[发明专利]可固化组合物

说明书

本发明涉及可用于制造用于高电压气体绝缘开关装置的绝缘体的可固化环氧树脂制剂，所述可固化制剂包含(A)环氧树脂组合物，其包含(A1)至少一种固体环氧树脂，(A2)至少一种酚醛清漆环氧树脂，和(A3)至少一种环脂族环氧树脂的混合物；(B)至少一种酸酐硬化剂；(C)至少一种填料；和(D)任选地，至少一种催化剂或至少一种促进剂。

发明领域

本发明涉及可固化树脂组合物以及由其制造的制品。更具体地，本发明涉及适合用于制备例如用于高电压气体绝缘开关装置应用的绝缘体的可固化环氧树脂组合物。

背景技术

迄今为止，已知气体绝缘开关装置(GIS)用于电力输送和分布网络中数十年，尤其用于高电压应用例如使用110kV至1100kV的电压的应用中。GIS用于当发生电力问题时切断电路。

六氟化硫(SF6)气体通常用于GIS设备以将导体例如汇流条和断路器与用作围绕所述设备的外层的钢壳隔离，更通常使用SF6气体是因为SF6具有高介电强度和区分GIS中电流切断和开启期间产生的电弧的能力。在GIS内存在许多用作间隔体和阀的绝缘体以分开不同的部件和室，从而阻止SF6气体的泄漏。在GIS工作条件下，当GIS中的电流被切断时，GIS内的温度和压力可分别超过100℃和1MPa。因此，为了保证GIS设备的可靠性，所述绝缘体在高压和高温条件下需要具有高的机械强度、耐热性和韧性。

JP2755666B公开了两种环氧树脂的混合物，一种的环氧当量(EEW)为400-1000，一种的EEW为≤250，来制造用于电绝缘应用的固化的热固性材料。在JP2103220A中公开的混合物的高混合粘度使得其难以加工所述混合物，即，所述混合物的可加工性差。此外，上述混合物的固化的热固性产物的耐热性低。

JP2011001424A公开了一种添加到环氧树脂组合物中的弹性体增韧剂，来提高由所述环氧树脂组合物制造的最终热固性产物的韧性。然而，所述弹性体增韧剂降低了所述最终热固性产物例如当用作间隔体时的机械强度，尤其是最终热固性产物的模量和拉伸强度，其是在间隔体操作期间获得用于GIS中的所述间隔体的稳定机械性能的两个重要参数。

JP3247619A公开了生产环氧树脂组合物以及从所述环氧树脂组合物生产绝缘结构，其中所述组合物包含每分子具有至少两个环氧基的环氧树脂、聚羧酸酐和无机填料。在JP3247619A中，组合物的环氧树脂组分由缩水甘油酯环氧树脂和环酯族环氧树脂以95/5至60/40的重量比率的混合物组成。如前所述，模量和拉伸强度性质是在间隔体操作期间获得用于GIS中的所述间隔体的稳定机械性能的两个重要参数；当根据JP3247619A的教导制备热固性产物时，JP3247619A中公开的最终热固性产物的这两个性质减弱。

当GIS用于要求较高电压水平的应用中时，在GIS中需要较高的工作温度和气体压力以提供GIS足够的绝缘能力。为了满足较高电压(例如1100kV)GIS线路的严苛要求，与上述现有技术引用中公开的树脂组合物相比，用于制造高电压GIS线路的树脂组合物的机械和耐热性质二者都需要提高。

发明内容

本发明通过提供除酸酐固化剂和填料之外具有三种或更多种不同环氧树脂的混合物的环氧树脂组合物，来解决现有技术环氧树脂组合物的问题。有利地，可以调节所述组合物的三种环氧树脂的一种或多种来获得由所述组合物制造的最终树脂热固性产物，其通过平衡所述树脂产物的可加工性、耐热性质、机械性质和/或电性质方面的所述树脂产物的性质而表现出显著的性能改善。

本发明提供的组合物的环氧基团与酸酐基团的比率为约1:0.75至约1:0.85。在本发明中，以上述环氧基与酸酐比率的过量环氧基团有利地实现了显著的性能改善。

本发明还提供了具有高分子量(Mw)(例如大于约800)的环氧树脂的组合物以改善所述最终的固化的热固性产物的挠性(flexibility)和韧性，而无需使用弹性体增韧剂，即，本发明的制剂不需要弹性体增韧剂来提高韧性。例如，在一种实施方式中，所述环氧树脂可以是容易获得的双酚A型环氧树脂。