树脂组合物、由其制备的电器绝缘件以及电器绝缘件的制备方法与流程

本发明涉及绝缘材料领域，具体涉及一种电器绝缘件用树脂组合物、由其制备的电器绝缘件，以及该电器绝缘件的制备方法。

背景技术：

1、环氧树脂配方材料生产的环氧绝缘件具有良好的机械性能和优异的电气性能，广泛应用到电力系统、轨道交通、新能源等领域。但在实际使用中，很多场合下由于局部温升过大，需要使用到玻璃化温度(tg)较高的环氧绝缘材料，但是高tg的环氧绝缘材料的韧性相对较差，在应用场景下容易开裂。

2、环氧树脂增韧的方式很多，如橡胶增韧、无机纳米粒子增韧、壳核结构粒子增韧等，但都存在相应的问题：橡胶增韧会大幅度降低材料的模量，从而降低材料的刚度，使材料容易发生变形；无机纳米粒子和壳核结构粒子在树脂中分散困难，往往需要采用特殊的设备，使用相对困难，可加工性能不佳。

技术实现思路

1、为了解决环氧绝缘材料不能同时具备高tg和高韧性的问题，本发明以双酚a环氧树脂和脂环族环氧树脂为基体，以提供绝缘、高tg以及固定功能，但发明人发现，脂环族环氧树脂的引入会提高体系的脆性，普通增韧剂发挥增韧作用的同时会降低材料的耐热性。本发明在配方中添加特殊的含恶唑烷酮结构的环氧树脂增韧剂，可以减少脂肪族环氧树脂的使用而得到较高tg的配方。

2、基于此，本发明第一个方面，提供一种电器绝缘件用树脂组合物，其由以下组分按重量份组成：

3、

4、所述增韧剂ox为含恶唑烷酮结构的双酚a型环氧树脂。

5、在具体的实施方式中，所述树脂组合物，其由以下组分按重量份组成：

6、

7、

8、双酚a型环氧树脂主体的通用结构如下：

9、

10、其中，n表示聚合度。

11、双酚a型环氧树脂产品中还可能含有常规的辅料，具体辅料依产品而有所不同。

12、在具体的实施方式中，所述双酚a型环氧树脂的环氧值为0.09-0.22eq/100g，其主体可以选自e20、e12或e14中的一种或多种组合，所述双酚a型环氧树脂优选为亨斯迈公司的ct5531ci，该树脂的主体为e20。

13、在具体的实施方式中，所述脂环族环氧树脂选自亨斯迈公司的cy179，或泰特尔公司的tta182、tta26或tta21中的一种或多种组合，优选为cy179。本发明利用脂环族环氧树脂固化物tg高的优点，提高双酚a型环氧树脂的tg，从而达到使体系耐高温的要求。

14、在具体的实施方式中，所述增韧剂ox由双酚a型环氧树脂与二苯甲烷二异氰酸酯(mdi)在咪唑类催化剂的催化下形成含恶唑烷酮结构的双酚a型环氧树脂。

15、优选地，所述增韧剂ox的制备方法包括以下步骤：

16、将双酚a环氧树脂在100-140℃加热脱水后，降温至70-90℃后，加入咪唑类催化剂，搅拌过程中滴加二苯甲烷二异氰酸酯，滴加结束后，保温反应3-5h，即得含恶唑烷酮结构的双酚a型环氧树脂。

17、在具体的实施方式中，上述ox的制备方法中，所述双酚a型环氧树脂选自e51、e54或e44中的一种或多种组合，由于制备出的ox刚性较大，而不至于使tg降低，优选为e51型。

18、在具体的实施方式中，上述ox的制备方法中，所述咪唑类催化剂选自2-甲基咪唑、咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑中的一种或多种组合，优选为2-甲基咪唑。

19、在具体的实施方式中，上述ox的制备方法中，所述双酚a型环氧树脂、二苯甲烷二异氰酸酯、咪唑类催化剂的质量比为190-220∶115-125∶0.18-0.22；优选为200∶120∶0.2。

20、在具体的实施方式中，增韧剂ox具有以下结构：

21、

22、在具体的实施方式中，所述固化剂选自固体改性六氢苯酐、固体改性四氢苯酐或甲基纳迪克酸酐中的一种或多种组合，优选为固体改性六氢苯酐。所述固体改性六氢苯酐、固体改性四氢苯酐或甲基纳迪克酸酐可以为市售产品，例如亨斯迈先进化工材料(广东)有限公司供应的固体改性四氢苯酐固化剂ht5535ci。

23、在具体的实施方式中，所述导热填料选自氧化铝、硅微粉、硅灰石、玻璃纤维中的一种或多种，优选为氧化铝；其主要用以提供增强和导热的作用。

24、本发明第二个方面，提供一种通过上述的电器绝缘件用树脂组合物制备电器绝缘件的方法，包括以下步骤：

25、(1)将环氧树脂和增韧剂ox在110-130℃熔化后，加入导热填料，在该温度下搅拌2-4h，使环氧树脂和导热填料充分浸润；

26、(2)将熔化的固化剂加入到步骤(1)得到的混合物中，并抽真空，真空度为0.3-0.5mpa，搅拌速度为30-100r/min，边搅拌边抽真空10-20min；

27、(3)将步骤(2)得到的混合物在真空下浇注到模具中，经过固化后脱模，得到电器绝缘件。

28、采用根据本发明的电器绝缘件用树脂组合物制备的电器绝缘件同时具有高tg和高韧性。例如，tg可以为130℃以上，优选135℃以上，以及150℃以下，特别是146.5℃以下，韧性可以为13kj/m2以上，优选15kj/m2以上，以及20kj/m2以下，特别是19.5kj/m2以下。

29、本发明第三个方面，提供一种电器绝缘件，其由上述第一方面的环氧树脂组合物制成，或者由上述第二方面所述方法制备得到。

30、有益效果：

31、本发明配方中添加特殊的含恶唑烷酮结构的双酚a型环氧树脂增韧剂，可以减少脂肪族环氧树脂的使用而得到较高tg的配方。与常规增韧剂，如dy040相比，ox为含有恶唑烷酮结构的环氧树脂，和普通环氧树脂相比，这种特殊结构的树脂加入到普通环氧树脂体系中，可以降低交联密度，从而提高环氧树脂配方的韧性，另一方面，由于分子链中含有恶唑烷酮结构，提供了刚性，从而虽然降低了交联密度，但不至于过多降低tg。

技术特征：

1.一种电器绝缘件用树脂组合物，其特征在于，其由以下组分按重量份组成：

2.根据权利要求1所述的电器绝缘件用树脂组合物，其特征在于，其由以下组分按重量份组成：

3.根据权利要求1或2所述的电器绝缘件用树脂组合物，其特征在于，所述双酚a型环氧树脂的环氧值为0.09-0.22eq/100g；优选地，所述双酚a型环氧树脂的主体选自e20、e12或e14中的一种或多种组合，优选为ct5531ci。

4.根据权利要求1或2所述的电器绝缘件用树脂组合物，其特征在于，所述脂环族环氧树脂选自cy179、tta182、tta26或tta21中的一种或多种组合，优选为cy179。

5.根据权利要求1或2所述的电器绝缘件用树脂组合物，其特征在于，所述增韧剂ox由双酚a型环氧树脂与二苯甲烷二异氰酸酯在咪唑类催化剂的催化下形成含恶唑烷酮结构的双酚a型环氧树脂；

6.根据权利要求5所述的电器绝缘件用树脂组合物，其特征在于，所述ox的制备方法中，所述双酚a型环氧树脂选自e51、e54或e44中的一种或多种组合，优选为e51型；

7.根据权利要求5所述的电器绝缘件用树脂组合物，其特征在于，所述增韧剂ox具有以下结构：

8.根据权利要求1或2所述的电器绝缘件用树脂组合物，其特征在于，所述固化剂选自固体改性六氢苯酐、固体改性四氢苯酐或甲基纳迪克酸酐中的一种或多种组合，优选为固体改性六氢苯酐；和/或

9.一种通过权利要求1-8任一项所述的电器绝缘件用树脂组合物制备电器绝缘件的方法，包括以下步骤：

10.一种电器绝缘件，其由权利要求1-8任一项所述的电器绝缘件用树脂组合物制成，或者由权利要求9所述方法制备得到。

技术总结
本发明公开一种树脂组合物、由其制备的电器绝缘件以及电器绝缘件的制备方法。本发明的电器绝缘件用树脂组合物由以下组分按重量份组成：双酚A型环氧树脂70‑90份，脂环族环氧树脂10‑30份，固化剂45‑65份，导热填料300‑500份，增韧剂OX5‑30份；所述增韧剂OX为含恶唑烷酮结构的双酚A型环氧树脂。本发明在配方中添加特殊的含恶唑烷酮结构的环氧树脂增韧剂，可以减少脂肪族环氧树脂的使用而得到较高Tg的配方。

技术研发人员：刘北军,费龙菲
受保护的技术使用者：上海雷博司电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15