[发明专利]一种基于互穿网络技术的真空压力浸渍树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子聚合物电气绝缘材料及其制备方法，本技术属于热固性树脂领域。按本发明所制备的互穿网络聚合物主要用于大中型高压电机线棒、定子线圈及其他电机电器部件的浸渍以及真空压力浸渍方式。

背景技术

随着社会、科技、经济的高速发展，电力供需矛盾日益加剧，对大容量电机的需求也日益增加。近年来随着发电容量增加发电机越造越大，对发电机技术要求也越来越高，尤其是对发电机的主绝缘材料提出了更高的要求，一方面容量增大，电机体积庞大，因此要求结构更加紧凑，尽量少增加绝缘的厚度，另一方面大电机工作环境恶劣，这就要求绝缘材料具有更好的绝缘和耐湿热性能；同时要求制造过程环保，对环境友好。因此，现代社会环保节能意识逐渐增强，也使现有绝缘材料面临着新的挑战。有关科技人员一直在竞相研制或改进新的主绝缘材料，以提高主绝缘性能，使电机具有更大市场竞争力。目前生产大型发电机的定子线圈等绝缘部件主要采用真空压力浸渍(V.P.I.)技术。其中，真空压力浸渍树脂对绝缘性能起着决定性的作用。

目前真空压力浸渍树脂产品主要有两大类：

一是以西屋公司53841PU和WT和ABB公司EP-190为代表的环氧酸酐苯乙烯体系。U.S.5106924公开了一种环氧酯/苯乙烯浸渍树脂及制备方法。该浸渍树脂是首先使环氧和马来酸酐在催化剂的作用下在一定条件下生成环氧二酯预聚物，然后加入苯乙烯等稀释作为A组分；另外将一定量的酸酐固化剂、促进剂和交联剂等作为B组分，使用时将A、B组分按比例混合制得VPI树脂。在体系中使用大量的苯乙烯作为活性稀释剂。西屋公司自七十年代使用该专利配方一直到90年代末才有进一步的改进。ABB公司的浸渍树脂EP-190也属环氧酸酐苯乙烯体系，自1965年起使用至今。此类产品中的主要问题：

(1)不可避免挥发性苯乙烯对环境的污染和人身健康的损害；

(2)在体系中采用过氧化物引发苯乙烯自由基聚合，体系不稳定，在贮存和使用过程中有自聚和爆聚的危险；

(3)真空浸渍后树脂的流失问题；

(4)苯乙烯的加入阻碍了绝缘的热变形温度提高；

(5)高温介质损耗比较高(约6.5％/150℃)限制了其在高温电机的使用，同时也存在长期工作会导致绝缘破坏的隐患。

二是以西门子(ET884)和三菱电机公司为代表的单纯环氧酸酐类体系。西门子在60年代开发了Micalastic绝缘，浸渍树脂为双酚A低分子量环氧和液体酸酐。该双组份配合后粘度较大，需提高温度至60-70℃粘度较低时才适合绝缘浸渍。该体系要求少胶粉云母带粘合树脂采用互相不反应的脂环族环氧(如CY-179或CY-175Ciba公司牌号)和胺类促进剂以保证少胶粉云母带有足够长的贮存期。三菱电机公司的绝缘技术也是从西屋公司引进，1954年开始实际应用。70年代宣称已发展为环氧树脂真空浸渍树脂。

另外有其他浸渍树脂主要包括：一般耐热用不饱和聚酯树脂，环氧改性不饱和聚酯树脂(不含酸酐)和亚胺改性不饱和聚酯树脂。主要用于一般小电机，却没有被大电机制造公司所采用。

八十年代国外公布了大量的浸渍树脂专利配方，在国内外市场拉动下，我国研究者也对VPI浸渍树脂体系进行了一些研究和开发，并仿制西门子等公司技术推出了一些产品。但产品质量档次比较低，而且缺乏自主产权。

针对市场上浸渍树脂产品的缺陷及真空压力浸渍工艺和大容量电机绝缘和工作环境的要求，研究者进行了大量的研究工作探索改善浸渍树脂的性能的方法。主要包括对活性稀释剂的研究与改性。目前用作浸渍树脂改性的活性稀释剂主要是单或者双官能团的低分子物质，如在U.S.6140590，U.S.4113791，U.S.6384152，U.S.4603182等美国专利中都可以找到相关的说明。公开号CN1865314的专利也公开了一种利用硅氧烷活性稀释剂改性脂环族环氧树脂的真空压力浸渍树脂。而用三或者多官能团的低分子物质作为活性稀释剂的研究很少。一般来说，加入单或者双官能团稀释剂的浸渍树脂可能带来加工、环保或者某些性能上的缺陷。所以研究和开发一种综合性能优良的VPI浸渍树脂具有重要的使用价值。

发明内容