高壓電開關用注射環氧樹脂的制造方法技術

本發明專利技術公開了一種高壓電開關用注射環氧樹脂及其制造方法，用雙酚Ａ和環氧氯丙烷作主要原料先合成樹脂中間體，然后加入０．０１％～５％（重量）的改性劑叔胺、叔膦、季胺鹽或季磷鹽化合物，在６０～６５℃溫度下反應０．５～２．０小時，及環氧值為０．５０～０．５３ｅｑ／１００ｇ的樹脂產品，解決了現有技術中合成注射性樹脂困難并滿足了壓力注射對樹脂的特殊要求等問題，樹脂產品成型后具有優良的電氣性能、機械性能、耐候性及耐熱性，可廣泛用于注射成型各類耐高壓電器元件。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種高壓電開關用注射環氧樹脂的制造方法，尤其是一種SF6高壓電開關用注射環氧樹脂的制造方法。在現有技術中，已有一些關于注射環氧樹脂制造方法的報導，但尚未見到用環已烷類衍生物改性環氧樹脂這種方法來制造注射用環氧樹脂的文獻。在國內，上海華通開關廠根據拜耳公司1973年發表的資料開展研究，1986年結合ABB公司的中壓SF6開關制造技術，在Ciba-Geigy公司的指導下，使用該公司的Cy-225和Hy-925樹脂系統制備注射用樹脂，在國內規模生產和推廣應用。華通開關廠進行的配方性試驗研究中，一是在6101樹脂中混入672樹脂，用METHPA為固化劑，二是用嘉興生產的E型環氧樹脂和固化劑，三是用石家莊惠利有限公司生產的E型環氧樹脂和固化劑制造注射樹脂，均未全部獲得成功，90年代上海交大與申請人合作，采用添加增韌劑的方法改性基礎BPA型環氧樹脂，其應用也未成功。申請人在專利申請號為98112463.1的專利申請中，采用雙酚A及環氧氯丙烷作為主要原料，并用含環氧基的環氧烷烴和環氧鏈烴為改性劑先合成環氧值為0.42～0.53eq/100g的樹脂中間體，然后再用雙酚A與樹脂中間體在催化劑作用下反應制得環氧值為0.20～0.28eq/100g的樹脂產品，因產品環氧值較低、分子量偏高而不適用于注射方法制造高壓電開關。本專利技術的目的在于制造一種適用于注射加工成型工藝、具有優良物理機械性能和電氣性能，并具有相應優異的成型加工性能、適用于高壓電開關用的注射成型環氧樹脂。為了達到上述目的，本專利技術采用了如下的技術方案用雙酚A和環氧氯丙烷作主要原料，先按環氧氯丙烷苛性堿改性劑1雙酚A的摩爾比為6.0～9.0∶1.9～2.5∶0.4～1.5∶1.0的比例，經催化醚化、合成雙酚A氯醇體、加熱反應合成環氧值為0.50～0.53eq/100g的樹脂中間體，然后按樹脂中間體總重量的0.01％～5％定量加入改性劑2叔胺、叔膦、季銨鹽、季鱗鹽化合物的一種或幾種任意比例的混合物，在60～65℃的溫度下攪拌反應0.5～2.0小時，得環氧值為0.50～0.53eq/100g的環氧樹脂產品。在實施本專利技術的過程中，其具體的反應步驟和操作方法為(1)合成樹脂中間體樹脂中間體的組分及配比(mol)為環氧氯丙烷苛性堿改性劑1雙酚A為6.0～9.0∶1.9～2.5∶0.4～1.5∶1.0。按以下步驟進行先按計量加入雙酚A、改性劑1及總量3％～4％的苛性堿于反應器中，在60±3℃的溫度下催化醚反應3小時，然后按計量加入環氧氯丙烷及總量75％～80％的苛性堿，在66±3℃的溫度和-0.080～-0.085Mpa的真空下反應2小時，脫水得雙酚A氯醇體，回收環氧氯丙烷，甲苯溶解，然后再加入余量苛性堿，在85～88℃的溫度下反應1小時左右，得環氧值為0.50～0.53eq/100g的樹脂中間體，經脫鹽、水洗、回收甲苯；(2)加入樹脂中間體總重量0.01％～5％的改性劑2，在60～65℃的溫度下，開啟攪拌，反應0.5～2.0小時，即得環氧值為0.50～0.53eq/100g的環氧樹脂。在實施本專利技術的過程中，合成樹脂中間體時，應控制好環氧氯丙烷的用量，以環氧氯丙烷與雙酚A的摩爾比為6.0～9.0∶1.0為宜，環氧氯丙烷的用量不要過高或過低，若環氧氯丙烷的用量過低，則所形成的樹脂中間體環氧值偏低，從而影響成品樹脂的物理機械性能，產品的環氧值隨著環氧氯丙烷對雙酚A的比值增大而提高，但當其比值過高時，則環氧值的增加趨勢漸趨平緩，因而沒有必要加入過多的環氧氯丙烷。改性劑1一般采用環氧環已烷或環氧丙烷，改性劑1的加入量要適當，改性劑1與雙酚A的摩爾比最好在0.6～0.8∶1.0的范圍內，但一般可以在0.4～1.5∶1.0的范圍內選用，改性劑1用量太大則超過反應能力，造成不必要的浪費；改性劑1用量過低，則起不到調整環氧樹脂組成、改變產品活性以提高鑄件強度的目的。本專利技術的改性劑1可以在含有環氧基的環氧環烷烴、環氧鏈烴的很寬范圍內選用，可以使用這兩類化合物中任何一種或幾種任意比例的混合物，均可以起到理想的效果，例如環氧乙烷、環氧丙烷、環氧環丙烷及環氧環己烷等，但最好采用環氧環己烷和環氧丙烷其中的一種或其混合物，其反應效果好且原料價廉易得。本專利技術較好的技術方案可以是合成樹脂終產品時采用的改性劑2，優先選用三乙醇胺、三苯基膦、四甲基氯化銨或三苯基正丁基溴化鱗，這些化合物可以更加有效地提高高溫下樹脂固化反應的活性，利于樹脂分子中的環氧基開環，而且原料價廉易得，產品成本低；在實施過程中，可以采用前述化合物的一種、兩種或更多種的混合物作改性劑2，只要在適當的用量范圍內，均可以起到同樣的效果。與現有技術相比，本專利技術具有以下明顯的優點1、樹脂粘度低，故在注射成型工藝中注射機中輸送方便，高溫反應活性高，可快速固化，一般只需15～30分鐘便可完成整個膠凝化(預固化)過程，因而使用方便，省時省力，工作效率高。樹脂的性能指標與Ciba樹脂性能相近，具體性能數據列于表1。表1樹脂性能對比表<tables id="table1" num="001"><table width="532">性能項目Ciba產品本產品測試標準粘度，MPa,S,25℃60℃≤8500～150015008300～14501500GB12007.4密度，g/cm3,25℃60℃1.15～1.201.12～1.171.15～1.191.11～1.17GB12007.5環氧值，eq/100g0.51～0.530.50～0.53GB4612閃點， ℃≥135135GB6489.4-86蒸氣壓，mbar,25℃60℃1×10-61×10-61×10-61×10-6攻關標準</table></tables>2、樹脂產品質量好，其工藝性能可以滿足壓力注射對樹脂的特殊要求，其試驗數據與Ciba樹脂進行對比見表2至表4。表2樹脂粘度對比表<tables id="table2" num="002"><table width="514">材料溫度(℃)Ciba粘度(MPa·s)本產品粘度(Mpa·s)樹脂2045656700038002800485003500固化劑20630570樹脂加填料507580908100042000295002400061000350001875016250固化劑加填料507085956500038000300001800062500360002900016500</table></tables>表3樹脂外觀對比表<tables id="table3" num="003"><table width="514">分類性能樹脂固化劑Ciba本產品Ciba本產品色澤無色透明的粘稠液體。敞口放置后表面會發白變渾濁略帶淺黃綠色粘稠液體淺棕色液體淺棕色液體，但稍重于HY925，敞口放置后易吸潮且表面有結晶析出</table></tables>表4樹脂膠凝時間(烘箱法)對比表<tables id="table4" num="004"><table width本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓電開關用注射環氧樹脂的制造方法，用雙酚Ａ和環氧氯丙烷作主要原料，先按環氧氯丙烷∶苛性堿∶改性劑∶雙酚Ａ的摩爾比為６．０～９．０∶１．９～２．５∶０．４～１．５∶１．０的比例，經催化醚化、合成雙酚Ａ氯醇體、加熱反應合成樹脂中間體，然后在加熱情況下用催化劑或促進劑合成樹脂產品，本專利技術的特征在于： （１）樹脂中間體的環氧值為０．５０～０．５３ｅｑ／１００ｇ； （２）按樹脂中間體總重量的０．０１％～５％定量加入改性劑叔胺、叔膦、季胺鹽、季磷鹽化合物的一種或幾種任意比例的混合物，在６０～６５℃的溫度下攪拌反應０．５～２．０小時，得環氧值為０．５０～０．５３ｅｑ／１００ｇ的環氧樹脂產品。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：何愈，陳湘，
申請(專利權)人：巴陵石化岳陽石油化工總廠，
類型：發明
國別省市：43[中國|湖南]