一種真空導入樹脂及其制備方法和應用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種真空導入樹脂及其制備方法和應用。本發(fā)明的真空導入樹脂，包含以下原料：占真空導入樹脂總質量的50～70％的增韌型環(huán)氧樹脂、占真空導入樹脂總質量的30～50％的固化劑；增韌型環(huán)氧樹脂使真空導入樹脂的韌性增強，并且降低了真空導入樹脂的粘度，便于后期的工藝操作；四甲基胍作為增韌型環(huán)氧樹脂的固化劑，固化時間和固化溫度適中，經(jīng)固化后的真空導入樹脂的粘度低，性能優(yōu)良；本發(fā)明的真空導入樹脂，粘度低，韌性高，在40℃的溫度下有較長的適用期，并且本發(fā)明的真空導入樹脂的制備方法簡單，可以廣泛應用于中、高壓電氣絕緣件澆注領域。
【專利說明】
一種真空導入樹脂及其制備方法和應用
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于樹脂技術領域，具體涉及一種真空導入樹脂及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 目前，中壓、高壓電氣絕緣件如干式配電變壓器、支撐件、電氣構件等應用廣泛，這 些電氣絕緣件起到電絕緣和承力的作用。在這些電氣絕緣件的制備過程中，環(huán)氧樹脂是重 要的材料之一，但是，普通的環(huán)氧樹脂粘度大，直接應用于中、高壓電氣絕緣件層合板制作 的話，不僅滲透困難、注射壓力高、充模時間長，而且樹脂中夾帶的氣泡不易除盡。
[0003] 目前采用真空澆注工藝實現(xiàn)環(huán)氧樹脂對電氣絕緣材料的粘合。真空澆注工藝是一 種低成本的液體成型技術，該工藝在單面模具上利用真空負壓作用和高滲透介質，使樹脂 導入浸漬到材料內(nèi)部，并加熱固化成型復合材料構件，具有生產(chǎn)效率高、環(huán)境污染小、制品 質量穩(wěn)定、性能優(yōu)異等優(yōu)點。
[0004] 但是，現(xiàn)有技術中的用于真空澆注工藝中的真空導入樹脂體系具有適用期短、韌 性不足的缺陷，因此在中壓或高壓電氣絕緣件澆注時存在滲透不足、容易開裂的風險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種真空導入樹脂，粘度低，韌 性尚。
[0006] 為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0007] 一種真空導入樹脂，包含以下原料：占真空導入樹脂總質量的50~70%的增韌型 環(huán)氧樹脂、占真空導入樹脂總質量的30~50%的固化劑;例如，增韌型環(huán)氧樹脂占真空導入 樹脂總質量的50%、55%、60%、65%、70%;固化劑占真空導入樹脂總質量的30%、35%、 40%、45%、50%〇
[0008] 優(yōu)選地，一種真空導入樹脂，包含以下原料：占真空導入樹脂總質量的55~65%的 增韌型環(huán)氧樹脂、占真空導入樹脂總質量的35~45%的固化劑;例如，增韌型環(huán)氧樹脂占真 空導入樹脂總質量的55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65% ;固化 劑占真空導入樹脂總質量的 35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、 45% 〇
[0009] 其中，所述固化劑為四甲基胍，四甲基胍作為增韌型環(huán)氧樹脂的固化劑，固化時間 和固化溫度適中，經(jīng)固化后的真空導入樹脂的粘度低，性能優(yōu)良，在40°C的溫度下有較長的 適用期，避免了固化后的真空導入樹脂因存放太久而失效導致的浪費。另外固化劑的種類 還可以選自甲基四氫苯酐和六氫苯酐中的一種或二者的混合液。
[0010]其中，所述增韌型環(huán)氧樹脂，包含以下原料:環(huán)氧樹脂、納米橡膠粒子混合液、活性 稀釋劑，所述環(huán)氧樹脂與所述納米橡膠粒子混合液的質量比為90: (10~20)，例如90:10、 90:12、90:15、90:16、90:18、90 :20;所述環(huán)氧樹脂與所述活性稀釋劑的質量比為90: (5~ 15)，例如90:5、90:6、90:8、90:10、90:12、90:15。
[0011] 所述納米橡膠粒子為松散的、無隔離劑的全硫化羧基丁腈橡膠粉末，平均粒徑為 50 ~150nm，例如 50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、1 OOnm、11 Onm、120nm、130nm、140nm、150nm 〇
[0012] 其中，所述環(huán)氧樹脂為常溫下呈液態(tài)的雙酸F型環(huán)氧樹脂或雙酸A型環(huán)氧樹脂。
[0013] 其中，所述納米橡膠粒子混合液為用雙酚A型環(huán)氧樹脂進行分散的納米橡膠粒子 溶液。用雙酚A型環(huán)氧樹脂對納米橡膠粒子進行分散制備成納米橡膠粒子混合液，將納米橡 膠粒子混合液加到環(huán)氧樹脂中后使納米橡膠粒子更均勻地分散于環(huán)氧樹脂中，使制備得到 的增韌型環(huán)氧樹脂的韌性更強，性能更持久。
[0014] 其中，所述納米橡膠粒子混合液的制備過程為:按質量份計，取雙酚A環(huán)氧樹脂100 份至容器中，加入20~35份的納米橡膠粒子、0.8~1.2份的潤濕分散劑、1.5~3份的偶聯(lián) 劑，例如納米橡膠粒子20份、22份、25份、28份、30份、32份、34份、35份，潤濕分散劑0.8份、 〇 .9份、1份、1.1份、1.2份，偶聯(lián)劑1.5份、1.8份、2份、2.2份、2.5份、2.7份、3份，在70~90°C 溫度下以2000r/min的攪拌速度攪拌1~1.5h，例如溫度為70°C、75°C、80°C、85°C、90°C，攪 拌時間為lh、l. lh、l .2h、l .3h、l .4h、l .5h，冷卻至室溫，制備得到納米橡膠粒子混合液。
[0015] 其中，所述活性稀釋劑為脂肪類縮水甘油醚。納米橡膠粒子及脂肪類縮水甘油醚 的加入使增韌型環(huán)氧樹脂的韌性增加，粘度降低，便于后期的工藝操作。
[0016] 其中，所述脂肪類縮水甘油醚為1，6_己二醇二縮水甘油醚、1，4_丁二醇二縮水甘 油醚、丁基縮水甘油醚中至少兩種的混合物。
[0017] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種真空導入樹脂的制備方法，包括以下步驟:在增 韌型環(huán)氧樹脂中加入固化劑，常溫常壓下攪拌〇.5h，制備得到真空導入樹脂;其中，所述增 韌型環(huán)氧樹脂占真空導入樹脂總質量的50~70%，所述固化劑占真空導入樹脂總質量的30 ~50% ;
[0018] 優(yōu)選地，所述攬摔速度為 1000~1500r/min，例如 1000r/min、1100r/min、1200r/ min、1300r/min、1400r/min、1500r/min〇
[0019] 其中，所述增韌型環(huán)氧樹脂的制備過程為:在環(huán)氧樹脂中加入納米橡膠粒子混合 液、活性稀釋劑，室溫下以2000r/min的速度攪拌0.5~lh，例如0.5h、0.8h、lh，混合均勻，制 備得到增韌型環(huán)氧樹脂；
[0020] 優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂與所述納米橡膠粒子混合液的質量比為90: (10~20)，所述 環(huán)氧樹脂與所述活性稀釋劑的質量比為90: (5~15)。
[0021 ]本發(fā)明的目的之三在于提供一種真空導入樹脂在中、高壓電氣絕緣件澆注領域的 應用。
[0022] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的真空導入樹脂，包含以下原料： 占真空導入樹脂總質量的50~70%的增韌型環(huán)氧樹脂、占真空導入樹脂總質量的30~50% 的固化劑;增韌型環(huán)氧樹脂使真空導入樹脂的韌性增強，并且降低了真空導入樹脂的粘度， 便于后期的工藝操作；四甲基胍作為增韌型環(huán)氧樹脂的固化劑，固化時間和固化溫度適中， 經(jīng)固化后的真空導入樹脂的粘度低，性能優(yōu)良，在40°C的溫度下有較長的適用期，避免了固 化后的真空導入樹脂因存放太久而失效導致的浪費。
【具體實施方式】
[0023] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0024]如無具體說明，本發(fā)明的各種原料均可市售購得，或根據(jù)本領域的常規(guī)方法制備 得到。
[0025] 實施例1
[0026] 1)納米橡膠粒子混合液的制備:按質量份計，取雙酸A環(huán)氧樹脂100份至容器中，加 入20份的納米橡膠粒子、0.8份的潤濕分散劑、1.5份的偶聯(lián)劑，在70°C溫度下以2000r/min 的攪拌速度攪拌lh，冷卻至室溫，制備得到納米橡膠粒子混合液。
[0027] 2)增韌型環(huán)氧樹脂的制備:按質量份計，在90份的雙酚F環(huán)氧樹脂中加入15份的已 分散的納米橡膠粒子混合液和10份的1，6_己二醇二縮水甘油醚、1,4-丁二醇二縮水甘油醚 按照1:1混合的脂肪類縮水甘油醚活性稀釋劑，在室溫下采用2000r/min進行高速攪拌0.5 ~lh，使混合液均勻。
[0028] 3)按質量份計，在上述混合液中加入115份的固化劑四甲基胍，在常溫長壓下攪拌 速度為1 〇〇〇~1500r/min，攪拌時間為0.5h，可制真空導入樹脂。
[0029] 實施例2
[0030] 1)納米橡膠粒子混合液的制備:按質量份計，取雙酸A環(huán)氧樹脂100份至容器中，加 入30份的納米橡膠粒子、1份的潤濕分散劑、2份的偶聯(lián)劑，在80°C溫度下以2000r/min的攪 拌速度攪拌1.2h，冷卻至室溫，制備得到納米橡膠粒子混合液。
[0031] 2)增韌型環(huán)氧樹脂的制備:按質量份計，在90份的雙酚F環(huán)氧樹脂中加入10份的已 分散的納米橡膠粒子混合液和5份的1，6_己二醇二縮水甘油醚、1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚 按照1:1混合的脂肪類縮水甘油醚活性稀釋劑，在室溫下采用2000r/min進行高速攪拌0.5 ~lh，使混合液均勻。
[0032] 3)按質量份計，在上述混合液中加入105份的固化劑四甲基胍，在常溫長壓下攪拌 速度為1 〇〇〇~1500r/min，攪拌時間為0.5h，可制得真空導入樹脂。
[0033] 實施例3
[0034] 1)納米橡膠粒子混合液的制備:按質量份計，取雙酸A環(huán)氧樹脂100份至容器中，加 入35份的納米橡膠粒子、1.2份的潤濕分散劑、2.5份的偶聯(lián)劑，在90°C溫度下以2000r/min 的攪拌速度攪拌1.5h，冷卻至室溫，制備得到納米橡膠粒子混合液。
[0035] 2)增韌型環(huán)氧樹脂的制備:按質量份計，在90份的雙酚F環(huán)氧樹脂中加入20份的已 分散的納米橡膠粒子混合液和15份的丁基縮水甘油醚、1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚按照1:1 混合的脂肪類縮水甘油醚活性稀釋劑，在室溫下采用2000r/min進行高速攪拌0.5~lh，使 混合液均勻。
[0036] 3)按質量份計，在上述混合液中加入125份的固化劑四甲基胍，在常溫長壓下攪拌 速度為1 〇〇〇~1500r/min，攪拌時間為0.5h，可制得真空導入樹脂。
[0037] 實施例4
[0038] 1)納米橡膠粒子混合液的制備:按質量份計，取雙酸A環(huán)氧樹脂100份至容器中，加 入25份的納米橡膠粒子、1.2份的潤濕分散劑、2份的偶聯(lián)劑，在75°C溫度下以2000r/min的 攪拌速度攪拌1.5h，冷卻至室溫，制備得到納米橡膠粒子混合液。
[0039] 2)增韌型環(huán)氧樹脂的制備:按質量份計，在90份的雙酚F環(huán)氧樹脂中加入15份的已 分散的納米橡膠粒子混合液和10份的丁基縮水甘油醚、1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚按照1:1 混合的脂肪類縮水甘油醚活性稀釋劑，在室溫下采用2000r/min進行高速攪拌0.5~lh，使 混合液均勻。
[0040] 3)按質量份計，在上述混合液中加入49.28份的固化劑四甲基胍，在常溫長壓下攪 拌速度為1000~1500r/min，攪拌時間為0.5h，可制得真空導入樹脂。
[0041 ] 實施例5
[0042] 1)納米橡膠粒子混合液的制備:按質量份計，取雙酸A環(huán)氧樹脂100份至容器中，加 入24份的納米橡膠粒子、0.9份的潤濕分散劑、2.3份的偶聯(lián)劑，在85°C溫度下以2000r/min 的攪拌速度攪拌1.3h，冷卻至室溫，制備得到納米橡膠粒子混合液。
[0043] 2)增韌型環(huán)氧樹脂的制備:按質量份計，在90份的雙酚F環(huán)氧樹脂中加入18份的已 分散的納米橡膠粒子混合液和12份的丁基縮水甘油醚、1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚按照1:1 混合的脂肪類縮水甘油醚活性稀釋劑，在室溫下采用2000r/min進行高速攪拌0.5~lh，使 混合液均勻。
[0044] 3)按質量份計，在上述混合液中加入80份的固化劑四甲基胍，在常溫長壓下攪拌 速度為1 〇〇〇~1500r/min，攪拌時間為0.5h，可制得真空導入樹脂。
[0045] 采用市售的型號為EPIKOTETM RESIN 1800的液態(tài)環(huán)氧樹脂用作中、高壓電氣絕緣 件變壓器的澆注，作為本發(fā)明的對比例，將實施例1~5制備的真空導入樹脂用作中、高壓電 氣絕緣件變壓器的澆注，對澆注后的變壓器進行性能測試，實驗結果如表1所示。
[0046] 表 1
[0047]
[0048]臨界應力密度因數(shù)Κκ為材料的力學性能指標之一，描述了材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展 的能力，與材料的材質、內(nèi)部組織結構、乳制狀態(tài)和熱處理狀態(tài)等密切相關;Gk為材料的斷 裂比能。由表1的數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明制備的真空導入樹脂用作中、高壓電氣絕緣件的澆 注，與對比例相比，澆注后的中、高壓電氣絕緣件的韌性和抗斷裂性能均有很大提高，粘度 低，保證真空導入樹脂澆注到中、高壓電氣絕緣件后充分的滲透，有效降低了澆注后中、高 壓電氣絕緣件開裂的風險。
[0049] 本發(fā)明的真空導入樹脂，粘度低，韌性高，在40°C的溫度下有較長的適用期，并且 本發(fā)明的真空導入樹脂的制備方法簡單，可以廣泛應用于中、高壓電氣絕緣件澆注領域。
[0050]
【申請人】聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細工藝設備和工藝流程， 但本發(fā)明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細 工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進， 對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的 保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種真空導入樹脂，其特征在于，包含以下原料：占真空導入樹脂總質量的50~70% 的增韌型環(huán)氧樹脂、占真空導入樹脂總質量的30~50%的固化劑。2. 根據(jù)權利要求1所述的真空導入樹脂，其特征在于，所述固化劑為四甲基胍。3. 根據(jù)權利要求1所述的真空導入樹脂，其特征在于，所述增韌型環(huán)氧樹脂包含以下原 料:環(huán)氧樹脂、納米橡膠粒子混合液、活性稀釋劑，所述環(huán)氧樹脂與所述納米橡膠粒子混合 液的質量比為90: (10~20)，所述環(huán)氧樹脂與所述活性稀釋劑的質量比為90: (5~15)。4. 根據(jù)權利要求3所述的真空導入樹脂，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為常溫下呈液態(tài)的 雙酚F型環(huán)氧樹脂或雙酸A型環(huán)氧樹脂。5. 根據(jù)權利要求3所述的真空導入樹脂，其特征在于，所述納米橡膠粒子混合液為用雙 酸A型環(huán)氧樹脂進行分散的納米橡膠粒子溶液； 優(yōu)選地，所述納米橡膠粒子混合液的制備過程為:按質量份計，取雙酚A環(huán)氧樹脂100份 至容器中，加入20~35份的納米橡膠粒子、0.8~1.2份的潤濕分散劑、1.5~3份的偶聯(lián)劑， 在70~90°C溫度下以2000r/min的攪拌速度攪拌1~1.5h，冷卻至室溫，制備得到納米橡膠 粒子混合液。6. 根據(jù)權利要求3所述的真空導入樹脂，其特征在于，所述活性稀釋劑為脂肪類縮水甘 油醚； 優(yōu)選地，所述脂肪類縮水甘油醚為1，6_己二醇二縮水甘油醚、1，4_ 丁二醇二縮水甘油 醚、丁基縮水甘油醚中至少兩種的混合物。7. -種如權利要求1所述的真空導入樹脂的制備方法，其特征在于，在增韌型環(huán)氧樹脂 中加入固化劑，攪拌均勻后制備得到真空導入樹脂;其中，所述增韌型環(huán)氧樹脂占真空導入 樹脂總質量的50~70%，所述固化劑占真空導入樹脂總質量的30~50%。8. 根據(jù)權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌的條件為:攪拌速度為1000 ~1500r/min，攪拌溫度為常溫，攪拌壓力為常壓，攪拌時間為0.5h。9. 根據(jù)權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述的增韌型環(huán)氧樹脂的制備過程 為:在環(huán)氧樹脂中加入納米橡膠粒子混合液、活性稀釋劑，室溫下以2000r/min的速度攪拌 0.5~Ih，混合均勻，制備得到增韌型環(huán)氧樹脂； 優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂與所述納米橡膠粒子混合液的質量比為90: (10~20)，所述環(huán)氧 樹脂與所述活性稀釋劑的質量比為90: (5~15)。10. -種如權利要求1所述的真空導入樹脂在中、高壓電氣絕緣件澆注領域的應用。
【文檔編號】C08L63/00GK105885356SQ201610454389
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】孫建平, 周鑫, 張小賓
【申請人】固德電材系統(tǒng)（蘇州）股份有限公司