阻燃環氧預浸膠及其製備方法、ghg預浸料及其製備方法
2024-02-29 15:08:15 1
阻燃環氧預浸膠及其製備方法、ghg預浸料及其製備方法
【專利摘要】本發明提供了一種阻燃環氧預浸膠以及該阻燃環氧預浸膠膠預浸GHG製備得到的GHG預浸料，所述阻燃環氧預浸膠的組成原料包括：亞胺環氧樹脂10～30份、酚醛環氧樹脂5～20份、阻燃劑10～40份、二氨基二苯碸2～10份、溶劑20～60份。本發明提供的阻燃環氧預浸膠不含滷族元素，耐熱等級可達H級，用該阻燃環氧預浸膠膠預浸GHG，製備出GHG預浸料提高了柔韌性，不掉粉，不易起拆痕，固化溫度低，固化快，儲存穩定性好，產品常溫儲存時間可達一年以上，固化後具有優異的電氣性能、粘結強度、耐熱性能和阻燃性能，阻燃性能達到UL94V-0級。
【專利說明】阻燃環氧預浸膠及其製備方法、GHG預浸料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種阻燃環氧預浸膠和一種GHG預浸料，尤其涉及一種適於電機用的阻燃環氧預浸膠及其製備方法、GHG預浸料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]聚醯亞胺薄膜無鹼玻璃布柔軟複合材料(GHG)預浸料是由聚醯亞胺薄膜兩面塗以粘合劑與無鹼玻璃布複合後浸潰H級預浸膠，經低溫半固化而形成的一種柔軟的片狀材料。所塗覆的H級耐熱樹脂在中高溫時快速固化，與底材粘結牢固，在固化過程中無低分子揮發物產生，形成收縮率極小的絕緣結構。GHG預浸料廣泛用於H級乾式變壓器的層間絕緣，H級電機的槽絕緣、襯墊絕緣和匝間絕緣。環氧樹脂由於電絕緣性好、粘接強度高、固化快、儲存穩定性好，目前GHG預浸料所用的耐熱樹脂基本上都是耐熱環氧樹脂預浸膠。但是環氧樹脂氧指數僅為19.8，屬易燃材料。隨著電力變壓器和電機等行業無滷阻燃性要求的提出，對GHG預浸料的阻燃要求隨之變高，由於GHG本身具有很好的阻燃性，所以要製備阻燃GHG預浸料的技術關鍵是要研製出無滷阻燃環氧樹脂預浸膠。
[0003]要使環氧樹脂阻燃，主要通過兩種途徑實現，即結構型和複合型。結構型是將反應性阻燃單體作為製備環氧樹脂或固化劑的原料，將阻燃元素引入環氧樹脂或固化劑的分子結構，使最終的環氧樹脂固化物具有長效、穩定的阻燃性能。大量實驗表明，環氧樹脂結構型阻燃劑阻燃效果好，但是成本高。複合型一般是用物理方法將阻燃劑加入到環氧樹脂中，具有經濟、快速的特點， 已被商家廣泛使用。添加型阻燃劑中一般帶有一定數量的滷素的功能元素，但是含滷化合物在燃燒後會產生有害氣體，影響身體和環境，因此電子電器產品要求無滷化。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於克服上述不足，提供一種H級無滷的阻燃環氧預浸膠，並用這種阻燃環氧預浸膠膠預浸GHG，製備出無滷阻燃的GHG預浸料，該GHG預浸料柔韌性好、不掉粉、不易起拆痕、固化溫度低、固化快、儲存穩定性好，固化後具有優異的電氣性能、粘結強度、耐熱性能和阻燃性能。
[0005]本發明的第一個方面是提供一種阻燃環氧預浸膠，按重量份數計，所述阻燃環氧預浸膠的組成原料包括:
[0006]
亞胺環氧樹脂10~30份；
酚醛環氧樹脂5~20份；
阻燃劑10~40份；
二氨基二苯碸2~10份；
溶劑20~60份。[0007]在一個優選的實施方式中，所述阻燃環氧預浸膠的組成原料包括:
[0008]
亞胺環氧樹脂15~25份；
酚醛環氧樹脂10~15份；
阻燃劑15-30份;
二氨基二苯碸5~8份；
溶劑30~45份。
[0009]在一個優選的實施方式中，所述阻燃環氧預浸膠的組成原料包括:
[0010]
亞胺環氧樹脂18~23份；
酚醛環氧樹脂11~13份；
阻燃劑20~25份；
二氨基二苯碸6~7份；
溶劑35~40份。
[0011 ] 優選地，所述 亞胺環氧樹脂為採用亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環氧樹脂。
[0012]進一步優選地，所述採用亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環氧樹脂中含有20~40wt%亞胺醇或亞胺酸。
[0013]優選地，所述酚醛環氧樹脂為F44和F51中的一種或兩種的混合物。
[0014]優選地，所述阻燃劑為磷系阻燃劑。
[0015]進一步優選地，所述阻燃劑為磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯磷酸三丁酯、9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)中的一種或幾種的混合物。
[0016]其中，所述溶劑為有機溶劑，可以為烷烴類溶劑、酮類溶劑、醇類溶劑、酯類溶劑、滷代燒類溶劑等。
[0017]烷烴類溶劑可以是石油醚、環己烷等。
[0018]酮類溶劑可以是丙酮等。
[0019]醇類溶劑可以是甲醇、乙醇、丙醇、異丁醇等，優選為乙醇。
[0020]酯類溶劑可以是乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯等，優選為乙酸乙酯。
[0021 ] 滷代烷類溶劑可以是二氯甲烷、氯仿等。
[0022]優選地，所述溶劑為乙醇和乙酸乙酯的混合物。
[0023]優選地，所述阻燃環氧預浸膠的組成原料包括乙醇10~30份、乙酸乙酯10~30份，進一步優選地包括:乙醇15~25份、乙酸乙酯15~20份，進一步優選地包括:乙醇18~20份、乙酸乙酯16~18份。
[0024]本發明的第二個方面是提供一種本發明第一個方面所述的阻燃環氧預浸膠的製備方法:將各組成原料混合得到阻燃環氧預浸膠。
[0025]本發明的第三個方面是提供一種GHG預浸料的製備方法，包括以下步驟:
[0026]步驟1，將本發明第一個方面所述的阻燃環氧預浸膠稀釋至所規定的粘度；[0027]步驟2，將GHG浸入到稀釋後的阻燃環氧預浸膠中，直至GHG完全浸透；
[0028]步驟3，將步驟2處理後的GHG進行烘乾處理，烘至GHG上的溶劑揮發完全，阻燃環氧預浸膠膠成半固化狀態為止，冷卻得到GHG預浸料。
[0029]優選地，所述製備方法還包括步驟4:將步驟3得到的GHG預浸料收卷、分切成規定的產品規格。
[0030]其中，步驟I中稀釋採用的溶劑可以為烷烴類溶劑、芳烴類溶劑、酮類溶劑、醇類溶劑、酯類溶劑等。
[0031]烷烴類溶劑可以是石油醚、環己烷等。
[0032]芳烴類溶劑可以是甲苯、二甲苯等。
[0033]酮類溶劑可以是丙酮等。
[0034]醇類溶劑可以是甲醇、乙醇、丙醇、異丁醇等。
[0035]酯類溶劑可以是乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯等。
[0036]優選地，步驟I中稀釋採用的溶劑為乙酸甲酯。
[0037]優選地，步驟I中所規定的粘度為12~14s/25°C。
[0038]優選地，步驟3中，烘乾處理的溫度為80~145°C，烘乾處理的時間為4~8min。
[0039]本發明的第四個方面是提供一種採用本發明第三個方面所述的製備方法製備的GHG預浸料。
[0040]本發明提供的阻燃環氧預浸膠不含滷族元素，耐熱等級可達H級，用該阻燃環氧預浸膠膠預浸GHG，製備出GHG預浸料提高了柔韌性，不掉粉，不易起拆痕，固化溫度低，固化快，儲存穩定性好，產品常溫儲存時間可達一年以上，固化後具有優異的電氣性能、粘結強度、耐熱性能和阻燃性能，阻燃性能達到UL94V-0級。
【具體實施方式】
[0041]本發明首先提供一種阻燃環氧預浸膠，按重量份計，所述阻燃環氧預浸膠由以下原料製得:亞胺環氧樹脂10~30份；酚醛環氧樹脂5~20份；阻燃劑10~40份；二氨基二苯碸2~10份；溶劑20~60份。
[0042]上述所述溶劑優選為乙醇和乙酸乙酯，所述阻燃環氧預浸膠優選地包括乙醇10~30份、乙酸乙酯10~30份。
[0043]上述所述亞胺環氧樹脂最優選為採用20~40wt%亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環氧樹脂。
[0044]上述所述酚醛環氧樹脂為F44和F51的混合物。
[0045]上述所述阻燃劑為磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯磷酸三丁酯、9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)等磷系阻燃劑中的一種或幾種混合。
[0046]本發明然後提供了 GHG預浸料的製備方法:
[0047]步驟1，將阻燃環氧預浸膠稀釋調配到規定的粘度(優選為12~14s/25°C)；
[0048]步驟2，將GHG浸入到稀釋後的阻燃環氧預浸膠中，直至GHG完全浸透；
[0049]步驟3，將步驟2處理後的GHG，放入80~145°C的流動烘箱中烘5~7min (烘箱米用分段設置溫度，兩端低溫、中間高溫，可以是90± 10 °C、115± 10 °C、135± 10 °C、135 ± I (TC、120 ± I (TC和90 ± I (TC )，烘至GHG預浸料上的溶劑揮發完全，膠成半固化狀態為止；
[0050]D、冷卻GHG預浸料、收卷、分切成規定的產品規格。
[0051]下面結合具體的實施例對本發明作進一步的說明，以更好地理解本發明。
[0052]實施例1
[0053]按重量份計，本實施例中的阻燃環氧預浸膠由以下原料混合製得:
[0054]
亞胺環氧樹脂20份；
酚醛環氧樹脂15份
甲苯基二苯基磷酸酯磷酸三丁酯 10份；
DOPP10 份；
二氨基二苯碸7份；
乙醇25份；
乙酸乙酯15份。
[0055]所述亞胺環氧樹脂為採用20~40wt%亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環氧樹脂。所述酚醛環氧樹脂為F44和F51的混合物。
[0056]將上述阻燃環氧預浸膠用乙酸乙酯調配到粘度為13s/25°C ;然後取GHG到稀釋後的阻燃環氧預浸膠中，讓GHG完全浸透；將完全浸透的GHG放入流動烘箱中烘4min(烘箱溫度設備為85 °C、11 (TC、130°C、140°C、120°C和80°C );最後冷卻得到GHG預浸料，收卷、分切成規定的產品規格。
[0057]實施例2
[0058]按重量份計，本實施例中的阻燃環氧預浸膠由以下原料混合製得:
[0059]
亞胺環氧樹脂25份；
酚醛環氧樹脂12份；
DOPP15 份；
二氨基二苯碸8份；
乙醇25份；
[0060]
乙酸乙酯15份。
[0061 ] 所述亞胺環氧樹脂為採用20~40wt%亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環氧樹脂。所述酚醛環氧樹脂為F44和F51的混合物。
[0062]將上述阻燃環氧預浸膠用乙酸乙酯調配到粘度為13s/25°C ;然後取GHG到稀釋後的阻燃環氧預浸膠中，讓GHG完全浸透；將完全浸透的GHG放入流動烘箱中烘8min(烘箱溫度設備為90°C、120°C 、140°C、140°C、120°C和80°C );最後冷卻得到GHG預浸料，收卷、分切成規定的產品規格。[0063]實施例3
[0064]按重量份計，本實施例中的阻燃環氧預浸膠由以下原料混合製得:
[0065]
亞胺環氧樹脂23份；
酚醛環氧樹脂12份；
甲苯基二苯基磷酸酯磷酸三丁酯10份；
DOPP9 份； 二氨基二苯碸6份；
乙醇20份；
乙酸乙酯20份。
[0066]所述亞胺環氧樹脂為採用20~40wt%亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環氧樹脂。所述酚醛環氧樹脂為F44和F51的混合物。
[0067]將上述阻燃環氧預浸膠用乙酸乙酯調配到粘度為13s/25°C ;然後取GHG到稀釋後的阻燃環氧預浸膠中，讓GHG完全浸透；將完全浸透的GHG放入流動烘箱中烘6min(烘箱溫度設備為80°C、IOO0C、135°C、135°C、120°C和80°C );最後冷卻得到GHG預浸料，收卷、分切成規定的產品規格。
[0068]實施例4
[0069]按重量份計，本實施例中的阻燃環氧預浸膠由以下原料混合製得:
[0070]
亞胺環氧樹脂18份；
酚醛環氧樹脂14份;
甲苯基二苯基磷酸酯磷酸三丁酯 15份；
[0071]
DOPP2份；
二氨基二苯碸6份；
乙醇20份；
乙酸乙酯20份。
[0072]所述亞胺環氧樹脂為採用20~40wt%亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環氧樹脂。所述酚醛環氧樹脂為F44和F51的混合物。
[0073]將上述阻燃環氧預浸膠用乙酸乙酯調配到粘度為13s/25°C ;然後取GHG到稀釋後的阻燃環氧預浸膠中，讓GHG完全浸透；將完全浸透的GHG放入流動烘箱中烘6min(烘箱溫度設備為80°C、IOO0C、135°C、135°C、120°C和80°C );最後冷卻得到GHG預浸料，收卷、分切成規定的產品規格。
[0074]實施例5
[0075]按重量份計，本實施例中的阻燃環氧預浸膠由以下原料混合製得:[0076]
亞胺環氧樹脂15份；
酚醛環氧樹脂10份；
甲苯基二苯基磷酸酯磷酸三丁酯5份；
DOPP23 份；
二氨基二苯碸6份；
乙醇20份；
乙酸乙酯20份。
[0077]所述亞胺環氧樹脂為採用20~40wt%亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環氧樹脂。所述酚醛環氧樹脂為F44和F51的混合物。
[0078]將上述阻燃環氧預浸膠用乙酸乙酯調配到粘度為13s/25°C ;然後取GHG到稀釋後的阻燃環氧預浸膠中，讓GHG完全浸透；將完全浸透的GHG放入流動烘箱中烘6min(烘箱溫度設備為80°C、IOO0C、135°C、135°C、120°C和80°C );最後冷卻得到GHG預浸料，收卷、分切成規定的產品規格。
[0079]對比例1:對比例I與本發明提供的阻燃環氧預浸膠的不同之處在於:用雙酚A型環氧樹脂替換本發明中的亞胺環氧樹脂和酚醛環氧樹脂。
[0080]對比例2:對比例2與本發明提供的GHG預浸料的不同之處在於，採用DMD (聚酯非織布聚酯薄膜柔軟複合材料)替換本發明中的GHG，製得DMD預浸料。
[0081]對比例3為採用對比例I提供的阻燃環氧預浸膠製備的GHG預浸料。
[0082]1、表面觀察:本發明實施例1~5提供的GHG預浸料表面平整，無明顯的樹脂不均勻及影響使用的雜質，開卷時沒有粘接損傷表面，無折傷、皺摺和掉粉。
[0083]2、對本發明實施例1~5和對比例I提供的阻燃環氧預浸膠耐熱性能進行檢測，結果如表1所示。
[0084]表1阻燃環氧預浸膠耐熱性能檢測結果
[0085]
【權利要求】
1.一種阻燃環氧預浸膠，其特徵在於，按重量份數計，所述阻燃環氧預浸膠的組成原料包括:亞胺環氧樹脂10~30份；酚醛環氧樹脂5~20份；阻燃劑10~40份；二氨基二苯碸2~10份；溶劑20~60份。
2.根據權利要求1所述的阻燃環氧預浸膠，其特徵在於，按重量份數計，所述阻燃環氧預浸膠的組成原料包括:亞胺環氧樹脂15-25份；酚醛環氧樹脂10~15份；阻燃劑15-30份；二氨基二苯碸5~8份；溶劑30-45份。
3.根據權利要求 1或2所述的阻燃環氧預浸膠，其特徵在於，所述亞胺環氧樹脂為採用亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環氧樹脂。
4.根據權利要求1或2所述的阻燃環氧預浸膠，其特徵在於，所述酚醛環氧樹脂為F44和F51中的一種或兩種的混合物。
5.根據權利要求1或2所述的阻燃環氧預浸膠，其特徵在於，所述阻燃劑為磷系阻燃劑。
6.根據權利要求5所述的阻燃環氧預浸膠，其特徵在於，所述阻燃劑為磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯磷酸三丁酯、9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物中的一種或幾種的混合物。
7.—種權利要求1所述的阻燃環氧預浸膠的製備方法，其特徵在於，將各組成原料混合得到阻燃環氧預浸膠。
8.—種GHG預浸料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟1，將權利要求1所述的阻燃環氧預浸膠稀釋至所規定的粘度； 步驟2，將聚醯亞胺薄膜無鹼玻璃布柔軟複合材料浸入到稀釋後的阻燃環氧預浸膠中，直至聚醯亞胺薄膜無鹼玻璃布柔軟複合材料完全浸透； 步驟3，將步驟2處理後的聚醯亞胺薄膜無鹼玻璃布柔軟複合材料進行烘乾處理，烘至聚醯亞胺薄膜無鹼玻璃布柔軟複合材料上的溶劑揮發完全，阻燃環氧預浸膠膠成半固化狀態為止，冷卻得到GHG預浸料。
9.根據權利要求8所述的製備方法，其特徵在於，步驟3中，烘乾處理的溫度為80~145°C,烘乾處理的時間為4~8min。
10.一種權利要求8或9所述製備方法製備的GHG預浸料。
【文檔編號】C08K5/53GK103740061SQ201410004976
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月2日 優先權日:2014年1月2日
【發明者】鄒家桂, 張杰元, 王君, 劉彥坤 申請人:廣州貝特電氣科技有限公司