专利名称：一种用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂及其制备方法和绝缘衬垫的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂及其制备方法和绝缘衬垫的生产方法。
背景技术：
大功率变流装置层压母线，以其低电感、安装简便等优异的性能特点具有广阔的发展前景。大功率层压母线是以又薄又宽的铜排形式叠放在一起，各层之间用很薄的高绝缘强度的材料热压成一体，这种整体的大功率层压母线结构，可承受数百公斤的切应力，其导电极之间可承受数千伏的电压。为了满足大功率层压母线的性能要求，其高绝缘强度的材料起到了至关重要的作用。目前国内在对母线制造的报道中，提出了一些母线绝缘层的 生产方法,如CNlOl 105990A中所述，在母线的表面以静电喷涂方式喷涂环氧树脂粉末，以达到制造绝缘层的目的，此方法仅限于满足表面的绝缘需求，无法适用于大功率层压母线的层间绝缘需求。另据CN1901101A报道，一种绝缘胶填充型多层复合母排及其加工定位方法，其采用绝缘层加上薄粘胶片与后期灌注的绝缘料作为粘接绝缘层，其工艺复杂，且能源消耗大。同时，在对绝缘层的报道中，其表面和中间粘接层均适用的绝缘衬垫所用的胶粘剂的报道几乎没有。为满足大功率变流装置层压母线的性能要求，绝缘衬垫所用的胶粘剂及用其作为材料之一制成的绝缘衬垫必须满足如下要求I、胶粘剂导热性能好，与绝缘衬垫的绝缘基层进行复合后，其导热性能提高；2、胶粘剂的粘接强度高，与绝缘基层复合所制得的绝缘衬垫与母排叠压后，机械强度高。3、加工性能优良，满足母线在加工上的弯折需要，且电气性能保持率高；4、胶粘剂加工简单，复合后制得的绝缘衬垫厚度薄；5、耐环境性能优，绝缘衬垫必须能够满足层压母线恶劣的环境条件，包括盐雾、霉菌、湿热等。现有技术无具有上述综合性能和优点的产品及其制备方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有高导热性、高粘接强度及高韧性的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，以及胶粘剂的制备方法。本发明的另一个目的是提供一种使用本发明的胶粘剂作为必用材料生产绝缘衬垫的方法。本发明的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂的技术方案是
一种用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其组分按重量份计，包含1(Γ30份液体环氧树脂，1(Γ30份固体环氧树脂，O. f 10份潜伏型固化剂，3 20份丁腈橡胶，以及广30份高导热无机粉体和2(Γ50份有机溶剂。进一步的技术方案是
所述的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其液体环氧树脂选自Ε-51、Ε-44、Ε-42三种中的一种或由其中多种混合而成。
所述的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其固体环氧树脂选自双酚A型环氧树脂E-20、E-12、E-05以及E-03四种中的一种或由其中多种混合而成。所述用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其潜伏型固化剂选自二甲基甲酰胺、癸二酸二酰肼、己二酸二酰肼、BF3-胺络合物、ZnCl2-胺络合物、SnC14_胺络合物、TiCl-胺络合物、硼酸酯类硼胺配合物以及三乙醇胺硼酸酯九种中的一种或由其中多种混合而成。所述的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其丁腈橡胶选自端羧基丁腈橡胶、端胺基丁腈橡胶、端乙烯基丁腈橡胶以及端环氧基丁腈橡胶四种中的一种或由其中多种混合而成。所述的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其高导热无机粉体选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、二氧化硅以及碳酸钙五种中的一种或由其中多种混合而成。所述的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其有机溶剂选自甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲乙酮以及环己酮七种中的一种或由其中多种混合而成。 本发明的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂的制配方法技术方案是
一种用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂的制备方法，包括如下步骤
A、配料按重量份计，分别称取原料，其中1(Γ30份液体环氧树脂，1(Γ30份固体环氧树脂，O. Γ10份潜伏型固化剂，3 20份丁腈橡胶，以及f 30份高导热无机粉体和2(Γ50份有机溶剂；
B、混合液体环氧树脂和固体环氧树脂将液体环氧树脂和固体环氧树脂两类原料在小于等于150°C的温度下搅拌混合均匀；
C、加入有机溶剂将有机溶剂分次加入B步骤混合物中均匀混合；
D、加入丁腈橡胶将丁腈橡胶溶胀后加入到C步骤混合物中搅拌均匀并冷却；
E、将潜伏型固化剂和高导热无机粉体加入D步骤混合物中均匀混合；
F、将E步骤混合物用超声波分散，然后然后用有机溶剂调节粘度，最终制得胶粘剂。用本发明的胶粘剂生产绝缘衬垫的方法技术方案是
一种用本发明的胶粘剂生产绝缘衬垫的方法，其绝缘衬垫包括三层，中间一层为绝缘基层，该绝缘基层的一个侧面上为第一侧面胶粘剂层，另一个侧面上为第二侧面胶粘剂层；所述绝缘基层的两个侧面胶粘剂层所用的胶粘剂为本发明胶粘剂；
生产该绝缘衬垫的方法包括下述步骤
a、先在绝缘基层的一个侧面上涂布胶粘剂，然后加热，抽风，完成第一侧面胶粘剂层；
b、再在绝缘基层的另一个侧面上涂布胶粘剂，然后输送进烘箱干燥，完成第二侧面胶粘剂层；
C、在b步骤烘干后的两个侧面胶粘剂层上覆盖离形膜，然后收卷，即制得绝缘衬垫。所述的生产绝缘衬垫的方法，其绝缘基层材料选自聚酰亚胺(PI)膜，或聚对苯二甲酸二乙酯(PET)膜，或NOMEX纸，或聚酯玻纤布。本发明技术效果显著
I、胶粘剂导热性能好，与绝缘衬垫的绝缘基层进行复合后，其导热性能提高；2、胶粘剂粘接强度高，与绝缘基层复合所制得的绝缘衬垫与母排叠压后，机械强度高，可以作为大功率变流装置层压母线的绝缘粘接层使用，增强层压母线的散热能力，机械强度，延长其使用寿命；3、绝缘衬垫制造工艺简便，节约能源，适用性强，可用于表面与中间层的绝缘；4、绝缘衬垫加工性能优良，满足母线在加工上的弯折需要，且弯折前后电气性能保持率高；5、耐环境性能优，满足层压母线恶劣的环境条件，包括盐雾、霉菌、湿热等；6、制造方法简便、专用设备能制造出质量高的层压母线绝缘衬垫。
图I是用本发明所述的胶粘剂作为材料之一生产的绝缘衬垫的结构示意图。图中附图标记为I 一第一侧面胶粘剂层，2 —第二侧面胶粘剂层，3—绝缘基层。
具体实施例方式结合实施例对本发明的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂作进一步说明如下 实施例I:为本发明的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂基本实施例，该胶粘剂组分按重量份计，包含1(Γ30份液体环氧树脂，1(Γ30份固体环氧树脂，O. 10份潜伏型固化齐IJ，3^20份丁腈橡胶，以及f 30份高导热无机粉体和2(Γ50份有机溶剂。实施例2 :是一个优选的实例，所述胶粘剂组分按重量份计，14份液体环氧树脂，20份固体环氧树脂，2份潜伏型固化剂，5份丁腈橡胶，以及25份高导热无机粉体和34份有机溶剂。实施例3 :是另一个实例，所述胶粘剂组分按重量份计，10份液体环氧树脂，10份固体环氧树脂，O. I份潜伏型固化剂，3份丁腈橡胶，以及I份高导热无机粉体和20份有机溶剂。实施例4 :是一个在实施例I的基础上进一步的实施例，所述的液体环氧树脂选自Ε-51、Ε-44、Ε-42三种中的一种或由其中多种混合而成。所述的固体环氧树脂选自Ε-20、Ε-12、Ε-05以及Ε-03四种中的一种或由其中多种混合而成；胶粘剂中加入固体环氧树脂的主要目的是使得胶粘剂在常温下具有可操作性，降低未固化前的粘性，其添加量可根据实际的加工条件及使用环境进行调整。所述的潜伏型固化剂选自二甲基甲酰胺、癸二酸二酰肼、己二酸二酰肼、BF3-胺络合物、ZnC12-胺络合物、SnC14_胺络合物、TiCl-胺络合物、硼酸酯类硼胺配合物以及三乙醇胺硼酸酯九种中的一种或由其中多种合成而成，其中以自二甲基甲酰胺、癸二酸二酰肼、BF3-胺络合物、硼酸酯类硼胺配合物为优选；选择该类固化剂的目的在于保证胶粘剂在常温状态下不发生固化反应，需要其反应时，升高到一定的固化温度，聚合物开始发生固化反应。实施例5 :是一个在实施例I的基础上又一个进一步的实施例，所述的丁腈橡胶选自端羧基丁腈橡胶、端胺基丁腈橡胶、端乙烯基丁腈橡胶以及端环氧基丁腈橡胶四种中的一种或由其中多种混合而成，橡胶在增韧体系中发挥着两个重要作用，一是作为应力集中中心引发大量的银纹和剪切带，消耗大量的能量，二是控制银纹的发展，使其终止而不至于发展成为破坏性裂纹。同时其添加量对增韧体系的增韧效果影响较大，其添加量小于3份时，增韧效果不明显，大于20份时，树脂组合物刚性下降，拉伸强度降低。所述的高导热无机粉体选自粉末状或球状的氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、二氧化硅以及碳酸钙五种中的一种或由其中多种混合而成，其目的在于通过高导热的无机粉体在聚合物树脂中形成导热链，增强热导率较低的树脂的导热性。所述的有机溶剂选自甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲乙酮以及环己酮七种中的一种或由其中多种混合而成，其目的在于调节树脂组合物的粘度，使胶粘剂适用于不同的加工或工作环境。结合实施例对本发明的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂的制备方法作进一步说明如下
实施例6 :是本发明的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂的制备方法基本实施例，其步骤如下
A、配料按重量份计，分别称取原料，其中1(Γ30份液体环氧树脂，1(Γ30份固体环氧树脂，O. Γ10份潜伏型固化剂，3 20份丁腈橡胶，以及f 30份高导热无机粉体和2(Γ50份有机溶剂；
B、混合液体环氧树脂和固体环氧树脂将液体环氧树脂和固体环氧树脂两类原料在小于等于150°C的温度下搅拌混合均匀； C、加入有机溶剂将有机溶剂分次加入B步骤混合物中均匀混合；
D、加入丁腈橡胶将丁腈橡胶加入到C步骤混合物中搅拌均匀并冷却；
E、将潜伏型固化剂和高导热无机粉体加入D步骤混合物中均匀混合；
F、将E步骤混合物用超声波分散，即制得胶粘剂。实施例7 :与实施例6不同的是，为一个优选的实施例，步骤为
A、配料30份液体环氧树脂，30份固体环氧树脂，10份BF3-胺络合物，20份丁腈橡胶，30份氢氧化铝，50份丙酮；
B、混合液体环氧树脂和固体环氧树脂取30份液体环氧树脂加热到130°C与30份固体环氧树脂完全熔融搅拌混合均匀；
C、加入有机溶剂将有机溶剂丙酮50份加入B步骤混合物中均匀混合；
D、加入丁腈橡胶将丁腈橡胶20份加入到C步骤混合物中搅拌均匀，直至丁腈橡胶完全溶解，并冷却；
E、随后向D步骤混合物中加入10份BF3-胺络合物，搅拌至完全溶解，再加入30份氢氧化铝均匀混合；
F、将E步骤混合物用超声波分散2小时，即制得胶粘剂。实施例8 :与上述实施例8不同的是，本实施例的固体环氧树脂的添加量为20份，固体环氧树脂的添加量为14份。实施例9 :与上述实施例8不同的是，本实施例的高导热无机粉体为二氧化硅。结合附图和实施例对用本发明的胶粘剂生产绝缘衬垫的方法作进一步说明如下
实施例10 :如图I所示是用本发明的胶粘剂生产的绝缘衬垫的结构图，本实施例为生产绝缘衬垫的方法基本实施例。绝缘衬垫包括三层，中间一层为绝缘基层3,该绝缘基层3的一个侧面上为第一侧面胶粘剂层1，另一个侧面上为第二侧面胶粘剂层2 ;所述绝缘基层的两个侧面胶粘剂层所用的胶粘剂为本发明胶粘剂；
生产该绝缘衬垫的方法步骤如下
a、先在绝缘基层3的一个侧面上涂布胶粘剂，然后加热，抽风，完成第一侧面胶粘剂层
I;
b、再在绝缘基层3的另一个侧面上涂布胶粘剂，然后输送进烘箱干燥，完成第二侧面胶粘剂层2 ；
C、在b步骤烘干后的两个侧面胶粘剂层上覆盖离形膜，然后收卷，即制得绝缘衬垫。所述的生产绝缘衬垫的方法，其绝缘基层材料选自聚酰亚胺(PI)膜，或聚对苯二甲酸二乙酯(PET)膜，或NOMEX纸，或聚酯玻纤布。实施例11 :与上述实施例10不同的是，用实施例7所制配的胶粘剂生产绝缘衬垫。绝缘基层3的材料为聚酰亚胺膜(PI膜)，厚度为O. 15毫米。按步骤a和b在缘基层3的两个侧面上涂布胶粘剂，形成第一侧面胶粘剂层I和第二侧面胶粘剂层2，其中送进烘箱干燥温度为80°C，干燥时间为10分钟，最后贴上离形膜收卷，即制得绝缘衬垫。实施例12 :与上述实施例11不同的是，用实施例8所制配的胶粘剂生产绝缘衬垫。实施例13 :与上述实施例12不同的是，绝缘基层材料选用PET薄膜。 发明权利要求保护范固不限于上述实施例。
权利要求
1.一种用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其特征在于，其组分按重量份计，包含10 30份液体环氧树脂，10 30份固体环氧树脂，0. 1 10份潜伏型固化剂，3 20份丁腈橡胶，以及广30份高导热无机粉体和2(T50份有机溶剂。
2.根据权利要求I所述的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其特征在于，所述的液体环氧树脂选自E-51、E-44、E-42三种中的一种或由其中多种混合而成。
3.根据权利要求I所述的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其特征在于，所述的固体环氧树脂选自双酚A型环氧树脂E-20、E-12、E-05以及E-03四种中的一种或由其中多种混合而成。
4.根据权利要求I所述用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其特征在于，所述的潜伏型固化剂选自二甲基甲酰胺、癸二酸二酰肼、己二酸二酰肼、BF3-胺络合物、ZnCl2-胺络合物、SnCl4-胺络合物、TiCl-胺络合物、硼酸酯类硼胺配合物以及三乙醇胺硼酸酯九种中的一种或由其中多种混合而成。
5.根据权利要求I所述的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其特征在于，所述的丁腈橡胶，选自端羧基丁腈橡胶、端胺基丁腈橡胶、端乙烯基丁腈橡胶以及端环氧基丁腈橡胶四种中的一种或由其中多种混合而成。
6.根据权利要求I所述的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其特征在于，所述的高导热无机粉体选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、二氧化硅以及碳酸钙五种中的一种或由其中多种混合而成。
7.根据权利要求I所述的用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂，其特征在于，所述的有机溶剂选自甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲乙酮以及环己酮七种中的一种或由其中多种混合而成。
8.一种用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 A、配料按重量份计，分别称取原料，其中1(T30份液体环氧树脂，1(T30份固体环氧树脂，0. riO份潜伏型固化剂，3 20份丁腈橡胶，以及f 30份高导热无机粉体和2(T50份有机溶剂； B、混合液体环氧树脂和固体环氧树脂将液体环氧树脂和固体环氧树脂两类原料在小于等于150°C的温度下搅拌混合均匀； C、加入有机溶剂将有机溶剂分次加入B步骤混合物中均匀混合； D、加入丁腈橡胶将丁腈橡胶溶胀后加入到C步骤混合物中搅拌均匀并冷却； E、将潜伏型固化剂和高导热无机粉体加入D步骤混合物中均匀混合； F、将E步骤混合物用超声波分散，然后用有机溶剂调节粘度，最终制得胶粘剂。
9.一种用权利要求I至7任意一个权利要求所述的胶粘剂生产绝缘衬垫的方法，其特征在于，绝缘衬垫包括三层，中间一层为绝缘基层，该绝缘基层的一个侧面上为第一侧面胶粘剂层，另一个侧面上为第二侧面胶粘剂层；所述绝缘基层的两个侧面胶粘剂层所用的胶粘剂为本发明胶粘剂； 生产该绝缘衬垫的方法包括下述步骤 a、先在绝缘基层的一个侧面上涂布胶粘剂，然后加热，抽风，完成第一侧面胶粘剂层； b、再在绝缘基层的另一个侧面上涂布胶粘剂，然后输送进烘箱干燥，完成第二侧面胶粘剂层； C、在b步骤烘干后的两个侧面胶粘剂层上覆盖离形膜，然后收卷，即制得绝缘衬垫。
10.根据权利要求9所述的生产绝缘衬垫的方法，其特征在于，绝缘基层材料选自聚酰亚胺(PI)膜，或聚对苯二甲酸二乙酯(PET)膜，或NOMEX纸，或聚酯玻纤布。
全文摘要
本发明涉及一种用于生产层压母线绝缘衬垫的胶粘剂及其制备方法和绝缘衬垫的生产方法。构成胶粘剂的物质包括液体环氧树脂、固体环氧树脂、潜伏型固化剂、丁腈橡胶、高导热改性无机粉体和有机溶剂。胶粘剂制备方法步骤包括配料及混合等步骤；绝缘衬垫的生产方法包括选择绝缘基层、涂布胶粘剂及烘干形成胶粘剂层步骤。本发明胶粘剂具有高导热、高粘接强度及高韧性等优点；绝缘衬垫原材料成本低、制造工艺简便、导热性好、剪切强度高、在弯折前后其电气性能保持率高；采用本发明绝缘衬垫制备的层压母线具有高导热性、散热快、可加工性强、电气性能保持率高等特点，可满足母线弯折要求。
文档编号C09J11/04GK102796479SQ20121031609
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者焦丕玉, 王珊珊, 王晓梅, 朱宏, 石磊 申请人:中国船舶重工集团公司第七一二研究所