專利名稱：直接重疊注塑的制作方法
直接重疊注塑本發(fā)明涉及一種包含環(huán)氧樹脂和填料組合物的可固化組合物、通過使所述可固化組合物固化而得到的固化產(chǎn)品以及所述固化產(chǎn)品作為電氣或電子構件的電絕緣結(jié)構材料的用途。此外，本發(fā)明涉及可固化組合物在制造電氣設備的構件或部件中的用途以及制造電絕緣設備的方法。開關裝置的構件要符合非常嚴格的要求。通常，電氣構件配備有由電絕緣合成樹脂組成的護套。護套除了所需的電介質(zhì)特性以外，機械特性也是重要的，例如抗沖擊性和形成龜裂的傾向。用于在高達約40kV電壓下工作的高性能電氣構件(例如真空開關設備或變壓器) 的護套樹脂的一個關鍵的因素為在溫度變化期間抗龜裂形成。熱循環(huán)龜裂抗性的指示為所謂的龜裂指數(shù)值(RI)。在護套材料中為了避免龜裂，現(xiàn)有技術建議將開關設備的真空室和其他部件安裝在電介質(zhì)模制品中并包封在由環(huán)氧樹脂組成的承載外殼內(nèi)。為了防止龜裂形成，模塑組合物含有填充粉末，例如石英粉末或合成二氧化硅粉末。然而，通過該方法達到的龜裂指數(shù)值(RI)不足以用于高性能電氣構件。此外，已將電氣構件包封在聚硅氧烷或聚氨酯或“軟”澆鑄樹脂中，使其具有某種緩沖來承受由于熱膨脹的不匹配而引起的應力。包封技術意味著出于機械原因，在引入環(huán)氧樹脂中之前，真空開關室和插入的部件必須通過彈性體材料加緩沖。對這種材料的要求是高介電強度和足夠的彈性，以吸收熱應力和機械應力。彈性體緩沖吸收在操作過程中由于包封材料和待包封構件的不同的熱膨脹的不匹配而在包封的構件中出現(xiàn)的應力。然而，該技術需要至少兩個工藝步驟，這樣不太經(jīng)濟而且耗時。因此，優(yōu)選其中將環(huán)氧樹脂直接施用于開關設備的真空室并且不需要另外的緩沖的模塑工藝。W0-A1-2004/090913描述了一種用于制造低壓、中壓和高壓應用的開關裝置的模制品的方法，其中將具有預定的直徑尺寸Dx分布的玻璃球混合物引入包封膠中，由此產(chǎn)生直接包封構件。然而，在W0-A1-2004/090913中所公開的用于直接重疊注塑(overmold)開關裝置的方法遭受空心球體的高成本，此外，在混合過程中空心球體可能被部分機械破壞， 這樣降低效率。此外，公開了可使用另外的填料，例如無定形硅石和硅灰石。然而，該申請未教導這兩種填料的特定組合可適于用作待用于直接重疊注塑真空開關設備的環(huán)氧體系的填料。EP-A2-1 176 171公開了一種用于直接重疊注塑開關設備的電介質(zhì)材料，該材料包括可熱固化的基質(zhì)樹脂，該可熱固化的基質(zhì)樹脂包含環(huán)氧樹脂和改性酸酐以及無機顆粒和具有核/殼結(jié)構的橡膠顆粒。然而，無機顆粒與具有核/殼結(jié)構的橡膠顆粒的組合非常
曰蟲印貝οUS-B1-6，638，567公幵了一種可固化組合物，該組合物包含
(a)在室溫下為液體并在其中懸浮核/殼聚合物的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂；(b)多元羧酸酸酐；和(c)兩種不同的填料(Cl)和(c2)，其中(Cl)為當溫度上升超過室溫時能釋放水的填料；(c2)為增強材料；填料(cl)和(c2的總比例基于組合物中組分(a)、(b)、(cl)和 (c2)的總量為58-73%重量；并且填料(cl)與(c2)的重量比為1:3-1: 1。該可固化組合物可用于直接重疊注塑真空開關設備和其他高性能電氣構件。然而，核-殼聚合物增韌的體系非常昂貴。本發(fā)明的目的是克服與現(xiàn)有技術所公開的體系相關的問題。此外，本發(fā)明的目的是提供一種可固化組合物，所述組合物可直接施用于開關設備的陶瓷外殼，并且當陶瓷外殼的溫度變化時高度耐龜裂。現(xiàn)已意想不到地發(fā)現(xiàn)，通過包含不同填料的特定的組合的可固化的環(huán)氧樹脂組合物可解決上述問題。本發(fā)明的第一個實施方案是一種可固化組合物，所述組合物包含a)環(huán)氧樹脂和b)填料組合物，所述填料組合物包含i)硅灰石和ii)無定形硅石。本發(fā)明的可固化組合物的一種必要組分為填料組合物，所述填料組合物包含硅灰石和無定形硅石。硅灰石為具有化學式Ca3[Si309]的天然存在的針形硅酸鈣，其粒徑在微米范圍。 人工生產(chǎn)的硅灰石也是針形的。硅灰石市售可得，例如以商品名Nyad 購自Nyco Company 或以商品名 Tremin 購自 Quarzwerke, Germany,例如，Tremin 283_100EST 或 Tremin ^3-600EST。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，硅灰石為優(yōu)選平均粒徑d5(1為1-100μπι，更優(yōu)選 2-50 μ m，最優(yōu)選3-25 μ m的粉末，根據(jù)ISO 13320-1 :1999測定。還優(yōu)選其中硅灰石的粒徑d95為1-200 μ m,更優(yōu)選2-100 μ m,最優(yōu)選5-90 μ m的可固化組合物，根據(jù)ISO 13320-1 :1999測定。D5tl稱為顆粒直徑的中值。這意味著粉末包含50%的粒徑比d5(1值大的顆粒和50% 的粒徑比d5(l值小的顆粒。D95是指95%的顆粒具有比d95值小的粒徑，而5%的顆粒具有比 d95值大的粒徑。優(yōu)選硅灰石的體積密度為0. 40-0. 90g/cm3,更優(yōu)選0. 49-0. 80g/cm3,最優(yōu)選 0. 55-0. 76g/cm3，根據(jù) DIN 52466 測定。特別優(yōu)選比表面BET為2-5m2/g的硅灰石，根據(jù)DIN 66132測定。優(yōu)選本發(fā)明的可固化組合物包含經(jīng)表面處理的硅灰石。優(yōu)選地，硅灰石經(jīng)硅烷表面處理，所述硅烷優(yōu)選選自氨基硅烷、環(huán)氧硅烷、(甲基)丙烯酸硅烷、甲基硅烷和乙烯基硅焼。優(yōu)選硅烷選自下式的硅烷
權利要求
1.可固化組合物，所述組合物包含a)環(huán)氧樹脂和b)填料組合物，所述填料組合物包含 i)硅灰石和 )無定形硅石。
2.權利要求1的可固化組合物，其中所述硅灰石和/或所述無定形硅石的平均粒徑 (d50)為 2-50 μ m。
3.權利要求1或2的可固化組合物，其中所述填料組合物的至少一種填料經(jīng)硅烷表面處理。
4.權利要求3的可固化組合物，其中所述硅灰石和/或所述無定形硅石經(jīng)硅烷表面處理，所述硅烷選自氨基硅烷、環(huán)氧硅烷、(甲基)丙烯酸硅烷、甲基硅烷和乙烯基硅烷。
5.前述權利要求中至少一項的可固化組合物，其中所述無定形硅石為天然的無定形硅石或熔凝硅石。
6.前述權利要求中至少一項的可固化組合物，其中無定形硅石與硅灰石的重量比為 10 1-1 10，優(yōu)選 9 1-1 9，更優(yōu)選 85 15-15 85，特別優(yōu)選 70 30-30 70， 最優(yōu)選 60 40-40 60。
7.前述權利要求中至少一項的可固化組合物，所述組合物還包含多元羧酸的酸酐。
8.前述權利要求中至少一項的可固化組合物在制造電氣設備的構件或部件中的用途。
9.權利要求8的用途，所述用途為直接重疊注塑開關設備的真空室。
10.用于制造電絕緣設備的方法，所述方法包括以下步驟a)將權利要求1-7中至少一項的可固化組合物施用于電氣構件的外殼；和b)使所述可固化組合物固化。
11.權利要求10的方法，其中將所述可固化組合物施用于開關設備的真空室的陶瓷外tJXi O
12.權利要求10或11的方法，所述方法包括以下步驟a)將所述可固化組合物注射到溫度為130-160°C的預熱的模具中，其中所述模具含有開關設備的陶瓷外殼b)使所述可固化組合物至少部分固化c)除去所述模具，和d)任選使所述可固化組合物后固化。
13.權利要求11或12中至少一項的方法，其中所述可固化組合物與所述開關設備的陶瓷外殼的表面直接接觸。
14.固化產(chǎn)品，所述產(chǎn)品可通過使權利要求1-7中至少一項的可固化組合物固化得到。
15.權利要求14的固化產(chǎn)品作為電氣或電子構件的電絕緣結(jié)構材料的用途，所述電氣或電子構件優(yōu)選開關設備的真空室。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包含環(huán)氧樹脂和填料組合物的可固化組合物、通過使所述可固化組合物固化而得到的固化產(chǎn)品以及所述固化產(chǎn)品作為電氣或電子構件的電絕緣結(jié)構材料的用途。
文檔編號C08L63/00GK102388096SQ201080016650
公開日2012年3月21日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權日2009年4月2日
發(fā)明者C·拜塞勒, D·貝爾, J·格林德林 申請人:亨斯邁先進材料(瑞士)有限公司