(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 107057623 A(43)申请公布日 2017.08.18
(21)申请号 201710364008.X(22)申请日 2017.05.22
(71)申请人 重庆江川化工（集团）有限公司
地址 402660 重庆市潼南县工业园区A3-1/
01号地块（健能绿都1号楼商业门面二层E轴线-31轴线）(72)发明人 杨兴兵 彭科福 彭源源 彭秋霞
车志文 张维向 (74)专利代理机构 重庆信航知识产权代理有限
公司 50218
代理人 穆祥维(51)Int.Cl.
C09J 163/00(2006.01)C09J 11/04(2006.01)C09J 11/06(2006.01)
权利要求书2页 说明书6页
C09J 11/08(2006.01)
CN 107057623 A(54)发明名称
一种互感器大体积灌装专用环氧灌封胶及制备方法和应用(57)摘要
本发明提供一种互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，由A组分和B组分组成，A组分包括以下重量份的原料：第一环氧树脂450～550份、第二环氧树脂200～450份、活性增韧剂20～60份、第一导热填料10～50份、填料100～200份；B组分包括以下重量份的原料：改性固化剂260～400份、固化剂50～200份、增韧剂10～30份、颜料2～5份、消泡剂2～5份、第一防沉剂10～50份、附着力促进剂0.6～2份、第二导热填料400～550份。本发明还提供一种互感器大体积灌装专用环氧灌封胶制备方法和应用。本发明提供的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，大体积灌装时体系散热快，灌装成型后产品不开裂，产品电绝缘性能优异。
CN 107057623 A
权 利 要 求 书
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1.一种互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，其特征在于，由A组分和B组分组成；其中，所述A组分包括以下重量份的原料：第一环氧树脂450～550份、第二环氧树脂200～450份、活性增韧剂20～60份、第一导热填料10～50份、填料100～200份；所述B组分包括以下重量份的原料：改性固化剂260～400份、固化剂50～200份、增韧剂10～30份、颜料2～5份、消泡剂2～5份、第一防沉剂10～50份、附着力促进剂0.6～2份、第二导热填料400～550份。
2.根据权利要求1所述的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，其特征在于，所述A组分包括以下重量份的原料：第一环氧树脂480～520份、第二环氧树脂300～350份、活性增韧剂30～40份、第一导热填料20～30份、填料140～180份；所述B组分包括以下重量份的原料：改性固化剂300～350份、固化剂100～150份、增韧剂20～30份、颜料3份、消泡剂5份、第一防沉剂20～30份、附着力促进剂2份、第二导热填料450～500份。
3.根据权利要求1所述的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，其特征在于，所述第一环氧树脂为E51、E44或E39D，所述第二环氧树脂为改性的氢化双酚A类环氧树脂或有机硅改性环氧树脂，所述活性增韧剂为环氧端羟基聚丁二烯丙烯腈，所述第一导热填料为粒度40～60nm的氢氧化铝纳米材料、氧化铝纳米材料或纳米碳酸钙材料，所述填料为硅微粉，所述改性固化剂为有韧性的酸酐类固化剂，所述固化剂为常用的酸酐固化剂，所述增韧剂为液体丁晴橡胶，所述消泡剂为BYK-066，所述第一防沉剂为气相二氧化硅，所述附着力促进剂为KH-550，所述第二导热填料为200～400目的氢氧化铝或氧化铝。
4.根据权利要求3所述的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，其特征在于，所述改性固化剂为韧性固化剂聚壬二酸酐PAPA或韧性固化剂聚癸二酸酐PSPA，所述固化剂为甲基六氢苯酐。
5.根据权利要求1所述的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，其特征在于，所述B组分还包括以下重量份的原料：第二防沉剂1958 10～50份，分散剂BYK110 1～5份。
6.根据权利要求5所述的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，其特征在于，所述B组分中第二防沉剂1958为20～30份，分散剂BYK110为2份。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、A组分制备：将第一环氧树脂、第二环氧树脂、活性增韧剂、第一导热填料和填料加入搅拌釜中，加热至80～110℃充分搅拌混合均匀，真空除水后冷却至55～60℃，出料即得A组分；
S2、B组分混料：将除第二导热填料外的B组分原料加入分散机中高速分散9～11分钟后，加入第二导热填料再分散30～60分钟，全部分散过程的温度保持在90～100℃；
S3、B组分精制：将步骤S2中混合充分后的B组分原料转入精制釜中，在温度为110±10℃、真空度≤-0.085MPa的条件下，抽真空脱除气泡持续3～5小时，然后降温至55～60℃，出料即得B组分；
S4、混合：将步骤S1制备的A组分和步骤S3制备的B组分，按1：1的重量比加入到混合搅拌釜中，在温度为60～80℃、真空度≤-0.085MPa的条件下，均匀混合30～35分钟，出料即得到所述互感器大体积灌装专用环氧灌封胶。
8.一种互感器大体积灌装专用环氧灌封在互感器封装中的应用，其特征在于，将根据权利要求7所述的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶制备方法制备而成的互感器大体积灌
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装专用环氧灌封胶，浇筑到互感器中，浇筑后的互感器在温度为140℃的条件下固化4小时，自然降至室温即可。
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说 明 书
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一种互感器大体积灌装专用环氧灌封胶及制备方法和应用
技术领域
[0001]本发明涉及灌封胶技术领域，具体涉及一种互感器大体积灌装专用环氧灌封胶及制备方法和应用。
背景技术
[0002]灌封是用人工或机械的方式将胶状物灌入到装有电子元件、线路的器件内，并在室温或者加热的条件下使其固化，最终成为性能优良的热固性高分子绝缘材料。灌封的目的是为了强化电子器件的整体性，改善器件的防水防尘性能，同时提高器件对来自冲击和振动的抵抗力，也可以达到保密的目的。因此，所制备的灌封胶固化物必须具备低吸水率、高强度、高韧性、优异的绝缘性和良好的散热性等特点，这也是灌封胶的一个发展趋势。[0003]对于电子行业，灌封胶的特点是要求导热和绝缘，对于这一要求有众多研究者已提出了中的想法，比如通过加入有机硅橡胶或者增塑剂来提高绝缘性，而提高导热一般是通过添加氧化铝、氢氧化铝、氮化硼、碳化硅、纳米级填料来实现，但是对于工业品来说大量的碳化硼、碳化硅、纳米填料成本昂贵，限制其在普通工业灌装胶中的应用。[0004]互感器是电压互感器和电流互感器的统称，能够将高电压变成低电压，大电流变成小电流，用于量测或保护系统。用于互感器的灌封胶，不仅要求灌封料具有电子行业优良的绝缘性和导热性，同时要求产品固化后不开裂、硬度高和收缩率低。因此互感器料的技术要求更高，特别是大体积灌装的互感器灌封胶。市场上用于互感器保护的灌封胶一直都依赖于国外厂家，并且价格昂贵，而在国内目前还未见有报道大体积一次充填的互感器灌封胶。
[0005]对此，本发明的发明人经过研究发现，目前国内缺少大体积互感器灌封胶的主要原因是技术难度要求高，大体积充填的灌封胶要求灌封胶散热快，同时浇筑成型后产品不能开裂，且互感器对灌封胶电性能要求非常高；同时对于高端导热、绝缘等材料选择性较少，特别是改性树脂、增韧树脂、碳化硼、碳化硅、纳米填料等原材料价格较高，难以大规模工业化应用。因此，本发明主要依赖常用的填料、改性树脂等进行合理调配，制备了一种可以广泛使用于大体积互感器灌装的环氧树脂灌封胶。
发明内容
[0006]针对现有技术中对大体积互感器灌封胶要求灌封胶散热快，浇筑成型后产品不开裂，互感器对灌封胶电性能要求非常高的技术问题，本发明提供一种新型互感器大体积灌装专用环氧灌封胶。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：[0008]一种互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，由A组分和B组分组成；其中，所述A组分包括以下重量份的原料：第一环氧树脂450～550份、第二环氧树脂200～450份、活性增韧剂20～60份、第一导热填料10～50份、填料100～200份；所述B组分包括以下重量份的原料：改性固化剂260～400份、固化剂50～200份、增韧剂10～30份、颜料2～5份、消泡剂2～5份、第
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说 明 书
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一防沉剂10～50份、附着力促进剂0.6～2份、第二导热填料400～550份。[0009]进一步，所述A组分包括以下重量份的原料：第一环氧树脂480～520份、第二环氧树脂300～350份、活性增韧剂30～40份、第一导热填料20～30份、填料140～180份；所述B组分包括以下重量份的原料：改性固化剂300～350份、固化剂100～150份、增韧剂20～30份、颜料3份、消泡剂5份、第一防沉剂20～30份、附着力促进剂2份、第二导热填料450～500份。[0010]进一步，所述第一环氧树脂为E51、E44或E39D，所述第二环氧树脂为改性的氢化双酚A类环氧树脂或有机硅改性环氧树脂，所述活性增韧剂为环氧端羟基聚丁二烯丙烯腈，所述第一导热填料为粒度40～60nm的氢氧化铝纳米材料、氧化铝纳米材料或纳米碳酸钙材料，所述填料为硅微粉，所述改性固化剂为有韧性的酸酐类固化剂，所述固化剂为常用的酸酐固化剂，所述增韧剂为液体丁晴橡胶，所述消泡剂为BYK-066，所述第一防沉剂为气相二氧化硅，所述附着力促进剂为KH-550，所述第二导热填料为200～400目的氢氧化铝或氧化铝。
[0011]进一步，所述改性固化剂为韧性固化剂聚壬二酸酐PAPA或韧性固化剂聚癸二酸酐PSPA，所述固化剂为甲基六氢苯酐。[0012]进一步，所述B组分还包括以下重量份的原料：第二防沉剂1958 10～50份，分散剂BYK110 1～5份。[0013]进一步，所述B组分中第二防沉剂1958为20～30份，分散剂BYK110为2份。[0014]与现有技术相比，本发明提供的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶具有以下优点：1、由于环氧灌封胶硬度大，大体积灌胶时固化后容易开裂，因此本发明的配方中加入了具有柔韧性的氢化双酚A类环氧树脂、活性增韧剂以及长直链的改性固化剂，有效解决了产品固化后的开裂问题；2、本发明创造性的采用了活性增韧剂，该活性增韧剂粘度低，可以降低体系粘度，利于高填料配方的流动性；同时该活性增韧剂为环氧端羟基聚丁二烯丙烯腈即液体改性橡胶，可以提高产品的电绝缘性；另外该活性增韧剂含有环氧基团，可以与固化剂参与反应，从而在产品韧性提高的同时保持了产品硬度；3、改性固化剂为长链型酸酐作为主要固化剂，保证了产品的韧性，同时为了降低成本也复配了部分常用酸酐固化剂；4、填料主要考虑了产品的导热性，所以填料体系主要采用了低成本的氧化铝和氢氧化铝为主体填料，同时添加了少量纳米材料提高导热性，为了降低产品的成本，还添加了部分硅微粉，这样的填料体系含有粗细不同粒径的填料，在保证了导热性的同时还保证了产品的低成本；5、第二防沉剂主要为油蜡产品与气相二氧化硅复配作为防沉体系，有利于体系有机树脂和无机填料的混合，长期使用防沉效果明显；分散剂BYK110主要用于保证产品在混合分散过程中处于相互浸润状态，特别有利于有机体系及其它少量助剂的均匀分散。[0015]本发明还提供一种前所述互感器大体积灌装专用环氧灌封胶制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1、A组分制备：将第一环氧树脂、第二环氧树脂、活性增韧剂、第一导热填料和填料加入搅拌釜中，加热至80～110℃充分搅拌混合均匀，真空除水后冷却至55～60℃，出料即得A组分；[0017]S2、B组分混料：将除第二导热填料外的B组分原料加入分散机中高速分散9～11分钟后，加入第二导热填料再分散30～60分钟，全部分散过程的温度保持在90～100℃；[0018]S3、B组分精制：将步骤S2中混合充分后的B组分原料转入精制釜中，在温度为110
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±10℃、真空度≤-0.085MPa的条件下，抽真空脱除气泡持续3～5小时，然后降温至55～60℃，出料即得B组分；[0019]S4、混合：将步骤S1制备的A组分和步骤S3制备的B组分，按1：1的重量比加入到混合搅拌釜中，在温度为60～80℃、真空度≤-0.085MPa的条件下，均匀混合30～35分钟，出料即得到所述互感器大体积灌装专用环氧灌封胶。
[0020]本发明再提供一种互感器大体积灌装专用环氧灌封在互感器封装中的应用，将前述互感器大体积灌装专用环氧灌封胶制备方法制备而成的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，浇筑到互感器中，浇筑后的互感器在温度为140℃的条件下固化4小时，自然降至室温即可。
[0021]与现有技术相比，将本发明提供的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶应用到互感器的封装中后，互感器上的灌封胶散热快即大体积灌装时体系散热快，浇筑成型后产品不开裂，灌封胶能够满足互感器对绝缘性和导热性电性能高的要求，即产品的电绝缘性能优异。
具体实施方式
[0022]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合优选实施例进一步阐述本发明。[0023]实施例1：
[0024]一种互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，由A组分和B组分组成；其中，所述A组分包括以下重量份的原料：环氧树脂E51 450份、改性的氢化双酚A类环氧树脂NPST-5100 200份、环氧端羟基聚丁二烯丙烯腈20份、纳米氧化铝10份、硅微粉100份；所述B组分包括以下重量份的原料：韧性固化剂聚壬二酸酐PAPA 260份、甲基六氢苯酐50份、液体丁晴橡胶10份、颜料2份、消泡剂BYK-066 2份、防沉剂气相二氧化硅10份、防沉剂1958 10份、分散剂BYK110 1份、附着力促进剂KH-550 0.6份、氧化铝400份。该互感器大体积灌装专用环氧灌封胶制备方法如下：[0025]S1、A组分制备：将环氧树脂E51、改性的氢化双酚A类环氧树脂NPST-5100、环氧端羟基聚丁二烯丙烯腈、纳米氧化铝、硅微粉加入搅拌釜中，加热至80℃充分搅拌混合均匀，真空除水后冷却至55℃，出料得A胶组分；[0026]S2、B组分混料：将除氧化铝导热填料外的B组分原料加入分散机中高速分散9分钟后，加入氧化铝导热填料再分散30分钟，全部分散过程的温度保持在90℃；[0027]S3、B组分精制：将混合充分后的韧性固化剂聚壬二酸酐PAPA、甲基六氢苯酐、液体丁晴橡胶、颜料、消泡剂BYK-066、防沉剂气相二氧化硅、防沉剂1958、分散剂BYK110、附着力促进剂KH-550和氧化铝转入精制釜中，在温度为100℃、真空度≤-0.085MPa的条件下，抽真空脱除气泡持续3小时，然后降温至55℃，出料得B胶组分；[0028]S4、混合：将A胶组分和B胶组分按1：1的重量比加入到混合搅拌釜中，在温度为60℃、真空度≤-0.085MPa的条件下，均匀混合30分钟，出料即得到前述互感器大体积灌装专用环氧灌封胶。[0029]实施例2：
[0030]一种互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，由A组分和B组分组成；其中，所述A组分
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包括以下重量份的原料：环氧树脂E44 500份、改性的氢化双酚A类环氧树脂NPST-5100 300份、环氧端羟基聚丁二烯丙烯腈40份、纳米氢氧化铝20份、硅微粉140份；所述B组分包括以下重量份的原料：韧性固化剂聚壬二酸酐PAPA 330份、甲基六氢苯酐120份、液体丁晴橡胶20份、颜料3份、消泡剂BYK-066 4份、防沉剂气相二氧化硅20份、防沉剂1958 30份、分散剂BYK110 3份、附着力促进剂KH-550 1份、氢氧化铝473份。该互感器大体积灌装专用环氧灌封胶制备方法如下：[0031]S1、A组分制备：将环氧树脂E44、改性的氢化双酚A类环氧树脂NPST-5100、环氧端羟基聚丁二烯丙烯腈、纳米氢氧化铝、硅微粉加入搅拌釜中，加热至100℃充分搅拌混合均匀，真空除水后冷却至58℃，出料得A胶组分；[0032]S2、B组分混料：将除氢氧化铝导热填料外的B组分原料加入分散机中高速分散10分钟后，加入氢氧化铝导热填料再分散50分钟，全部分散过程的温度保持在96℃；[0033]S3、B组分精制：将混合充分后的韧性固化剂聚壬二酸酐PAPA、甲基六氢苯酐、液体丁晴橡胶、颜料、消泡剂BYK-066、防沉剂气相二氧化硅、防沉剂1958、分散剂BYK110、附着力促进剂KH-550、氢氧化铝转入精制釜中，在温度为110℃、真空度≤-0.085MPa的条件下，抽真空脱除气泡持续4小时，然后降温至58℃，出料得B胶组分；[0034]S4、混合：将A胶组分和B胶组分按1：1的重量比加入到混合搅拌釜中，在温度为70℃、真空度≤-0.085MPa的条件下，均匀混合33分钟，出料即得到前述互感器大体积灌装专用环氧灌封胶。[0035]实施例3：
[0036]一种互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，由A组分和B组分组成；其中，所述A组分包括以下重量份的原料：环氧树脂E39D 550份、有机硅改性环氧树脂450份、环氧端羟基聚丁二烯丙烯腈60份、纳米碳酸钙材料50份、硅微粉200份；所述B组分包括以下重量份的原料：韧性固化剂聚癸二酸酐PSPA 400份、甲基六氢苯酐200份、液体丁晴橡胶30份、颜料5份、消泡剂BYK-066 5份、防沉剂气相二氧化硅50份、防沉剂1958 50份、分散剂BYK110 5份、附着力促进剂KH-550 2份、氢氧化铝550份。该互感器大体积灌装专用环氧灌封胶制备方法如下：
[0037]S1、A组分制备：将环氧树脂E39D、有机硅改性环氧树脂、环氧端羟基聚丁二烯丙烯腈、纳米氢氧化铝、硅微粉加入搅拌釜中，加热至110℃充分搅拌混合均匀，真空除水后冷却至60℃，出料得A胶组分；[0038]S2、B组分混料：将除氢氧化铝导热填料外的B组分原料加入分散机中高速分散11分钟后，加入氢氧化铝导热填料再分散60分钟，全部分散过程的温度保持在100℃；[0039]S3、B组分精制：将混合充分后的韧性固化剂聚癸二酸酐PSPA、甲基六氢苯酐、液体丁晴橡胶、颜料、消泡剂BYK-066、防沉剂气相二氧化硅、防沉剂1958、分散剂BYK110、附着力促进剂KH-550、氢氧化铝转入精制釜中，在温度为120℃、真空度≤-0.085MPa的条件下，抽真空脱除气泡持续5小时，然后降温至80℃，出料得B胶组分；[0040]S4、混合：将A胶组分和B胶组分按1：1的重量比加入到混合搅拌釜中，在温度为80℃、真空度≤-0.085MPa的条件下，均匀混合35分钟，出料即得到前述互感器大体积灌装专用环氧灌封胶。[0041]实施例1、实施例2和实施例3的产品检测结果如下表：
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[0043]
上表中的主剂A即是指A组分，固化剂B即是指B组分。
[0045]所制备产品指标与结果联系：普通市场的产品一次灌装60公斤会开裂，但本发明前述三个实施例制备的产品均不会开裂；普通市场产品的导热系数一般在0.6-0.8，而本发明的导热系数在1.1-1.6，最高可以达到1.6；电绝缘性：普通市场产品的一般耐电压为20，而本发明最高可以达到38，因此本申请制备的产品不会开裂、导热系数高、电绝缘性好。[0046]与现有技术相比，本发明提供的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶具有以下优点：1、由于环氧灌封胶硬度大，大体积灌胶时固化后容易开裂，因此本发明的配方中加入了具有柔韧性的氢化双酚A类环氧树脂、活性增韧剂以及长直链的改性固化剂，有效解决了产品固化后的开裂问题；2、本发明创造性的采用了活性增韧剂，该活性增韧剂粘度低，可以降低体系粘度，利于高填料配方的流动性；同时该活性增韧剂为环氧端羟基聚丁二烯丙烯腈即液体改性橡胶，可以提高产品的电绝缘性；另外该活性增韧剂含有环氧基团，可以与固化剂参与反应，从而在产品韧性提高的同时保持了产品硬度；3、改性固化剂为长链型酸酐作为主要固化剂，保证了产品的韧性，同时为了降低成本也复配了部分常用酸酐固化剂；4、填料主要考虑了产品的导热性，所以填料体系主要采用了低成本的氧化铝和氢氧化铝为主体填料，同时添加了少量纳米材料提高导热性，为了降低产品的成本，还添加了部分硅微粉，这样的填料体系含有粗细不同粒径的填料，在保证了导热性的同时还保证了产品的低成本；5、第二防沉剂主要为油蜡产品与气相二氧化硅复配作为防沉体系，有利于体系有机树脂和无机填料的混合，长期使用防沉效果明显；分散剂BYK110主要用于保证产品在混合分散过程中处于相互浸润状态，特别有利于有机体系及其它少量助剂的均匀分散。
[0047]本发明再提供一种互感器大体积灌装专用环氧灌封在互感器封装中的应用，将前述互感器大体积灌装专用环氧灌封胶制备方法制备而成的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶，浇筑到互感器中，浇筑后的互感器在温度为140℃的条件下固化4小时，自然降至室温即可。
[0048]与现有技术相比，将本发明提供的互感器大体积灌装专用环氧灌封胶应用到互感器的封装中后，互感器上的灌封胶散热快即大体积灌装时体系散热快，浇筑成型后产品不开裂，灌封胶能够满足互感器对绝缘性和导热性电性能高的要求，即产品的电绝缘性能优异。
[0044]
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最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较
佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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