浸漬樹脂配方的製作方法
2023-07-25 18:43:01
專利名稱：浸漬樹脂配方的製作方法
本申請要求了DE 10 2004 028 417.2-43的優先權。
本發明涉及一種電動機械用的浸漬樹脂配方。
在電動機械的生產中，電線圈的浸漬是一項標準操作。固化後的浸漬樹脂具有機械固定線圈、防止化學腐蝕和環境影響、除去生成的熱量，以及提供電絕緣的功能。
使用含苯乙烯的不飽和聚酯是一種現有技術。這類聚酯是普通知識，它們的製備和應用也為技術人員所熟悉。有關文獻可以在聚合物化學的標準著作和供應商說明冊中找到。另外還有一些有關可常規加工的體系的會議報告(例如，油漆和樹脂在各種發動機構造中的用途，M.Winkeler，IEEE Proceeings，1999，第143頁；整流器負載場合的電絕緣樹脂評價，M.Winkeler，IEEE Proceeings，1997，第145頁)，以及有關例如冷固化體系的會議報告(電線圈的無熱固化塗層，Th.J.Weiss，IEEE Proceedings，1993，第443頁)。
由於含苯乙烯的樹脂在固化時會放出苯乙烯，需要對來自生產線的廢氣進行處理。如果採用其它共聚單體，比如乙烯基甲苯或各種丙烯酸酯來代替苯乙烯的話，排放物原則上沒有什麼不同。因此，解決途徑是開發適用於浸漬電線圈的無共聚單體的不飽和聚酯樹脂。
EP 0 968 501敘述了可以在沒有共聚單體情況下固化的、含不飽和聚酯的、且還可紫外線固化的流體配方。不飽和聚酯包括二環戊二烯結構和馬來酸結構。然而，這些配方具有相對較高的粘度(高於2600mPas)。這對於在一般加工設備上的加工是一個障礙。
EP 1 122 282敘述了同樣可以在沒有共聚單體情況下固化的、含不飽和聚酯樹脂的配方。其由基於馬來酸和二環戊二烯的不飽和聚酯和聚合物交聯劑組成，其中，例如，異戊間二烯醇(3-甲基-3-丁烯-1-醇)用作一種組成單元。這種樹脂混合物的粘度在一些情況下非常高。而且，這種配方還具有一個缺點，就是樹脂和聚合物交聯劑不能隨意混合，因為聚合物交聯劑本身不可固化。
本發明致力於解決的問題是開發包含無共聚單體的不飽和聚酯樹脂的一種低粘度配方，所述配方不含單獨地非固化性的聚合物交聯劑且適用於浸漬電線圈。
該問題通過一種低粘度浸漬樹脂配方得以解決，該配方包含組分A-包括一種含烯丙醚的不飽和聚酯樹脂，組分B-包括一種二環戊二烯封端的、不同於組分A的不飽和聚酯樹脂，組分C-包含不同於組分A和組分B的聚酯樹脂的另外的不飽和聚合物，以及如果期望的話，固化劑、促進劑、穩定劑、添加劑和流變添加劑。
浸漬樹脂配方可以優選地由組分A、B、C，以及常見的固化劑、促進劑、穩定劑、和添加劑、流變添加劑組成。
本發明上下文中的低粘度浸漬樹脂配方優選在25℃測定的粘度低於或等於1500mPas。
尤其優選的浸漬樹脂配方在25℃測定的粘度處於600到1300mPas之間，包括端點在內，更優選處於850到1200mPas之間，包括端點在內。
組分A中的含烯丙醚的不飽和聚酯樹脂優選包括一種由三羥甲基丙烷單烯丙基醚和/或三羥甲基丙烷二烯丙基醚、二醇、馬來酸、和其他由不飽和聚酯化學所知的組分所構成的不飽和聚酯樹脂或不飽和聚酯樹脂的混合物。根據本發明，所構成的聚酯樹脂可以通過醯亞胺結構、二環戊二烯結構，異氰酸酯和/或三聚氰胺樹脂改性。
這些樹脂是已知的(參見，例如，Perstorp第0207號說明冊，DE 2645657，DOS 2113998)，也可以通過烯丙醚、多元醇、羧酸，以及單官能分子作為鏈終止劑的反應來製備。
這些樹脂的製備同樣也是普通知識。它包括一般在160至200℃的溫度下，在酯化催化劑存在或者不存在的條件下加熱各組分，反應一般在惰性氣氛中進行。為了有助於除去所生成的水，可以使用共沸物和/或真空。縮合過程一般通過測定酸度值和/或縮合粘度來監控。
能夠使用的烯丙醚包括三羥甲基丙烷單烯丙基醚、三羥甲基丙烷二烯丙基醚和季戊四醇三烯丙醚。優選所有三種，單獨地或者以各種混合物。
作為多元醇使用乙二醇、二甘醇和三甘醇、新戊二醇、1，3-和1，6-己二醇、全氫雙酚A、甘油、三羥甲基丙烷、三(2-羥乙基)-異氰尿酸酯、季戊四醇、和雙季戊四醇。優選二甘醇和三甘醇、新戊二醇、和三羥甲基丙烷。
作為羧酸，可以使用α，β-不飽和二元羧酸或其衍生物，比如馬來酸酐和富馬酸和它們與改性二元羧酸，比如己二酸、丁二酸、鄰苯二甲酸酐、間苯二酸、對苯二酸，和2，6-萘烷二羧酸的混合物。優選馬來酸酐和己二酸。
所用的鏈終止劑是單官能的羧酸和/或單官能的醇，例如松漿油脂肪酸、苯甲酸、2-乙基己酸、己醇、2-乙基己醇、苯甲醇、叔丁醇、異戊間二烯醇(3-甲基-3-丁烯-1-醇)，和四氫鄰苯二甲酸酐與乙醇胺的反應產物。優選己醇、異戊間二烯醇，和四氫鄰苯二甲酸酐與乙醇胺的反應產物。
根據本發明，組分B可以由不同於組分A的至少一種粘結劑組成，在EP 0 968 501和/或EP 1 122 282中有描述。
組分B中存在的、含二環戊二烯結構的、不同於組分A的不飽和聚酯樹脂可以通過，例如，馬來酸和二環戊二烯、二醇、馬來酸，及由不飽和聚酯樹脂化學得知的其他組分的加成反應來製備。
根據本發明，組分C可以包含一種商業常見的不飽和聚合物。這類聚合物根據商品名，比如Laromer PO 33F，Sartomer SR 9045或Sartomer CD 9021，或聚乙二醇二乙烯基醚，是可以購買到的。
組分C中存在的不飽和聚合物可以通過使已有聚合物和含雙鍵的分子官能化來製備，比如，例如，羧基封端的聚丙烯酸酯與甲基丙烯酸縮水甘油酯的反應產物，或聚醚多元醇與不飽和異氰酸酯的反應產物。還可以採用聚合物型乙烯基醚，比如不同分子量的聚乙二醇二乙烯基醚。
本發明的浸漬樹脂配方可包含1.40％-95％重量的含烯丙醚的不飽和聚酯樹脂(組分A)，優選50.0％-90％重量，尤其優選60％-80％重量，2.5.0％-60％重量的二環戊二烯封端的不飽和聚酯樹脂(組分B)，優選8.0％-40％重量，尤其優選10％-30％重量，3.1.0％-30％重量的不飽和聚合物(組分C)，優選1.0％-20％重量，尤其優選1.0％-10％重量，4.0.1％-5％重量的固化劑、促進劑、穩定劑、添加劑，和流變添加劑，優選0.5％-4％重量，尤其優選1％-3％重量，以上百分數是基於每種情況下的完整浸漬樹脂配方。
優選地，本發明的配方可由這些組分組成。
根據本發明，三種組分A、B、C優選地首先混合，然後再與一般固化劑、促進劑、穩定劑和添加劑進行配料。這樣得到了依據組成成分而定，具有低粘度、良好固化行為的配方，並且固化後均一的模塑材料具有突出的機械性能、電性能和熱性能。
本發明的浸漬樹脂配方相應地優選通過組分A、B和C共混來製備，而固化劑、促進劑、穩定劑、添加劑和流變添加劑優選在最後添加。
經證實適合的固化劑包括過氧化物，比如過氧化二異丙苯和過苯甲酸叔丁基酯，以及甲矽烷化四苯代-1，2-乙二醇。經過光引發劑的使用，比如氧化膦和縮酮，可以制出紫外光固化的配方。
促進劑是金屬皂，比如鈷、釩和鋯的辛酸鹽或環烷酸鹽。
所用的穩定劑是烷基化的酚、對苯二酚和苯醌，比如2，4-雙-叔-丁基酚或甲基對苯二酚。添加劑是技術人員所知道的流動控制和表面添加劑。
經證實適合的流變添加劑包括熱解矽石、皂土和聚合物型脲。此處可以參考塗料手冊。
室溫下，本發明的浸漬樹脂配方處於流體狀態，低粘度、且無共聚單體。它可以在常見加工設備上來加工，通過例如浸漬、滴浸、浸漬-輥塗、澆注，以及通過電線圈的真空浸漬和真空壓力浸漬。
所述的浸漬樹脂配方的加工之後是進行固化。所討論的固化可以是熱固化。這可以通過在烤箱中或者通過線圈的電流熱來達到，或者通過這些方法相結合而達到。
固化也可以通過輻射、優選通過紫外輻射來達到。尤其是當浸漬樹脂配方被提供了光引發劑時，使用紫外光能夠在板垛上固化。根據本發明，將熱固化和紫外光固化相結合也是可能的，尤其是當固化是直接設置板垛的時候。這也允許同時使用電流熱和紫外光進行固化。
除了浸漬電線圈，也可以使用本發明的浸漬樹脂配方對電子、混合電路、SMD模組、以及組裝印刷電路板中的印刷線路插件進行塗覆，或者作為片狀絕緣材料的基本材料。
下面參考實施例，對本發明進行了更為詳細的敘述。測試是根據DIN和IEC標準進行的。
1.實施例實施例1烯丙醚改性不飽和聚酯樹脂1的製備在一個標準三頸燒瓶裝置中，290g馬來酸酐、114g三甘醇、320g2-乙基己醇、190g三羥甲基丙烷二烯丙醚和70g甘油在190℃、惰性氣氛中相互反應。所得樹脂的酸度值是20mg KOH/g，粘度是20Pas。
實施例2烯丙醚改性不飽和聚酯樹脂2的製備首先，在一個標準三頸燒瓶裝置中，302g馬來酸酐、28g水和217g二環戊二烯進行反應。然後，採用與實施例1相同的方式，初步產物和161g新戊二醇、134g三羥甲基丙烷單烯丙醚和157g己醇在195℃下反應。所得樹脂的酸度值是21mg KOH/g，粘度是22Pas。
實施例3烯丙醚改性不飽和聚酯樹脂3的製備首先，在一個標準三頸燒瓶裝置中，271g馬來酸酐、17g水和130g二環戊二烯進行反應。然後，採用與實施例1相同的方式，初步產物和208g三甘醇、48g新戊二醇、120g 2-乙基己醇以及197g三羥甲基丙烷二烯丙醚在190℃下反應。所得樹脂的酸度值是24mg KOH/g，粘度是12Pas。
實施例4二環戊二烯改性不飽和聚酯的製備(組分B)源自EP 1 122 282的實施例1的產物得到製備。
實施例5用樹脂1製備浸漬樹脂配方100g由實施例4製備的樹脂、790g由實施例1製備的樹脂、80gLaromer PO 33F、1g辛酸鈷、8.5g市場常見的熱解矽石、0.5g雙-叔丁基苯酚，和20g過苯甲酸叔丁基酯充分混合。該配方的粘度為1050mPas、膠凝時間在120℃下為3分鐘。使用該配方根據IEC 61033(方法A)對鑽杆浸漬，固化(160℃下1小時)後，測定了耐烘培性。在155℃下為50N。另外，使用該配方浸漬定子，定子尺寸為90，並在150℃下固化1小時。在烘培爐中固化過程中，滴落損失特別低。之後，將定子鋸開，檢查了樹脂的吸收情況和浸漬質量。定子得到良好的浸漬，並且線圈充分吸收了樹脂。
實施例6用實施例2所製備的樹脂製備浸漬樹脂配方100g由實施例4製備的樹脂、800g由實施例2製備的樹脂、70gLaromer PO 33F、1g辛酸鈷、0.5g雙-叔丁基苯酚，和20g過苯甲酸叔丁基酯混合。該配方的粘度為1000mPas、膠凝時間在120℃下為4分鐘。使用該配方根據IEC 61033(方法A)對鑽杆浸漬，固化(160℃下1小時)後，測定了耐烘培力性，在155℃下為65N。另外，使用該配方浸漬定子，定子尺寸為90，並在150℃下固化1小時。之後，將定子鋸開，檢查了樹脂的吸收情況和浸漬質量。定子得到良好的浸漬。
實施例7用樹脂3製備浸漬樹脂配方100g由實施例4製備的樹脂、800g由實施例3製備的樹脂、70gLaromer PO 33F、1g辛酸鈷、0.5g雙-叔丁基苯酚，和20g過苯甲酸叔丁基酯混合。使用該配方的粘度為1200mPas、凝膠時間在120℃下為3分鐘。使用該配方根據IEC 61033(方法A)對鑽杆浸漬，固化(160℃下1小時)後，測定了耐烘培力性，並在155℃下為51N。另外，使用該配方浸漬定子，定子尺寸為90，並在150℃下固化1小時。之後，將定子鋸開，檢查了樹脂的吸收情況和浸漬質量。定子得到良好的浸漬。
對比實施例8使用實施例4所製備的樹脂進行浸漬實施例4所製備的樹脂通過2％的過氧化二異丙苯進行活化。其粘度為8Pas。將尺寸為90的定子浸入其中，並在160℃下固化1小時。之後，將定子鋸開，檢查了樹脂的吸收情況和浸漬質量。樹脂的吸收情況遠低於實施例5到7中的情況。
對比實施例9使用實施例1所製備的樹脂進行浸漬實施例1所製備的樹脂通過3％的過苯甲酸叔丁基酯進行活化。其粘度為20Pas。將尺寸為90的定子浸入其中，並在160℃下固化1小時。之後，將定子鋸開，檢查了樹脂的吸收情況和浸漬質量。樹脂的吸收情況遠低於實施例5到7的情況。
對比實施例10使用不飽和聚合物進行浸漬Laromer PO 33F通過2％的過苯甲酸叔丁基酯進行活化。將尺寸為90的定子用其浸漬，並在130℃下固化1小時。之後，將定子鋸開，檢查了樹脂的吸收情況和浸漬質量。樹脂從線圈頂部片狀剝落，並在線圈中破裂。
權利要求
1.低粘度浸漬樹脂配方，包括包含含有烯丙醚的一種不飽和聚酯樹脂的組分A，包含一種二環戊二烯封端的、不同於組分A的不飽和聚酯樹脂的組分B，包含不同於組分A和組分B的聚酯樹脂的另外一種不飽和聚合物的組分C，以及，如果期望的話，固化劑、促進劑、穩定劑、添加劑和流變添加劑。
2.權利要求1所述的浸漬樹脂配方，其特徵在於組分A含有40％-95％重量的含烯丙醚的不飽和聚酯樹脂，優選50.0％-90％重量，尤其優選60％-80％重量，組分B含有5.0％-60％的二環戊二烯封端的不飽和聚酯樹脂，優選8.0％-40％，尤其優選10％-30％，組分C含有1.0％-30％的不飽和聚合物，優選1.0％-20％，尤其優選1.0％-10％，以上百分數是基於每種情況下的完整浸漬樹脂配方。
3.前面所述的權利要求任一項的浸漬樹脂配方，其特徵在於它們的粘度低於或等於1500mPas，優選在600到1300mPas之間，尤其優選在850到1200mPas之間，包括端點在內，以上情況均在25℃條件下測定。
4.前面所述的權利要求任一項的浸漬樹脂配方，其特徵在於組分A中的不飽和聚酯樹脂含有三羥甲基丙烷單烯丙醚和/或三羥甲基丙烷二烯丙醚和/或季戊四醇三烯丙醚，以及二醇、多元醇和羧酸。
5.前面所述的權利要求任一項的浸漬樹脂配方，其特徵在於組分B中的不飽和聚酯樹脂含有二環戊二烯結構，可通過馬來酸和二環戊二烯，以及二醇、羧酸和其它由不飽和聚酯樹脂化學已知的組分的加成反應來製備。
6.前面所述的權利要求任一項的浸漬樹脂配方，其特徵在於組分C中的不飽和聚合物通過已有聚合物和含雙鍵分子的功能化來製備。
7.前面所述的權利要求任一項的浸漬樹脂配方，其特徵在於組分A、B和C是通過加入自由基引發劑而可固化成熱固性模塑材料的。
8.權利要求1至7所述的浸漬樹脂配方用於浸漬電線圈的用途。
9.如權利要求8所述的用途，用於通過浸漬、滴浸、浸漬-輥塗、澆注、真空浸漬和/或真空壓力浸漬進行電線圈的浸漬，接下來進行熱固化。
10.如權利要求8所述的用途，是通過浸漬、滴浸、浸漬-輥塗、澆注、真空浸漬和/或真空壓力浸漬進行電線圈的浸漬，接下來進行紫外光輻射固化和熱固化相結合。
11.權利要求1至7所述的浸漬樹脂配方用於生產片狀絕緣材料基本材料的用途。
12.權利要求1至7所述的浸漬樹脂配方用於對電子、混合電路、SMD模組、以及組裝印刷電路板中的印刷線路插件進行塗覆的用途。
全文摘要
本發明涉及一種浸漬樹脂配方，包括包含含有烯丙醚的一種不飽和聚酯樹脂的組分A，包含一種二環戊二烯封端的、不同於組分A的不飽和聚酯樹脂的組分B，包含不同於組分A和組分B的聚酯樹脂的另外一種不飽和聚合物的組分C，以及，如果期望的話，固化劑、促進劑、穩定劑、添加劑和流變添加劑。本發明還涉及其用於浸漬線圈，用於片狀絕緣材料基本材料的製備和用於印刷線路插件的塗覆的用途。
文檔編號H02K3/44GK1942520SQ200580011747
公開日2007年4月4日 申請日期2005年6月8日 優先權日2004年6月11日
發明者S·託特爾-柯尼希, G·黑格曼, M·阿本德羅特, K-W·利納特 申請人:阿爾特納電絕緣有限公司