產生高壓電絕緣體的方法技術

本發明專利技術提供了產生高壓電絕緣體的方法，其中，（i）提供了可紫外輻射固化且可熱固化的組合物，包括至少一種可UV固化且可熱固化的環氧樹脂、至少一種陽離子光引發劑和至少一種陽離子熱引發劑，以及（ii）以任何期望的順序將紫外輻射和熱應用至所述可固化組合物并持續足夠長的時間直到所述可固化組合物得以完全固化，以及根據所述方法獲得的產物。

A method of producing high voltage electrical insulators

The present invention provides a method for producing high voltage electrical insulator, wherein (I) provides curable ultraviolet radiation and thermal curable compositions, comprising at least one UV curing and heat curing epoxy resin, at least one cationic photoinitiator and at least one cationic thermal initiator, and (II) to any desired order of ultraviolet radiation and heat applied to the curable composition and long enough until the curable composition can be completely cured, and the product obtained according to said method.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】產生高壓電絕緣體的方法
本專利技術涉及一種通過可紫外輻射（UV）固化且可熱固化的組合物產生高壓電絕緣體的方法，所述組合物包括至少一種可UV固化且可熱固化的環氧樹脂、至少一種陽離子光引發劑和至少一種陽離子熱引發劑。本專利技術還涉及所述可紫外輻射（UV）固化且可熱固化的組合物。優選地，本專利技術涉及一種產生纖維增強復合物形式的纖維增強高壓電絕緣體的方法，該材料由可紫外輻射（UV）固化且可熱固化的組合物制成，該組合物包括至少一種可UV固化且可熱固化的環氧樹脂、至少一種陽離子光引發劑、至少一種陽離子熱引發劑和纖維增強材料，纖維增強材料諸如連續無機或有機纖維，如單纖維，或者以細絲或編織絲的形式，或者如短纖維，或者它們的組合，優選地，通過使用濕法細絲纏繞工藝實施產生所述纖維增強高壓電絕緣體的方法。
技術介紹
用于產生高壓電絕緣體的可熱固化的環氧樹脂組合物通常基于包括環氧樹脂組分和硬化組分的雙組分系統。在高溫下對這些組合物進行持續若干小時固化，其需要較長的固化和冷卻時間以及長時間對模具的占用。而且，諸如酸酐的許多熱硬化組分可以產生排放物以及與此有關的健康和環境問題。在一些生產工藝中，如濕法細絲纏繞，這種可熱固化組合物的使用具有額外的缺點，如由于滴落的材料損失（其可以多達10%的量），對固化爐內心軸的連續旋轉的需要，以及當纏繞時改變浸漬樹脂或者增強纖維時難以產生多層結構。現在已經發現，用于產生高壓電絕緣體的可熱固化的環氧樹脂組合物可以基于陽離子可固化環氧樹脂，不使用硬化組分，即，表示為單組分環氧樹脂系統，所述系統是可UV固化且可熱固化的。通過以可UV固化且可熱固化的單組分環氧樹脂系統代替可熱固化的雙組分環氧樹脂系統，能夠克服上述限制，同時產生以下優點：具有在分鐘范圍內的較短的固化時間，降低能耗以及幾乎沒有能夠引起健康和環境問題的排放物。當使用陽離子可固化環氧樹脂時，據發現，由于UV光穿過材料的穿透深度受限，難以均勻地固化較厚或高填充的樹脂系統。因此，不能夠通過UV輻照產生具有若干毫米至厘米（cm）厚度的足夠固化的部分，從而使得這些部分可以用作電高壓絕緣體。本專利技術在不限于涂布應用和進一步使用傳統脂肪族和/或芳香族環氧樹脂（盡管事實上芳香族樹脂吸收UV光）的情況下允許產生相對厚的層。驚人地發現，當使用可UV固化且可熱固化的陽離子可固化環氧樹脂時，通過應用UV固化以及熱固化來固化所述可固化環氧樹脂，從而獲得優質的高壓絕緣體。該方法允許液態樹脂的較短的固化時間、在生產工藝中沒有材料的滴落和浪費、沒有或僅有少量有害排放物、以及較短的模具占用時間和生產工藝的簡化，諸如在固化期間不需要旋轉烘箱中的心軸。WO2007/017307公開了用于生產用于潮濕空間中的電子組件的漆的可UV固化且可熱固化的環氧樹脂配方。所述樹脂配方包含諸如乙醇和多元醇的稀釋劑。實驗表明，這些配方不適合用作高壓絕緣體。US7,795,744B2公開了特別的可UV固化且可熱固化的環氧樹脂配方，該配方生產出對玻璃具有良好的密封和粘接性能的固化產物，當將要附接的兩種材料中的至少一種是玻璃時該固化產物作為粘合劑。這些配方也不適合于高壓絕緣體的生產。
技術實現思路
權利要求中限定了本專利技術。特別地，本專利技術涉及一種產生高壓電絕緣體的方法，其特征在于：（i）提供了可紫外輻射固化且可熱固化的組合物，該組合物包括至少一種可UV固化且可熱固化的環氧樹脂、至少一種陽離子光引發劑和至少一種陽離子熱引發劑，以及（ii）以任何期望的順序將紫外輻射及熱應用至所述可固化組合物并持續足夠長的時間直到所述可固化組合物得以完全固化。本專利技術還涉及用于產生高壓電絕緣體的可紫外輻射固化且可熱固化的組合物的應用，該組合物包括至少一種可UV固化且可熱固化的環氧樹脂、至少一種陽離子光引發劑以及至少一種陽離子熱引發劑。所述應用包括以任何期望的順序以紫外輻射及熱處理所述可紫外輻射固化且可熱固化的組合物，并持續足夠長的時間，直到所述可固化組合物得以完全固化。本專利技術還涉及一種產生作為纖維增強復合物的纖維增強高壓電絕緣體形式的高壓電絕緣體的方法，其特征在于：（i）提供了可紫外輻射固化且可熱固化的組合物，該組合物包括至少一種可UV固化且可熱固化的環氧樹脂、至少一種陽離子光引發劑、至少一種陽離子熱引發劑以及另外的纖維增強材料，纖維增強材料優選地為連續的無機或有機纖維，如單纖維，或者以細絲或編織絲的形式，或者如短纖維，或者它們的組合，以及（ii）以任何期望的順序將紫外輻射以及熱應用至所述可固化組合物，并持續足夠長的時間，直到所述可固化組合物得以完全固化。優選地，通過使用濕法細絲纏繞工藝實施該方法，其中，以可紫外輻射固化且可熱固化的組合物預浸漬細絲，且隨后以任何期望的順序以紫外輻射和熱處理該組合物。本專利技術還涉及所述可紫外輻射固化且可熱固化的組合物，其包括至少一種可UV固化且可熱固化的環氧樹脂、至少一種陽離子光引發劑、至少一種陽離子熱引發劑以及可選擇的纖維增強材料，纖維增強材料優選地為連續的無機或有機纖維，如單纖維，或者以細絲或編織絲的形式，或者如短纖維，或者它們的組合，纖維增強材料對于產生高壓電絕緣體是有用的。本專利技術也涉及上文描述的組合物，該組合物包含作為陽離子光引發劑的二芳基碘鹽或三芳基锍鹽，以及作為陽離子熱引發劑的三氟甲烷磺酸鐿。本專利技術還涉及固化狀態的前文所限定的可固化環氧樹脂組合物，所述固化的組合物以電絕緣體系統的形式出現且優選地以根據本專利技術制造的電絕緣體的形式存在。本專利技術還涉及電器用品（electricalarticle），該電器用品包括根據本專利技術制造的電絕緣體系統。根據本專利技術的產生纖維增強高壓電絕緣體形式的高壓電絕緣體的方法優選地用于高壓電涌放電器的生產。使用根據本專利技術的可UV固化且可熱固化的環氧樹脂配方允許明顯地減少固化和冷卻時間，以及省去高固化溫度的使用。根據本專利技術，可固化組合物包括至少一種可UV固化且可熱固化的環氧樹脂。這種可UV固化且可熱固化的環氧樹脂優選地為芳香族和/或脂環族化合物。這些化合物本身是已知的。適合的環氧樹脂是每個分子包含至少兩個1,2-環氧基團的活性的縮水甘油化合物。可用于本專利技術的環氧化合物包括未取代的縮水甘油基團和/或以甲基基團取代的縮水甘油基團。這些縮水甘油化合物優選地具有介于200和1200之間的分子量，特別地，介于200和1000之間。環氧值（當量/100g）優選地為至少3，優選地，為至少4，且特別地，為約5，優選地，為約4.9至約5.1。優選的為具有縮水甘油醚基團和/或縮水甘油酯基團的縮水甘油化合物。這種化合物也可以同時包含這兩種縮水甘油基團，例如，4-縮水甘油氧-苯甲酸-縮水甘油酯。優選的為具有1-4縮水甘油酯基團的聚縮水甘油酯，特別地為二縮水甘油酯和/或三縮水甘油酯。優選的縮水甘油酯可以衍生自芳香酸、芳烷酸、脂環族酸、雜環酸、二羧酸或者衍生自具有2至10個碳原子的脂肪族二羧酸。優選的為例如化學式（III）的可選擇取代的環氧樹脂：n=0或1或者為化學式（IV）的可選擇取代的環氧樹脂：n=0或1或者化學式（V）：優選的為衍生自雙酚A或雙酚F的縮水甘油醚以及衍生自苯酚酚醛清漆樹脂（Phenol-Novolak-resins）或甲酚酚醛清漆樹脂（Cresol-Novolak-resins）的縮本文檔來自技高網...

【技術保護點】
根據以下方法產生的組合物在產生高壓電絕緣體系統中的應用，其特征在于，(i)提供可紫外輻射固化且可熱固化的組合物，所述組合物包括(a)至(c)：(a)至少一種可UV固化且可熱固化的環氧樹脂；(b)至少一種陽離子光引發劑；(c)至少一種陽離子熱引發劑，以及(ii)以任何期望的順序將紫外輻射和熱應用至所述可固化組合物并持續足夠長的時間直到所述可固化的組合物得以完全固化；其中，所述可UV固化且可熱固化的環氧樹脂是每個分子包含至少兩個1,2?環氧基團的芳香族和/或脂環族活性縮水甘油化合物；其中，所述陽離子熱引發劑代表以下(1)至(3)中的至少一種：(1)具有鐿陽離子的鹽，(2)三氟甲磺酸的金屬鹽，(3)具有六氟陰離子的銨鹽。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.根據以下方法產生的組合物在產生高壓電絕緣體系統中的應用，其特征在于，(i)提供可紫外輻射固化且可熱固化的組合物，所述組合物包括(a)至(c)：(a)至少一種可UV固化且可熱固化的環氧樹脂；(b)至少一種陽離子光引發劑；(c)至少一種陽離子熱引發劑，以及(ii)以任何期望的順序將紫外輻射和熱應用至所述可固化組合物并持續足夠長的時間直到所述可固化的組合物得以完全固化；其中，所述可UV固化且可熱固化的環氧樹脂是每個分子包含至少兩個1,2-環氧基團的芳香族和/或脂環族活性縮水甘油化合物；其中，所述陽離子熱引發劑代表以下(1)至(3)中的至少一種：(1)具有鐿陽離子的鹽，(2)三氟甲磺酸的金屬鹽，(3)具有六氟陰離子的銨鹽。2.根據權利要求1所述的應用，其中，所述可UV固化且可熱固化的環氧樹脂代表每個分子包含至少兩個1,2-環氧基團的芳香族和/或脂環族活性縮水甘油化合物，所述化合物的分子量介于200和1200之間，且環氧度(當量/1000g)至少為3。3.根據權利要求2所述的應用，其中，所述可UV固化且可熱固化的環氧樹脂在室溫下或當加熱至高達65℃的溫度時為液態。4.根據權利要求1所述的應用，其中，所述陽離子光引發劑是陽離子光引發劑化合物，所述陽離子光引發劑化合物由結合有陰離子的锍陽離子和/或碘鎓陽離子組成。5.根據權利要求4所述的應用，其中，所述锍陽離子是三芳基锍陽離子[(C6H5)3S+]，在所述三芳基锍陽離子的一個或多個芳基取代基處可選擇地進行取代，且所述碘鎓陽離子為二芳基碘鎓陽離子[(C6H5)2I+]，在所述二芳基碘鎓陽離子的一個或多個苯環處可選擇地進行取代。6.根據權利要求5所述的應用，其中，陽離子與六氟銻酸根離子(SbF6-)結合。7.根據權利要求6所述的應用，其中，所述陽離子光引發劑為六氟銻酸三芳基锍。8.根據權利要求7所述的應用，其中，在組合物內存在的所述陽離子光引發劑的量介于0.1％(按重量計算)至5.0％(按重量計算)的范圍內，每次均通過存在的環氧樹脂組分的重量進行計算。9.根據權利要求1所述的應用，其中，在組合物內存在的所述陽離子熱引發劑化合物的量介于0.01％(按重量計算)至3.0％(按重量計算)的范圍內，每次均通過存在的環氧樹脂組分的重量進行計算。10.根據權利要求1所述的應用，其中，(d)將所述可固化組合物加熱至80℃至130℃的溫度。11.根據權利要求1所述的應用，其中，(e)首先對所述組合物應用UV輻射，隨后將所述組合物加熱至60℃至130℃的范圍內的溫度。12.根據權利要求1所述的應用，其中，(f)使用200nm至800nm的范圍內且輻照能量為1200mJ/cm2的UVA和/或U...

【專利技術屬性】
技術研發人員：安娜·狄·詹尼，拉爾斯·E·施密特，帕特里克·邁爾，馬爾科·圣杰爾馬諾，
申請(專利權)人：ABB研究有限公司，
類型：發明
國別省市：瑞士,CH