束；或形式为单向取向的平行单丝的正交叠层。
可以使连续增强纤维预成型为特定的微观结构，例如，由按绝缘复合材料的纵向方向排列的轴向纤维以及按一定螺旋角度围绕轴向纤维编织的合股纤维组成。连续增强纤维期望地为按绝缘复合材料的纵向方向排列的轴向纤维。
本发明的绝缘复合材料可以包含50wt％或更多、70wt％或更多、或甚至75wt％或更多的增强纤维。同时，本发明的绝缘复合材料可以包含90wt％或更少、85wt％或更少、或甚至85wt％或更少的增强纤维。增强纤维的wt％是基于绝缘复合材料的总重量。
本发明的绝缘复合材料可以例如如下形成：用上述连续增强纤维使可固化环氧树脂组合物固化以形成热固性树脂和包埋在热固性树脂内的连续增强纤维。
用于本发明的加工技术可以包括，例如，挤拉成型方法。制备绝缘复合材料的方法可以包括以下步骤：拖拉连续增强纤维，使所述增强纤维与环氧树脂组合物接触，和使所述环氧树脂组合物在与连续增强纤维接触的同时固化。
制备绝缘复合材料的方法可以包括，例如以下步骤：将增强纤维拖拉通过可固化环氧树脂组合物浸渍区域，以使增强纤维与可固化环氧树脂组合物接触或用可固化环氧树脂组合物涂布增强纤维，以形成树脂浸渍的纤维；然后将树脂浸渍的纤维拖拉通过加热的模头以使可固化环氧树脂组合物固化。任选地，可以将增强纤维拖拉通过预成型板，从而在到达加热模头之前使纤维/环氧树脂捆束成型。本申请使用的浸渍区域可以在25℃至70℃、或甚至30℃至60℃的温度。本申请使用的浸渍区域的类型可以变化，条件是该区域可提供令人满意的纤维浸湿。浸渍区域可以为可固化环氧树脂组合物的浴或箱，在该处纤维穿过其中以用组合物润湿纤维。增强纤维可以与可固化环氧树脂组合物在闭合的模头(例如，注射模头)中接触。可替换地，可以将可固化环氧树脂组合物作为高压喷雾施用于增强纤维，例如，描述于美国专利申请US2011/0104364。整个增强纤维中的单根纤维可以用可固化环氧树脂组合物涂布。
可固化环氧树脂组合物的固化可以例如在至少30℃到至多250℃的温度进行预定时间段，这可以为数分钟到至多数小时，取决于可固化环氧树脂组合物、硬化剂、和任选使用的催化剂。本发明的可固化环氧树脂组合物的固化可以例如在60℃至240℃、100℃至230℃、或甚至120℃至220℃的温度进行。组合物的固化可以在至少100℃的温度进行数分钟到至多数小时的时间段。任选地，本申请也可以使用后处理，这样的后处理可以在100℃至250℃的温度进行。
可固化环氧树脂组合物的固化可以分阶段以防止放热。分阶段例如包括：在某温度固化一定时间段，然后在较高温度固化一定时间段。分阶段固化可以包括两个、三个或更多个固化阶段，并且可以在低于180℃的温度开始且可以在低于150℃的温度开始。使用可固化环氧树脂组合物的三阶段固化。
可以选择本发明使用的挤拉成型方法的拖拉速度例如以允许增强纤维充分浸湿和/或确保可固化环氧树脂组合物完全固化。拖拉速度可以为200mm每分钟(mm/min)或更高，300mm/min或更高，400mm/min或更高，或甚至600mm/min或更高。同时，拖拉速度可以为1,000mm/min或更低；900mm/min或更低；或甚至800mm/min或更低。
通常，本发明的绝缘复合材料可以包括，例如，包埋在热固性树脂中的多个增强纤维。本发明的绝缘复合材料可以包括包埋在热固性树脂基质中的纤维丝束。
本发明的绝缘复合材料限定纵轴，这限定了绝缘复合材料的中心。绝缘复合材料中的增强纤维可以包括在绝缘复合材料的纵向方向轴线排列的纤维(即为轴向纤维)，或者轴向纤维和按一定螺旋角度围绕轴向纤维编织的合股纤维的组合。增强纤维期望地在绝缘复合材料的纵向方向轴线排列。增强纤维中的单根纤维可以为单向取向的并且在绝缘复合材料的纵向方向上轴线排列。绝缘复合材料在其整个长度上可以具有恒定的横截面面积。
根据其中使用绝缘复合材料的应用，本发明的绝缘复合材料可以具有不同的结构和/或不同的形状。绝缘复合材料的形状可以为杆状物。绝缘复合材料的长度可以为0.2米或更长，0.5米或更长，或甚至1米或更长。绝缘复合材料的直径可以为130毫米(mm)或更小，60mm或更小，或甚至40mm或更小。
本发明的绝缘复合材料的形式可以为芯，该芯进一步包含围绕绝缘复合材料芯的外覆层。外覆层可以为橡胶涂层。适宜的橡胶的实例包括乙烯-丙烯-二烯(EPDM)橡胶或硅橡胶。粘合剂和/或偶联剂可以存在于绝缘复合材料芯和橡胶涂层之间。通常，将橡胶涂布到绝缘复合材料芯上的方法包括，例如注塑或冷收缩(cold shrink)。注塑方法可以包括以下步骤：注入橡胶以覆盖模具中的绝缘复合材料芯，在某温度(例如，为120℃至170℃)使橡胶硫化一定时间段并脱模。绝缘复合材料芯可以用粘合剂或偶联剂涂布，然后进行注塑或冷收缩。
本发明的绝缘复合材料有利地具有(i)在150℃的挠曲强度为至少300MPa或更高，320MPa或更高，330MPa或更高，或甚至350MPa或更高；(ii)D.C.击穿电压为至少50kV或更高，和(iii)能够通过染料渗透试验至少15分钟。
本发明的绝缘复合材料用于电力传输和配送，例如，架空电力传输线。绝缘复合材料可以例如适用于低电压(额定电压为1kV至10kV)，中电压(额定电压为10,000kV至35,000kV)，或高电压(从35,000kV至大于110,000kV)电力传输和配送。本发明的绝缘复合材料特别用于绝缘子，所述绝缘子适用于电力传输和配送例如用于铁路的张力杆塔绝缘子(tension tower insulators)，铁塔绝缘子(suspension tower insulators)和柱形绝缘子(post insulators)。
实施例
以下实施例说明本发明的实施方式。除非另有指出，否则所有的份和百分比均基于重量。
D.E.R.TM 383树脂(D.E.R是The Dow Chemical Company的商标)是双酚A的二缩水甘油醚，其环氧当量(EEW)为约180且可商购自The Dow Chemical Company。
D.E.R.858树脂是双酚A、表氯醇和亚甲基二亚苯基(methylenediphenylene)(其为包含唑烷酮环的环氧树脂)的聚合物，其环氧当量(EEW)为约400，商购自The DowChemical Company。
D.E.N.TM 438树脂(D.E.N是The Dow Chemical Company的商标)是环氧酚醛清漆树脂(表氯醇和酚醛清漆的半固体反应产物)，其EEW为约174，购自The Dow ChemicalCompany。
ERLTM 4221树脂(ERL是The Dow Chemical Company的商标)是脂环族环氧树脂混合物，其具有约85wt％的7-氧杂双环[4.1.0]庚烷-3-甲酸和7-氧杂双环[4.1.0]庚-3-基甲基酯，剩余的为约10wt％的可溶低聚物，和5wt％的3-环己烯基甲基-3-环己烯羧酸甲酯和3-环己-1-烯羧酸甲酯的单环氧化物，其EEW为约137，商购自The Dow Chemical Company。
VORANOLTM 8000LM多元醇(VORANOL是The Dow Chemical Company的商标)是聚丙二醇，其分子量为8000道尔顿，实际官能度接近于2，购自The Dow Chemical Company。
纳迪克马来酸酐(NMA)商购自Polynt Chemical Company。
甲基四氢邻苯二甲酸酐(MTHPA)商购自Polynt Chemical Company。
2E4MZ是基于咪唑的潜在催化剂，购自BASF Chemical Company。
MOLDWIZTM INT-1890M脱模剂购自Axel(MOLDWIZ是Axel Plastics ResearchLaboratories，Inc.的商标)。
386T玻璃纤维是E型玻璃纤维，购自Jushi。
使用以下标准分析设备和方法：
环氧当量(EEW)通过使用ASTM方法D1652确定。EEW通过使环氧化物与原位制备的氢溴酸反应确定。氢溴酸通过将高氯酸添加到过量的四乙基溴化铵产生。方法是电位滴定法，其中随着添加高氯酸，滴定样品的电位缓慢升高，直到氢溴酸由环氧化物消耗尽。在反应完成之后，发生电位的突然升高，其表示存在的环氧化物的量。
粘度根据ASTM D-2983在25℃测量。
密度根据ASTM-D 792-91测量。
水吸收根据ASTM-D 570-81测量。
拉伸强度根据ASTM-D 638-91(测试速度：2mm/min)在25℃测量。
在25℃的挠曲强度根据ASTM-D 638-91在25℃测量。
染料渗透试验根据DL/T 810-2002进行。
水扩散试验根据DL/T 810-2002进行。
D.C.击穿电压根据DL/T 810-2002测量。
在150℃的热挠曲强度根据ASTM-D 638-91在150℃测量。
实施例1-3和对比实施例A-C
绝缘复合材料通过挤拉成型生产线制备。环氧树脂组合物首先通过将表1中说明的成分混合制备，然后将其添加到敞开的浴中。将玻璃纤维拖拉通过敞开的浴，在浴中浸渍所述纤维且纤维由环氧树脂组合物浸湿。将由环氧树脂组合物浸渍的所得纤维拖拉通过三区域加热的模头，模头直径为16mm。各加热区域的长度为300mm。三个区域的温度分别为175℃，195℃，205℃。将纤维按平行于模头的纵轴方向以200mm/min的拖拉速度拖拉。
获得的绝缘复合材料是直径为16mm的杆并且包含80wt％的纤维，基于绝缘复合材料的总重量。绝缘复合材料的性质列于表2。
表1
如表2所示，实施例1-3的绝缘复合材料和对比实施例A-C的绝缘复合材料可以满足以下工业要求，即在25℃的拉伸强度和在25℃的挠曲强度。
本发明的所有绝缘复合材料(实施例1-3)达到了：在150℃的热挠曲强度为至少300MPa，同时，D.C击穿电压为至少50kV，并且通过了染料渗透试验。相反，对比实施例A的绝缘复合材料提供了所需的D.C.击穿电压和染料渗透性能，而仅显示了在150℃的热挠曲强度为200-250Mpa。对比实施例B和C的绝缘复合材料达到了所需的在150℃的热挠曲强度，但是未能得到所需的D.C.击穿强度和染料渗透性能。
表2

Claims (10)

1.用于电力传输和配送的绝缘复合材料，包括包埋在热固性树脂中的连续增强纤维，其中所述热固性树脂是可固化环氧树脂组合物的反应产物，所述可固化环氧树脂组合物包含(a)至少一种双酚A型环氧树脂，(b)至少一种包含唑烷酮环的环氧树脂，和(c)至少一种酐硬化剂，其中所述可固化环氧树脂组合物在25℃的粘度为6,000毫帕.秒或更小。
2.权利要求1的绝缘复合材料，其中所述双酚A型环氧树脂是双酚A的二缩水甘油醚。
3.前述权利要求任一项的绝缘复合材料，其中所述包含唑烷酮环的环氧树脂是芳族环氧树脂和异氰酸酯化合物的反应产物。
4.前述权利要求任一项的绝缘复合材料，其中至少一种酐硬化剂包括以下的至少一种：甲基四氢邻苯二甲酸酐(MTHPA)；甲基六氢邻苯二甲酸酐(MHHPA)；甲基-(内)-5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐(METHPA)；六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)；四氢邻苯二甲酸酐(THPA)；均苯四甲酸二酐；顺式环戊烷四甲酸二酐；半米酸酐；偏苯三甲酸酐；萘-1,8-二甲酸酐；邻苯二甲酸酐；二氯马来酸酐；十二烯基琥珀酸酐；戊二酸酐；马来酸酐；琥珀酸酐；或其混合物。
5.前述权利要求任一项的绝缘复合材料，其中所述可固化环氧树脂组合物包含60至95wt％的双酚A型环氧树脂和5至40wt％的包含唑烷酮环的环氧树脂，基于所述可固化环氧树脂组合物中环氧树脂的总重量。
6.前述权利要求任一项的绝缘复合材料，其中所述可固化环氧树脂组合物进一步包含另外的环氧树脂，其选自苯酚酚醛清漆环氧树脂和脂环族环氧树脂。
7.前述权利要求任一项的绝缘复合材料，其中所述可固化环氧树脂组合物进一步包含以下的至少一种：增韧剂，脱模剂，催化剂和填料。
8.前述权利要求任一项的绝缘复合材料，其中所述增强纤维包含玻璃纤维。
9.前述权利要求任一项的绝缘复合材料，其中所述绝缘材料具有70至85重量％的增强纤维，基于所述绝缘复合材料的总重量。
10.前述权利要求任一项的绝缘复合材料，其中所述增强纤维在所述绝缘复合材料的纵向方向是轴向排列的。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114072462A (zh) * 2019-07-16 2022-02-18 三菱电机株式会社 绝缘清漆组合物、旋转机线圈及旋转机

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105261497B (zh) * 2015-08-25 2018-09-14 国网智能电网研究院 一种高电压等级绝缘拉杆预制件及其制备工艺
EP3188196B1 (fr) 2015-12-28 2020-03-04 General Electric Technology GmbH Appareil électrique moyenne ou haute tension à isolation hybride de faible épaisseur
WO2018226710A1 (en) * 2017-06-09 2018-12-13 Hexion Inc. Epoxy resin systems for composites
JP6806234B2 (ja) * 2018-01-16 2021-01-06 三菱ケミカル株式会社 プリプレグおよび繊維強化複合材料
CN111497274A (zh) * 2020-03-25 2020-08-07 福建安东实业有限公司 一种抗冲击耐应变腐蚀的连续缠绕玻璃钢管的制备方法
CN112917949B (zh) * 2021-01-26 2021-12-21 醴陵市东方电瓷电器有限公司 一种特高压复合绝缘子的制备方法
EP4059973A1 (en) 2021-03-15 2022-09-21 Aditya Birla Chemicals (Thailand) Ltd. (Advanced Materials) Epoxy resin compositions and methods for preparing them

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1251597A (zh) * 1997-03-27 2000-04-26 三菱丽阳株式会社 用于frp的环氧树脂组合物、预浸渍片和用其制备的管状模制品

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5231000B2 (zh) * 1972-11-29 1977-08-11
US4335179A (en) * 1981-02-02 1982-06-15 Westinghouse Electric Corp. Impregnated high voltage spacers
JPH0543655A (ja) * 1991-08-16 1993-02-23 Asahi Chiba Kk 積層板用難燃性エポキシ樹脂組成物
US5877453A (en) * 1997-09-17 1999-03-02 Maclean-Fogg Company Composite insulator
GB9817799D0 (en) * 1998-08-14 1998-10-14 Dow Deutschland Inc Viscosity modifier for thermosetting resin compositioning
JP4266696B2 (ja) * 2003-05-02 2009-05-20 三菱レイヨン株式会社 繊維強化複合材料の製造方法
FR2862655B1 (fr) * 2003-11-25 2007-01-05 Arkema Fibre organique a base de resine epoxy et d'agent regulateur de rheologie et tissus correspondants
JP5604771B2 (ja) * 2006-04-24 2014-10-15 東レ株式会社 エポキシ樹脂組成物、繊維強化複合材料およびその製造方法
CN101616802A (zh) * 2007-02-16 2009-12-30 陶氏环球技术公司 用于制备包含环氧树脂制剂的复合材料的方法
JP5252869B2 (ja) * 2007-09-25 2013-07-31 三菱レイヨン株式会社 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物及びプリプレグ
CA2735996A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 Toray Industries, Inc. Epoxy resin composition, prepreg and fiber-reinforced composite material
EP2484715A4 (en) * 2009-09-28 2017-04-12 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Fiber-reinforced composite material
US20120095132A1 (en) * 2010-10-19 2012-04-19 Chung-Hao Chang Halogen- and phosphorus-free thermosetting resin composition

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1251597A (zh) * 1997-03-27 2000-04-26 三菱丽阳株式会社 用于frp的环氧树脂组合物、预浸渍片和用其制备的管状模制品

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114072462A (zh) * 2019-07-16 2022-02-18 三菱电机株式会社 绝缘清漆组合物、旋转机线圈及旋转机
CN114072462B (zh) * 2019-07-16 2024-04-05 三菱电机株式会社 绝缘清漆组合物、旋转机线圈及旋转机

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