CN103130964B

CN103130964B - 低、中压电机用无溶剂浸渍树脂及固化方法

Info

Publication number: CN103130964B
Application number: CN201310046977.2A
Authority: CN
Inventors: 许坤; 陆云峰
Original assignee: HAINING YONGCHENG INSULATION MATERIALS CO Ltd
Current assignee: Zhejiang Bo Fei electric Limited by Share Ltd
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2033-02-01
Also published as: CN103130964A

Abstract

本发明公开了一种低、中压电机用无溶剂浸渍树脂，以重量百分比计，其组成为：耐热不饱和聚酯树脂：40-60％，苯并噁嗪亚胺树脂5-10％，环氧树脂：10-15％，引发剂：0.5-2.0％，活性稀释剂：7.0-15％，固化剂：7.0-20％，固化促进剂：0.1-1.0％。本发明采用了苯并噁嗪亚胺树脂合成了苯并噁嗪亚胺改性不饱和无溶剂浸渍树脂，提高了浸渍树脂的耐热性，使环氧不饱和聚酯的耐热性提升到聚酯酰亚胺的耐热水平，配以高性能固化剂，确保了该浸渍树脂克服了常规无溶剂树脂储存期短、热态表干性差、收缩率大、挂漆量低以及粘结力不高等缺点且，综合性能优异，特别是粘结力高达241N，这是同类浸渍树脂难以达到的。

Description

低、中压电机用无溶剂浸渍树脂及固化方法

技术领域

本发明涉及一种浸渍树脂，具体是涉及一种低、中压电机用无溶剂浸渍树脂及固化方法。

背景技术

在电机机械的生产过程中，电线圈的浸渍是一项标准操作。固化后的浸渍树脂具有机械固定线圈、防止化学腐蚀和降低环境影响、除去生成的热量，以及提供电绝缘的功能。

H级电机电器线圈用的耐热无溶剂浸渍树脂是当前电机电器制造中不可缺少的重要的绝缘材料，国外这一类浸渍树脂一般都是用聚酯酰亚胺型，国内在2000年前多使用二苯醚系列。而F级的无溶剂浸渍树脂国内多用环氧聚酯型的。聚酯酰亚胺型的浸渍树脂性能较好，但成本较高，工艺过程较复杂；二苯醚系列的浸渍树脂由于粘性差，固化时产生低分子物，其性能不高；不饱和聚酯工艺简单，可以做到耐高温，作为浸渍树脂粘度低，使用期长，但固化后较脆，收缩率大，易开裂；环氧类的无溶剂浸渍树脂，材料易得，工艺简便，机电性能优越，但耐热性不高。

申请号为CN201110101053.9的专利文献公开了一种环保型无溶剂浸渍树脂，所述浸渍树脂按各组分的重量份计，包括：高耐热不饱和聚酯树脂：100重量份；改性环氧树脂0～100重量份；新型活性稀释剂50～200重量份；阻聚剂0.1～1重量份；引发剂1.5～3.8重量份；助剂0～2重量份。该无溶剂浸渍树脂与目前常规的无溶剂型中低压用浸渍树脂相比；在相同的工件情况下，该树脂可缩短1/3左右的烘焙时间，节约25％左右的能源消耗。但是仍无法解决目前存在的环氧类的无溶剂浸渍树脂耐热性不高的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种低、中压电机用无溶剂浸渍树脂，该树脂固化工艺性好、挥发份小、贮存稳定性好、耐热性好、固化产物机械强度高、电气绝缘性能好、介质损耗小和阻燃性好，可用于绝缘浸渍漆、绝缘灌封材料领域。

一种低、中压电机用无溶剂浸渍树脂，以重量百分比计，其组成为：

耐热不饱和聚酯树脂的加入大大提高了无溶剂浸渍树脂的耐热性能，所述的耐热不饱和聚酯树脂本公司自行生产制备得到的，两种以上的多元酸、至少一种多元醇在高温或催化剂作用下发生缩聚反应脱出小分子的水而制成的聚合物。

所述多元酸为邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、间苯二甲酸或富马酸。

所述多元醇为丙二醇、一缩二乙二醇、三缩二乙二醇、新戊二醇或三羟甲基丙烷。

所述的苯并噁嗪亚胺树脂(式III)，使用时可利用现有方法首先制备得到聚苯并恶嗪树脂，即以酚类化合物、胺类化合物和甲醛为原料合成的苯并六元杂环化合物-苯并恶嗪树脂(式I)，苯并恶嗪树脂与含有亚胺基团的单体在加热作用下发生接枝聚合反应而值得的。与一般的亚胺树脂相比，苯并恶嗪亚胺树脂在成型固化过程中没有小分子放出，制品孔隙率低，接近零收缩，固化工艺性好，制备得到的无溶剂浸渍树脂的机械强度好。

(I)苯并噁嗪树脂

(II)双马来酰亚胺

(III)苯并噁嗪亚胺树脂

其中R₁、R₂分别独立的为H、烷烃基、芳胺基或芳烃基，例如烷烃基可选择CH₃CH₂-等、芳烃基可选择C₆H₅-、C₆H₄CH₃-等。R为等

所述的含有亚胺基团的单体为双马来酰亚胺(式II)或4，4-二甲基二苯甲烷。

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂(上海元邦制造有限公司或巴陵石化环氧树脂事业部提供的E44、E51)、酚醛环氧树脂(巴陵石化环氧树脂事业部或江苏三木集团提供的F51、F44)中的一种或多种。

所述的引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种或多种。

所述的活性稀释剂优选为苯乙烯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二丙烯酸酯中的一种或多种的混合物。

所述的固化剂为酸酐类、硼胺类、咪唑类、三苯基膦及其鏻盐的一种或多种的混合物。例如常用的固化剂包括桐油酸酐、苯基咪唑、甲基六氢苯酐中的一种或多种。

所述的固化促进剂为有机羧酸金属盐、乙酰丙酮金属盐的一种或多种的混合物。例如，优选的固化促进剂为乙酰丙酮铝或环烷酸钴等。或者固化促进剂选择乙酰丙酮铝和三-(二甲胺基甲基)苯酚的混合物。

上述的苯并噁嗪亚胺树脂改性耐热不饱和聚酯无溶剂浸渍树脂的制备方法是：按配方将各组分混合均匀即得所述的低、中压电机用无溶剂浸渍树脂。

本发明还提供了一种上述低、中压电机用无溶剂浸渍树脂的固化方法，使用该低、中压电机用无溶剂浸渍树脂时，可根据具体的需要选择浸渍工艺，浸渍工艺应该是本领域所公知，在此不再详述。优选的固化条件为在135-150℃之间固化4-8小时。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)本发明采用在环氧不饱和聚酯体系中引入苯并噁嗪亚胺树脂环网状结构，体系本身具有良好的相容性和匹配性，并且具有不饱和聚酯-环氧树脂-苯并噁嗪亚胺树脂三个体系同步固化的优点，再配以高性能的固化剂和助剂，使其固化过程中无小分子放出，使得浸渍树脂具有固化挥发份小、贮存稳定性好、粘结强度高(超过行业标准的65％)、散热和耐热性好、固化产物机械强度高、电气绝缘性能好、介质损耗小、阻燃性好等特点，且与电磁线有良好的粘接性能，且无铜绿现象。

(2)实际使用时将各组分混合均匀即可制得本发明的高粘结强度的浸渍树脂，其制造工艺简单、且组成稳定性好，适用于H、C级大、中型低、中压电机、特种电机、电器绕组的真空压力浸渍和特殊耐高温电机的沉浸绝缘浸渍处理。同时可适用于各种耐温等级的电机电器，也适用于大缸沉浸、连续沉浸、VPI浸渍工艺、旋转烘焙等等工艺要求。

(3)本发明采用了苯并噁嗪亚胺树脂合成了苯并噁嗪亚胺改性不饱和无溶剂浸渍树脂，提高了浸渍树脂的耐热性，使环氧不饱和聚酯的耐热性提升到聚酯酰亚胺的耐热水平，配以高性能固化剂，确保了该浸渍树脂克服了常规无溶剂树脂储存期短、热态表干性差、收缩率大、挂漆量低以及粘结力不高等缺点且，综合性能优异，特别是粘结力(螺旋线圈法)高达241N，这是同类浸渍树脂难以达到的。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进行详细的说明。

下面各实施例中，耐热不饱和聚酯、苯并噁嗪亚胺树脂均选用了海宁永大电气新材料有限公司自主生产的产品(下述所涉及的“份”均为重量份)。

耐热不饱和聚酯制备：

新戊二醇30份、一缩二乙二醇20份、间苯二甲酸25份、顺丁烯二酸酐12份、邻苯二甲酸酐18份在180～220℃反应酸值小于15mgKOH/g，脱水制得耐热不饱和聚酯。

苯并噁嗪亚胺树脂制备：

(1)将苯酚37份和甲醛35份混合后用盐酸调节pH值至2，升温回流2h，再用氢氧化钠调节pH至8-9，再加入甲苯50份和甲醛11份，分批投入4，4-二氨基二苯甲烷17份保温回流反应至终点(终点判定条件为：成型时间为4-5min/170℃，小刀法)，真空抽去溶剂后制得苯并噁嗪树脂。

(2)在另外反应锅中加入二甲基甲酰胺25份，升温到100-110℃加入4，4-二氨基二苯甲烷10份和双马来酰亚胺15份，搅拌溶解，并在100-110℃保温反应1-2h至终点(终点判定条件为：成型时间为2.5-3.5min/180℃，小刀法)，加入苯并噁嗪树脂50份，继续在100-110℃下反应至终点(终点判定条件为：成型时间为1.5-2.0min/180℃，小刀法)加入稀释剂甲苯20份，即制得苯并噁嗪亚胺树脂。

实施例1

按照本实施例的低、中压电机用无溶剂浸渍树脂的配方为：

耐热不饱和聚酯60g、苯并噁嗪亚胺树脂10g、双酚A环氧树脂(E44)5g、酚醛环氧树脂(F44)5g、引发剂为过氧化二异丙苯(DCP)1.0克、活性稀释剂为邻苯二甲酸二丙烯酸酯(DAP)10克、固化剂为桐油酸酐10克、促进剂环烷酸钴0.2g。

将上述各组分按配方混合均匀后，即制得低、中压电机用无溶剂浸渍树脂。该浸渍树脂在使用时，应在145℃左右固化反应5小时，即可固化成膜。

实施例2

按照本实施例的低、中压电机用无溶剂浸渍树脂的配方为：

耐热不饱和聚酯50g、苯并噁嗪亚胺树脂10g、酚醛环氧树脂15g、引发剂为过氧化苯甲酰(BPO)2.0g、活性稀释剂为苯乙烯(ST)15g、固化剂为苯基咪唑7.0g、促进剂乙酰丙酮铝0.4g。

实施例3

按照本实施例的低、中压电机用无溶剂浸渍树脂的配方为：

耐热不饱和聚酯45g、苯并噁嗪亚胺树脂7g、双酚A环氧树脂10g、酚醛环氧树脂5g、引发剂为过氧化二异丙苯(DCP)1.0克、活性稀释剂为乙烯基甲苯10克、固化剂为桐油酸酐20克、促进剂乙酰丙酮铝0.4g。

将上述各组分按配方混合均匀后，即制得低中、压电机用无溶剂浸渍树脂。该浸渍树脂在使用时，应在145℃左右固化反应5小时，即可固化成膜。

实施例4

按照本实施例的低、中压电机用无溶剂浸渍树脂的配方为：

耐热不饱和聚酯40克、苯并噁嗪亚胺树脂10g、双酚A环氧树脂15g、引发剂为过氧化苯甲酰(BPO)2.0克、活性稀释剂为乙烯基甲苯13克、固化剂为甲基六氢苯酐20克、促进剂为乙酰丙酮铝0.2g和三-(二甲胺基甲基)苯酚0.1g。

综上所述，将各组分按配方混合均匀后，即得本发明的无溶剂浸渍树脂，该低、中压电机用无溶剂浸渍树脂制造工艺简单、组成稳定性好，储存稳定性好。

由实施例1制备得到树脂与国内传统树脂(CH1150-VA)以及美国进口产品(DolphonCC1105)进行性能检测，检测结果见表1

表1

由表1可知，本发明的溶剂浸渍树脂是在环氧改性耐热不饱和聚酯体系中引入苯并噁嗪亚胺树脂环网状结构与国内目前通用的环氧-不饱和聚酯型的无溶剂浸渍树脂相比，其耐热性更高，达到H-C级，而国内一般的环氧聚酯型只能达到F-H级，且综合性能更好。同时，本发明的溶剂浸渍树脂本发明的319H与国外同类聚酯酰亚胺无溶剂浸渍树脂相比，性能完全达到和超过了国外同类产品，

另外，为了证明本发明的低、中压电机用无溶剂浸渍树脂的有益效果，对实施例1～4的低、中压电机用无溶剂浸渍树脂的性能按照绝缘漆相应的国家标准进行了测试，结果见表2。

表2低、中压电机用无溶剂浸渍树脂的性能测试数据

由表2可知，本发明的低、中压电机用无溶剂浸渍树脂贮存稳定性好；用本发明无溶剂浸渍树脂进行绝缘浸渍处理的低、中压电机、电器绕组，其粘结强度高(超过行业标准的65％)、绝缘性能好、机械强度高。

Claims

1.一种低、中压电机用无溶剂浸渍树脂，其特征在于，以重量百分比计，其组成为：

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂中的一种或多种；

所述的苯并噁嗪亚胺树脂以苯并噁嗪树脂与含有亚胺基团的单体在加热作用下发生接枝聚合反应而制得；所述的含有亚胺基团的单体为双马来酰亚胺；

所述固化剂为桐油酸酐、苯基咪唑、甲基六氢苯酐中的一种或多种；

所述固化促进剂为乙酰丙酮铝或环烷酸钴；或者所述固化促进剂为乙酰丙酮铝和三-(二甲胺基甲基)苯酚的混合物；

所述耐热不饱和聚酯树脂为由两种以上的多元酸、至少一种多元醇发生缩聚反应脱出小分子的水而制成的聚合物；

所述多元酸为邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、间苯二甲酸或富马酸；

2.根据权利要求1所述的低、中压电机用无溶剂浸渍树脂，其特征在于，所述的引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的低、中压电机用无溶剂浸渍树脂，其特征在于，所述的活性稀释剂为苯乙烯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二烯丙酯中的一种或多种。

4.一种无溶剂浸渍树脂的固化方法，其特征在于，所述无溶剂浸渍树脂为权利要求1-3任一权利要求所述的低、中压电机用无溶剂浸渍树脂，且固化条件为：在135-150℃之间固化4-8小时。