阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠及其制備方法、ghg預(yù)浸料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠以及該阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠膠預(yù)浸GHG制備得到的GHG預(yù)浸料，所述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠的組成原料包括：亞胺環(huán)氧樹脂10～30份、酚醛環(huán)氧樹脂5～20份、阻燃劑10～40份、二氨基二苯砜2～10份、溶劑20～60份。本發(fā)明提供的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠不含鹵族元素，耐熱等級(jí)可達(dá)H級(jí)，用該阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠膠預(yù)浸GHG，制備出GHG預(yù)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(chǔ)存穩(wěn)定性好，產(chǎn)品常溫儲(chǔ)存時(shí)間可達(dá)一年以上，固化后具有優(yōu)異的電氣性能、粘結(jié)強(qiáng)度、耐熱性能和阻燃性能，阻燃性能達(dá)到UL94V-0級(jí)。
【專利說明】阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠及其制備方法、GHG預(yù)浸料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠和一種GHG預(yù)浸料，尤其涉及一種適于電機(jī)用的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠及其制備方法、GHG預(yù)浸料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酰亞胺薄膜無堿玻璃布柔軟復(fù)合材料(GHG)預(yù)浸料是由聚酰亞胺薄膜兩面涂以粘合劑與無堿玻璃布復(fù)合后浸潰H級(jí)預(yù)浸膠，經(jīng)低溫半固化而形成的一種柔軟的片狀材料。所涂覆的H級(jí)耐熱樹脂在中高溫時(shí)快速固化，與底材粘結(jié)牢固，在固化過程中無低分子揮發(fā)物產(chǎn)生，形成收縮率極小的絕緣結(jié)構(gòu)。GHG預(yù)浸料廣泛用于H級(jí)干式變壓器的層間絕緣，H級(jí)電機(jī)的槽絕緣、襯墊絕緣和匝間絕緣。環(huán)氧樹脂由于電絕緣性好、粘接強(qiáng)度高、固化快、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，目前GHG預(yù)浸料所用的耐熱樹脂基本上都是耐熱環(huán)氧樹脂預(yù)浸膠。但是環(huán)氧樹脂氧指數(shù)僅為19.8，屬易燃材料。隨著電力變壓器和電機(jī)等行業(yè)無鹵阻燃性要求的提出，對(duì)GHG預(yù)浸料的阻燃要求隨之變高，由于GHG本身具有很好的阻燃性，所以要制備阻燃GHG預(yù)浸料的技術(shù)關(guān)鍵是要研制出無鹵阻燃環(huán)氧樹脂預(yù)浸膠。
[0003]要使環(huán)氧樹脂阻燃，主要通過兩種途徑實(shí)現(xiàn)，即結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型。結(jié)構(gòu)型是將反應(yīng)性阻燃單體作為制備環(huán)氧樹脂或固化劑的原料，將阻燃元素引入環(huán)氧樹脂或固化劑的分子結(jié)構(gòu)，使最終的環(huán)氧樹脂固化物具有長(zhǎng)效、穩(wěn)定的阻燃性能。大量實(shí)驗(yàn)表明，環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)型阻燃劑阻燃效果好，但是成本高。復(fù)合型一般是用物理方法將阻燃劑加入到環(huán)氧樹脂中，具有經(jīng)濟(jì)、快速的特點(diǎn)， 已被商家廣泛使用。添加型阻燃劑中一般帶有一定數(shù)量的鹵素的功能元素，但是含鹵化合物在燃燒后會(huì)產(chǎn)生有害氣體，影響身體和環(huán)境，因此電子電器產(chǎn)品要求無鹵化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種H級(jí)無鹵的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠，并用這種阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠膠預(yù)浸GHG，制備出無鹵阻燃的GHG預(yù)浸料，該GHG預(yù)浸料柔韌性好、不掉粉、不易起拆痕、固化溫度低、固化快、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，固化后具有優(yōu)異的電氣性能、粘結(jié)強(qiáng)度、耐熱性能和阻燃性能。
[0005]本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠，按重量份數(shù)計(jì)，所述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠的組成原料包括:
[0006]
亞胺環(huán)氧樹脂10~30份；
酚醛環(huán)氧樹脂5~20份；
阻燃劑10~40份；
二氨基二苯砜2~10份；
溶劑20~60份。[0007]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠的組成原料包括:
[0008]
亞胺環(huán)氧樹脂15~25份；
酚醛環(huán)氧樹脂10~15份；
阻燃劑15-30份;
二氨基二苯砜5~8份；
溶劑30~45份。
[0009]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠的組成原料包括:
[0010]
亞胺環(huán)氧樹脂18~23份；
酚醛環(huán)氧樹脂11~13份；
阻燃劑20~25份；
二氨基二苯砜6~7份；
溶劑35~40份。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述 亞胺環(huán)氧樹脂為采用亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環(huán)氧樹脂。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述采用亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環(huán)氧樹脂中含有20~40wt%亞胺醇或亞胺酸。
[0013]優(yōu)選地，所述酚醛環(huán)氧樹脂為F44和F51中的一種或兩種的混合物。
[0014]優(yōu)選地，所述阻燃劑為磷系阻燃劑。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)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(jī)溶劑，可以為烷烴類溶劑、酮類溶劑、醇類溶劑、酯類溶劑、鹵代燒類溶劑等。
[0017]烷烴類溶劑可以是石油醚、環(huán)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(yōu)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(yōu)選為乙酸乙酯。
[0021 ] 鹵代烷類溶劑可以是二氯甲烷、氯仿等。
[0022]優(yōu)選地，所述溶劑為乙醇和乙酸乙酯的混合物。
[0023]優(yōu)選地，所述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠的組成原料包括乙醇10~30份、乙酸乙酯10~30份，進(jìn)一步優(yōu)選地包括:乙醇15~25份、乙酸乙酯15~20份，進(jìn)一步優(yōu)選地包括:乙醇18~20份、乙酸乙酯16~18份。
[0024]本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種本發(fā)明第一個(gè)方面所述的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠的制備方法:將各組成原料混合得到阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠。
[0025]本發(fā)明的第三個(gè)方面是提供一種GHG預(yù)浸料的制備方法，包括以下步驟:
[0026]步驟1，將本發(fā)明第一個(gè)方面所述的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠稀釋至所規(guī)定的粘度；[0027]步驟2，將GHG浸入到稀釋后的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠中，直至GHG完全浸透；
[0028]步驟3，將步驟2處理后的GHG進(jìn)行烘干處理，烘至GHG上的溶劑揮發(fā)完全，阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠膠成半固化狀態(tài)為止，冷卻得到GHG預(yù)浸料。
[0029]優(yōu)選地，所述制備方法還包括步驟4:將步驟3得到的GHG預(yù)浸料收卷、分切成規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)格。
[0030]其中，步驟I中稀釋采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(huán)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(yōu)選地，步驟I中稀釋采用的溶劑為乙酸甲酯。
[0037]優(yōu)選地，步驟I中所規(guī)定的粘度為12~14s/25°C。
[0038]優(yōu)選地，步驟3中，烘干處理的溫度為80~145°C，烘干處理的時(shí)間為4~8min。
[0039]本發(fā)明的第四個(gè)方面是提供一種采用本發(fā)明第三個(gè)方面所述的制備方法制備的GHG預(yù)浸料。
[0040]本發(fā)明提供的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠不含鹵族元素，耐熱等級(jí)可達(dá)H級(jí)，用該阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠膠預(yù)浸GHG，制備出GHG預(yù)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(chǔ)存穩(wěn)定性好，產(chǎn)品常溫儲(chǔ)存時(shí)間可達(dá)一年以上，固化后具有優(yōu)異的電氣性能、粘結(jié)強(qiáng)度、耐熱性能和阻燃性能，阻燃性能達(dá)到UL94V-0級(jí)。
【具體實(shí)施方式】
[0041]本發(fā)明首先提供一種阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠，按重量份計(jì)，所述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠由以下原料制得:亞胺環(huán)氧樹脂10~30份；酚醛環(huán)氧樹脂5~20份；阻燃劑10~40份；二氨基二苯砜2~10份；溶劑20~60份。
[0042]上述所述溶劑優(yōu)選為乙醇和乙酸乙酯，所述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠優(yōu)選地包括乙醇10~30份、乙酸乙酯10~30份。
[0043]上述所述亞胺環(huán)氧樹脂最優(yōu)選為采用20~40wt%亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環(huán)氧樹脂。
[0044]上述所述酚醛環(huán)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(fā)明然后提供了 GHG預(yù)浸料的制備方法:
[0047]步驟1，將阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠稀釋調(diào)配到規(guī)定的粘度(優(yōu)選為12~14s/25°C)；
[0048]步驟2，將GHG浸入到稀釋后的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠中，直至GHG完全浸透；
[0049]步驟3，將步驟2處理后的GHG，放入80~145°C的流動(dòng)烘箱中烘5~7min (烘箱米用分段設(shè)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(yù)浸料上的溶劑揮發(fā)完全，膠成半固化狀態(tài)為止；
[0050]D、冷卻GHG預(yù)浸料、收卷、分切成規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)格。
[0051]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，以更好地理解本發(fā)明。
[0052]實(shí)施例1
[0053]按重量份計(jì)，本實(shí)施例中的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠由以下原料混合制得:
[0054]
亞胺環(huán)氧樹脂20份；
酚醛環(huán)氧樹脂15份
甲苯基二苯基磷酸酯磷酸三丁酯 10份；
DOPP10 份；
二氨基二苯砜7份；
乙醇25份；
乙酸乙酯15份。
[0055]所述亞胺環(huán)氧樹脂為采用20~40wt%亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環(huán)氧樹脂。所述酚醛環(huán)氧樹脂為F44和F51的混合物。
[0056]將上述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠用乙酸乙酯調(diào)配到粘度為13s/25°C ;然后取GHG到稀釋后的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠中，讓GHG完全浸透；將完全浸透的GHG放入流動(dòng)烘箱中烘4min(烘箱溫度設(shè)備為85 °C、11 (TC、130°C、140°C、120°C和80°C );最后冷卻得到GHG預(yù)浸料，收卷、分切成規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)格。
[0057]實(shí)施例2
[0058]按重量份計(jì)，本實(shí)施例中的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠由以下原料混合制得:
[0059]
亞胺環(huán)氧樹脂25份；
酚醛環(huán)氧樹脂12份；
DOPP15 份；
二氨基二苯砜8份；
乙醇25份；
[0060]
乙酸乙酯15份。
[0061 ] 所述亞胺環(huán)氧樹脂為采用20~40wt%亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環(huán)氧樹脂。所述酚醛環(huán)氧樹脂為F44和F51的混合物。
[0062]將上述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠用乙酸乙酯調(diào)配到粘度為13s/25°C ;然后取GHG到稀釋后的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠中，讓GHG完全浸透；將完全浸透的GHG放入流動(dòng)烘箱中烘8min(烘箱溫度設(shè)備為90°C、120°C 、140°C、140°C、120°C和80°C );最后冷卻得到GHG預(yù)浸料，收卷、分切成規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)格。[0063]實(shí)施例3
[0064]按重量份計(jì)，本實(shí)施例中的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠由以下原料混合制得:
[0065]
亞胺環(huán)氧樹脂23份；
酚醛環(huán)氧樹脂12份；
甲苯基二苯基磷酸酯磷酸三丁酯10份；
DOPP9 份； 二氨基二苯砜6份；
乙醇20份；
乙酸乙酯20份。
[0066]所述亞胺環(huán)氧樹脂為采用20~40wt%亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環(huán)氧樹脂。所述酚醛環(huán)氧樹脂為F44和F51的混合物。
[0067]將上述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠用乙酸乙酯調(diào)配到粘度為13s/25°C ;然后取GHG到稀釋后的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠中，讓GHG完全浸透；將完全浸透的GHG放入流動(dòng)烘箱中烘6min(烘箱溫度設(shè)備為80°C、IOO0C、135°C、135°C、120°C和80°C );最后冷卻得到GHG預(yù)浸料，收卷、分切成規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)格。
[0068]實(shí)施例4
[0069]按重量份計(jì)，本實(shí)施例中的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠由以下原料混合制得:
[0070]
亞胺環(huán)氧樹脂18份；
酚醛環(huán)氧樹脂14份;
甲苯基二苯基磷酸酯磷酸三丁酯 15份；
[0071]
DOPP2份；
二氨基二苯砜6份；
乙醇20份；
乙酸乙酯20份。
[0072]所述亞胺環(huán)氧樹脂為采用20~40wt%亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環(huán)氧樹脂。所述酚醛環(huán)氧樹脂為F44和F51的混合物。
[0073]將上述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠用乙酸乙酯調(diào)配到粘度為13s/25°C ;然后取GHG到稀釋后的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠中，讓GHG完全浸透；將完全浸透的GHG放入流動(dòng)烘箱中烘6min(烘箱溫度設(shè)備為80°C、IOO0C、135°C、135°C、120°C和80°C );最后冷卻得到GHG預(yù)浸料，收卷、分切成規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)格。
[0074]實(shí)施例5
[0075]按重量份計(jì)，本實(shí)施例中的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠由以下原料混合制得:[0076]
亞胺環(huán)氧樹脂15份；
酚醛環(huán)氧樹脂10份；
甲苯基二苯基磷酸酯磷酸三丁酯5份；
DOPP23 份；
二氨基二苯砜6份；
乙醇20份；
乙酸乙酯20份。
[0077]所述亞胺環(huán)氧樹脂為采用20~40wt%亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環(huán)氧樹脂。所述酚醛環(huán)氧樹脂為F44和F51的混合物。
[0078]將上述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠用乙酸乙酯調(diào)配到粘度為13s/25°C ;然后取GHG到稀釋后的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠中，讓GHG完全浸透；將完全浸透的GHG放入流動(dòng)烘箱中烘6min(烘箱溫度設(shè)備為80°C、IOO0C、135°C、135°C、120°C和80°C );最后冷卻得到GHG預(yù)浸料，收卷、分切成規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)格。
[0079]對(duì)比例1:對(duì)比例I與本發(fā)明提供的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠的不同之處在于:用雙酚A型環(huán)氧樹脂替換本發(fā)明中的亞胺環(huán)氧樹脂和酚醛環(huán)氧樹脂。
[0080]對(duì)比例2:對(duì)比例2與本發(fā)明提供的GHG預(yù)浸料的不同之處在于，采用DMD (聚酯非織布聚酯薄膜柔軟復(fù)合材料)替換本發(fā)明中的GHG，制得DMD預(yù)浸料。
[0081]對(duì)比例3為采用對(duì)比例I提供的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠制備的GHG預(yù)浸料。
[0082]1、表面觀察:本發(fā)明實(shí)施例1~5提供的GHG預(yù)浸料表面平整，無明顯的樹脂不均勻及影響使用的雜質(zhì)，開卷時(shí)沒有粘接損傷表面，無折傷、皺折和掉粉。
[0083]2、對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1~5和對(duì)比例I提供的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠耐熱性能進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表1所示。
[0084]表1阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠耐熱性能檢測(cè)結(jié)果
[0085]
【權(quán)利要求】
1.一種阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠，其特征在于，按重量份數(shù)計(jì)，所述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠的組成原料包括:亞胺環(huán)氧樹脂10~30份；酚醛環(huán)氧樹脂5~20份；阻燃劑10~40份；二氨基二苯砜2~10份；溶劑20~60份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠，其特征在于，按重量份數(shù)計(jì)，所述阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠的組成原料包括:亞胺環(huán)氧樹脂15-25份；酚醛環(huán)氧樹脂10~15份；阻燃劑15-30份；二氨基二苯砜5~8份；溶劑30-45份。
3.根據(jù)權(quán)利要求 1或2所述的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠，其特征在于，所述亞胺環(huán)氧樹脂為采用亞胺醇或亞胺酸改性的雙酚A型環(huán)氧樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠，其特征在于，所述酚醛環(huán)氧樹脂為F44和F51中的一種或兩種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠，其特征在于，所述阻燃劑為磷系阻燃劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠，其特征在于，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(quán)利要求1所述的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠的制備方法，其特征在于，將各組成原料混合得到阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠。
8.—種GHG預(yù)浸料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，將權(quán)利要求1所述的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠稀釋至所規(guī)定的粘度； 步驟2，將聚酰亞胺薄膜無堿玻璃布柔軟復(fù)合材料浸入到稀釋后的阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠中，直至聚酰亞胺薄膜無堿玻璃布柔軟復(fù)合材料完全浸透； 步驟3，將步驟2處理后的聚酰亞胺薄膜無堿玻璃布柔軟復(fù)合材料進(jìn)行烘干處理，烘至聚酰亞胺薄膜無堿玻璃布柔軟復(fù)合材料上的溶劑揮發(fā)完全，阻燃環(huán)氧預(yù)浸膠膠成半固化狀態(tài)為止，冷卻得到GHG預(yù)浸料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟3中，烘干處理的溫度為80~145°C,烘干處理的時(shí)間為4~8min。
10.一種權(quán)利要求8或9所述制備方法制備的GHG預(yù)浸料。
【文檔編號(hào)】C08K5/53GK103740061SQ201410004976
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】鄒家桂, 張杰元, 王君, 劉彥坤 申請(qǐng)人:廣州貝特電氣科技有限公司