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ES2993018T3 - Storage stable and curable resin compositions - Google Patents

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ES2993018T3
ES2993018T3 ES19709531T ES19709531T ES2993018T3 ES 2993018 T3 ES2993018 T3 ES 2993018T3 ES 19709531 T ES19709531 T ES 19709531T ES 19709531 T ES19709531 T ES 19709531T ES 2993018 T3 ES2993018 T3 ES 2993018T3
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ES
Spain
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resin composition
composition according
curable resin
silane
block copolymer
Prior art date
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Active
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ES19709531T
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Beisele
Daniel Bär
Hubert Wilbers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huntsman Advanced Materials Switzerland GmbH
Original Assignee
Huntsman Advanced Materials Switzerland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

Se describen una composición de resina estable al almacenamiento, que comprende una resina epoxi, un copolímero en bloque con silicona y bloques orgánicos, y un silano, un proceso para obtener dicha composición de resina estable al almacenamiento, una composición de resina curable obtenible a partir de la composición de resina estable al almacenamiento anterior, así como un artículo curado obtenible a partir de esta última y usos de los mismos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones de resina curables y estables durante el almacenamiento
Campo técnico
La presente descripción se refiere a composiciones de resina estables durante el almacenamiento, a composiciones de resina curables que pueden obtenerse a partir de las mismas, a los productos que pueden obtenerse a partir de estas últimas y a los usos de las mismas.
Antecedentes
Las composiciones de resina curables son ampliamente conocidas para diversos propósitos. Un propósito de gran interés es el uso de composiciones de resina curables para aplicaciones eléctricas. Por ejemplo, los dispositivos eléctricos, tales como transformadores de instrumentos, aparamentas de conexión, aisladores, aisladores pasantes o DDT, se fabrican mediante procedimientos automatizados de gelificación a presión (APG) y/o colada a vacío de composiciones de resina curables que luego se curan en condiciones adecuadas. Para tales aplicaciones, normalmente se añaden cargas a las composiciones de resina curables para obtener las características mecánicas necesarias.
Otro uso conocido de las composiciones de resina curables es la impregnación de aisladores pasantes de papel para aplicaciones de alta tensión o la impregnación (presión de vacío) de cinta de mica utilizada para aislar grandes generadores y motores o de arrollamientos de filamento, por ejemplo, de tubos para aisladores de núcleo hueco. Tales composiciones no suelen utilizar cargas.
Existen numerosas patentes y solicitudes de patente relacionadas con tales composiciones, por ejemplo el documento EP 1798740 A1 sobre aisladores pasantes de papel impregnado con resina (RIP).
Los sistemas conocidos para las aplicaciones anteriores se basan normalmente en resinas epoxídicas. Sin embargo, la tenacidad suficiente (a un nivel de Tg comparable) es con mucha frecuencia un problema.
Se conoce (por ejemplo, por el documento US 6111015 A) el uso de endurecedores de núcleo y cubierta específicos a base de polibutadieno con una cubierta de poli(metacrilato de metilo) (PMMA). Sin embargo, se sabe que tales endurecedores de núcleo y cubierta solo muestran una termoestabilidad hasta la clase térmica F (según la norma IEC 60216) y que comprenden partículas de un tamaño que impide una buena impregnación del papel o de los arrollamientos de las bobinas de encendido.
El documento WO2008009560A1 describe una composición de resina epoxídica endurecible, es decir, una composición no curada adecuada para la producción de un aislamiento eléctrico con propiedades de envejecimiento térmico mejoradas, que comprende una resina epoxídica, un endurecedor, una composición de carga inorgánica y un agente de acoplamiento para mejorar la unión entre la matriz polimérica y la carga.
Objeto de la descripción
En vista de los inconvenientes de la técnica anterior, un objeto de la presente descripción es proporcionar composiciones de resina curables con una tenacidad mejorada (a un nivel de Tg comparable alto) y termoestabilidad y, al mismo tiempo, una viscosidad más baja a un coste comparativamente bajo. Para aplicaciones sin carga (aisladores pasantes de papel impregnados con resina para alta tensión y aplicaciones de cinta de mica y arrollamientos de filamentos), también sería deseable una mayor tenacidad.
Descripción
A menos que se defina lo contrario en el presente documento, los términos técnicos utilizados en relación con la presente descripción tendrán los significados que entienden habitualmente los expertos en la técnica. Además, a menos que el contexto exija lo contrario, los términos singulares incluirán pluralidades y los términos plurales incluirán el singular.
Todas las patentes, solicitudes de patente publicadas y publicaciones no relacionadas con patentes mencionadas en la memoria descriptiva son indicativas del nivel de habilidad de los expertos en la técnica a la que pertenece la presente descripción.
Todas las composiciones y/o métodos descritos en el presente documento pueden prepararse y ejecutarse sin experimentación indebida a la luz de la presente descripción.
Tal como se utilizan de acuerdo con la presente descripción, se entenderá que los siguientes términos, a menos que se indique lo contrario, tienen los siguientes significados.
El uso de la palabra “ un/uno” o “ una” , cuando se usa junto con el término “ que comprende” , “ que incluye” , “ que tiene” o “ que contiene” (o variaciones de tales términos) puede significar “ uno” , pero también es coherente con el significado de “ uno o más” , “ al menos uno” y “ uno o más de uno” .
El uso del término “ o” se usa para indicar “ y/o” , a menos que se indique claramente que se refiere únicamente a alternativas y solo si las alternativas son mutuamente excluyentes.
A lo largo de esta descripción, el término “ aproximadamente” se usa para indicar que un valor incluye la variación inherente del error para el dispositivo, mecanismo o método de cuantificación, o la variación inherente que existe entre el/los sujeto(s) que van a medirse. Por ejemplo, pero no a modo de limitación, cuando se usa el término “ aproximadamente” , el valor designado al que se refiere puede variar en más o menos el diez por ciento, o el nueve por ciento, o el ocho por ciento, o el siete por ciento, o el seis por ciento, o el cinco por ciento, o el cuatro por ciento, o el tres por ciento, o el uno por ciento, o una o más fracciones entre los mismos.
Se entenderá que el uso de “ al menos uno” incluye una cantidad mayor a una, incluyendo, pero sin limitarse a, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 100, etc. El término “ al menos uno” puede extenderse hasta 100 o 1000 o más dependiendo del término al que se refiera. Además, las cantidades de 100/1000 no deben considerarse limitativas, ya que los límites inferiores o superiores también pueden producir resultados satisfactorios.
Tal como se usan en el presente documento, las expresiones “ comprender” (y cualquier forma de comprender, como “ comprenden” y “ comprende” ), “ tener” (y cualquier forma de tener, como “tienen” y “ tiene” ), “ incluir” (y cualquier forma de incluir, como “ incluye” e “ incluyen” ) o “ contener” (y cualquier forma de contener, como “ contiene” y “ contienen” ) son inclusivas o de extremo abierto y no excluyen elementos o etapas del método adicionales no enumerados.
Las frases “ o combinaciones de los mismos” y “ y combinaciones de los mismos” , tal como se usan en el presente documento, se refieren a todas las permutaciones y combinaciones de los elementos enumerados que preceden al término. Por ejemplo, “A, B, C o combinaciones de los mismos” pretende incluir al menos uno de: A, B, C, AB, AC, BC o ABC y, si el orden es importante en un contexto particular, también BA, CA, CB, CBA, BCA, ACB, BAC o CAB. Continuando con este ejemplo, se incluyen expresamente combinaciones que contienen repeticiones de uno o más elementos o términos tales como BB, AAA, CC, AABB, AACC, ABCCCC, CBBAAA, CAb Bb , etc. El experto en la técnica comprenderá que, por lo general, no hay límite en el número de elementos o términos en cualquier combinación, a menos que se demuestre lo contrario por el contexto. Del mismo modo, los términos “ o combinaciones de los mismos” y “ y combinaciones de los mismos” cuando se usan con las expresiones “ seleccionado de” o “ seleccionado del grupo que consiste en” se refieren a todas las permutaciones y combinaciones de los elementos enumerados que preceden a la expresión.
Las expresiones “ en una realización” , “ según una realización” y similares generalmente significan que el rasgo distintivo, estructura o característica particular que sigue a la expresión se incluye en al menos una realización de la presente descripción, y puede incluirse en más de una realización de la presente descripción. Es importante destacar que tales expresiones no son limitativas y no se refieren necesariamente a la misma realización, sino que, por supuesto, pueden referirse a una o más realizaciones anteriores y/o sucesivas. Por ejemplo, en las reivindicaciones adjuntas, cualquiera de las realizaciones reivindicadas puede usarse en cualquier combinación.
La presente descripción se refiere a una composición de resina estable durante el almacenamiento, que comprende una resina epoxídica, un copolímero de bloques con silicona y bloques orgánicos y un silano, en donde el copolímero de bloques está presente en la composición en una cantidad del 4 al 8 % en peso y el silano está presente en la composición en una cantidad del 0,6 al 1,5 % en peso, ambas cantidades basadas en la suma de las cantidades de la resina epoxídica, el copolímero de bloques y el silano.
En una realización preferida, la resina epoxídica es una resina epoxídica de bisfenol-A.
Preferiblemente, la composición de resina estable durante el almacenamiento contiene el copolímero de bloques en una cantidad del 5 al 8 % en peso, más preferiblemente del 5,5 al 8 % en peso, basado en la suma de las cantidades de la resina epoxídica, el copolímero de bloques y el silano.
Preferiblemente, el silano es un silano epoxídico.
La presente descripción también se refiere a un procedimiento para obtener una composición de resina estable durante el almacenamiento descrita en el presente documento, en donde la resina epoxídica se mezcla con el copolímero de bloques a una temperatura de 80 °C o más, preferiblemente entre 80 y 120 °C, lo más preferiblemente entre 80 y 100 °C, para obtener una mezcla, la mezcla se enfría hasta una temperatura de 60 °C o menos, preferiblemente entre 60 y 40 °C, y luego se mezcla con el silano.
La presente descripción también se refiere a una composición de resina curable que comprende la composición de resina estable durante el almacenamiento descrita en el presente documento y un componente endurecedor.
En una realización preferida, el componente endurecedor se basa en un anhídrido, una amina, una diciandiamida o un catalizador que desencadena la polimerización epoxídica.
En una realización, la composición de resina curable comprende además un componente de carga.
En una realización preferida, la composición de resina curable comprende el componente de carga en una cantidad del 60 al 70 % en peso, basado en la suma de las cantidades de la resina epoxídica, el copolímero de bloques, el silano, el endurecedor y el componente de carga.
Preferiblemente, el componente de carga comprende sílice, lo más preferiblemente en un contenido del 50 al 100 % en peso, o alternativamente del 50 al 90 % en peso, o alternativamente del 60 al 90 % en peso, o alternativamente del 60 al 70 % en peso, o alternativamente del 70 al 80 % en peso, basado en la suma de los constituyentes del componente de carga.
En una realización aún más preferida, la composición de resina curable comprende además aditivos, tales como aceleradores de curado, flexibilizantes, agentes colorantes, agentes antisedimentación o agentes deformantes.
La presente descripción también se refiere a un artículo curado que puede obtenerse curando la composición de resina curable descrita en el presente documento.
La presente descripción también se refiere al uso del artículo curado descrito en el presente documento para aplicaciones eléctricas, tales como transformadores de instrumentos, aparamentas de conexión, aisladores, aisladores pasantes, aisladores de núcleo hueco o transformadores de distribución de tipo seco.
La presente descripción se refiere además a uno o más de los siguientes: un transformador de instrumentos, una aparamenta de conexión, un aislador, un aislador pasante, un aislador de núcleo hueco o un transformador de distribución de tipo seco que contiene un artículo curado obtenido curando la composición de resina curable tal como se describe en el presente documento.
Además, la presente descripción se refiere al uso de la composición de resina curable descrita en el presente documento (sin carga) para la impregnación de aisladores pasantes de papel para aplicaciones de alta tensión o para la impregnación de arrollamientos de filamentos o cinta de mica de grandes generadores y motores aislados.
La presente descripción también se refiere a los aisladores pasantes de papel para aplicaciones de alta tensión y/o a los arrollamientos de filamentos o cinta de mica, que se han impregnado con la composición de resina curable descrita en el presente documento.
Finalmente, la presente descripción se refiere al uso de la composición de resina curable tal como se describe en el presente documento para la encapsulación de estátores de motores eléctricos, en particular para su uso en vehículos eléctricos.
La ventaja más importante de la presente descripción con respecto a la técnica anterior es la temperatura de agrietamiento simulada muy reducida. Esto significa, para una aplicación práctica, una resistencia al agrietamiento por ciclo térmico mucho mejor.
Además de esta ventaja principal, las composiciones de la presente descripción también muestran una viscosidad más baja (con y sin carga), un mejor rendimiento de impregnación y una mejor estabilidad al envejecimiento térmico a costes de producción predeciblemente más bajos.
La resina epoxídica usada para la composición de resina curable descrita en el presente documento puede ser cualquier tipo de resina epoxídica sin ninguna limitación específica. La resina epoxídica puede ser, por ejemplo, un poliglicidil éter, una resina epoxídica cicloalifática o un compuesto de N-glicidilo.
El poliglicidil éter puede seleccionarse, por ejemplo, de bisfenol-A-diglicidil éter, bisfenol-F-diglicidil éter, 2,2-bis (4-hidroxi-3-metilfenil) propano-diglicidil éter, bisfenol-E-diglicidil éter, 2,2-bis(4-hidroxifenil) butano-diglicidil éter, bis(4-hidroxifenil)-2,2-dicloro-etileno, bis(4-hidroxifenil)difenilmetano-diglicidil éter, 9,9-bis (4-hidroxifenil)fluoreno-diglicidil éter, 4,4'-ciclohexilidenbisfenol-diglicidil éter, epoxifenol novolaca, epoxicresol novolaca o combinaciones de los mismos.
La resina epoxídica cicloalifática puede seleccionarse, por ejemplo, de bis (epoxiciclohexil)-metilcarboxilato, bis (4-hidroxiciclohexil)metano-diglicidil éter, 2,2-bis (4-hidroxiciclohexil)propano-diglicidil éter, éster diglicidílico de ácido tetrahidroftálico, éster diglicidílico de ácido hexahidroftálico, éster diglicidílico del ácido 4-metiléster tetrahidroftálico, éster diglicidílico del ácido 4-metilhexahidroftálico o combinaciones de los mismos.
El compuesto de N-glicidilo puede seleccionarse, por ejemplo, entre N,N,N',N'-tetraglicidil-4,4'-metilen-bisbencenoamina, N,N,N',N'-tetraglicidil-3,3'-dietil-4,4'-diaminodifenilmetano, 4,4'-metilen-bis[N,N-bis(2,3-epoxipropil)anilina], 2,6-dimetil-N,N-bis[(oxiran-2-il)metil]anilina o combinaciones de los mismos.
Las resinas epoxídicas específicamente preferidas son los poliglicidil éteres basados en bisfenol, tales como el bisfenol-A-diglicidil éter.
Puede incorporarse a la composición cualquier silano adecuado para su uso con resinas epoxídicas. Debido a la alta compatibilidad específica con la resina epoxídica, puede elegirse un silano epoxídico.
A partir de los ejemplos siguientes, resultará evidente que el uso de un copolímero de bloques con silicona y bloques orgánicos (los bloques orgánicos, por ejemplo, basados en caprolactona u otras lactonas), tal como Genioperl® W35 (Wacker Chemie Ag , Múnich, Alemania), en combinación con al menos una resina epoxídica y un silano da como resultado una composición que tiene resultados inesperadamente superiores como resina estable durante el almacenamiento.
Si se usa una carga con la composición de resina estable durante el almacenamiento descrita en el presente documento, es apropiada cualquier carga adecuada para la aplicación respectiva. Algunos ejemplos son polvo metálico, polvo de madera, polvo de vidrio, esferas de vidrio, óxidos semimetálicos y metálicos tales como, por ejemplo, SiO<2>(arena de cuarzo, polvo de sílice, sílice fundida), óxido de aluminio, óxido de titanio y óxido de zirconio, hidróxidos metálicos tales como MgOH<2>, AlOH3 y AlO(OH), nitruros semimetálicos y metálicos tales como, por ejemplo, nitruros de silicio, nitruros de boro y nitruro de aluminio, carburos semimetálicos y metálicos tales como, por ejemplo, carburos de SiC y boro, carbonatos metálicos tales como, por ejemplo, dolomita, tiza, CaCO3, sulfatos metálicos tales como, por ejemplo, barita y yeso, polvos de piedra y minerales naturales y sintéticos, en particular los del grupo de los silicatos, tales como, por ejemplo, zeolitas (en particular tamices moleculares), talco, mica, caolín, wollastonita y otros.
Por supuesto, no debe utilizarse una carga para usos como la impregnación de aisladores pasantes de papel para aplicaciones de alta tensión o la impregnación de cintas de mica o arrollamientos de filamentos de generadores y motores grandes aislados, ya que una carga bloquearía los poros e impediría una impregnación eficaz.
Además, se ha descubierto sorprendentemente que la composición descrita en el presente documento tiene resultados inesperadamente superiores cuando el contenido del endurecedor en la composición estable durante el almacenamiento es como se indica a continuación:
Solo si se usa una cantidad mínima del copolímero de bloques (4 % en peso o más), puede obtenerse un efecto significativo con respecto, por ejemplo, a la tenacidad.
Solo si se usa menos de una cantidad máxima del copolímero de bloques (8 % en peso o menos), la formulación es estable durante el almacenamiento. De lo contrario, tendería a la separación.
Los resultados pueden optimizarse seleccionando los parámetros del procedimiento para obtener la composición de resina estable durante el almacenamiento descrita en el presente documento. En particular, la mezcla de la resina epoxídica y el copolímero de bloques a una temperatura de dispersión elevada de 80 °C o más, por ejemplo, entre 80 y 120 °C, lo más preferiblemente, entre 80 y 100 °C, da como resultado una dispersión específicamente estable y homogénea.
Se sabe que la adición de silano mejora la adhesión de la matriz a la carga, sin embargo, parece ser nuevo que la aplicación de silano potencia el efecto del copolímero de bloques.
El componente endurecedor puede ser cualquiera de este tipo que sea adecuado para curar composiciones de resina epoxídica. Son ejemplos los compuestos basados en anhídrido, como el anhídrido metiltetrahidroftálico, o la amina, como las polieteraminas JEFFAMINE® disponibles en Huntsman Corp. o una filial de la misma (The Woodlands, TX), o la diciandiamida (“ dici” ), como Dyhard® 100S de Alzchem (Trostberg, Alemania), o en un catalizador, por ejemplo un catalizador catiónico, como el hexafluoroantimoniato de dibencilfenilsulfonio, que desencadena la polimerización.
Los ejemplos no limitativos de aminas adecuadas como endurecedor incluyen bencenodiamina, 1,3-diaminobenceno; 1.4- diaminobenceno; 4,4-diaminodifenilmetano; poliaminosulfonas, tales como 4,4'-diaminodifenilsulfona (4,4'-DDS), 4-aminofenilsulfona y 3,3'-diaminodifenilsulfona (3,3'-DDS); dicianpoliamidas, tales como diciandiamida; imidazoles; 4.4- metilendianilina; bis(4-amino-3,5-dimetilfenil)-1,4-diisopropilbenceno; bis(4-aminofenil)-1,4-diisopropilbenceno; etilendiamina (EDA); 4,4'-metilenbis-(2,6-dietil)-anilina (MDEA); m-xilendiamina (mXDa); dietilentriamina (DETA); trietilentetramina (TETA); trioxatridecanodiamina (TTdA); 4,4'-metilenbis-(3-cloro,2,6-dietil)-anilina (MCDeA); 4,4'-metilenbis-(2,6-diisopropil)-anilina (M-DIPA); 3,5-dietiltolueno-2,4/2,6-diamina (D-ETDA 80); 4,4'-metilenbis-(2-isopropil-6-metil)-anilina (M-MIPA); 4-clorofenil-N,N-dimetil-urea; 3,4-diclorofenil-N,N-dimetil-urea; 9,9-bis(3-metil-4-aminofenil)fluoreno; 9,9-bis(4-aminofenil)fluoreno; diaminociclohexano (DACH), isoforondiamina (IPDA); 4,4'-diaminodiciclohexilmetano; bisaminopropilpiperazina; y N-aminoetilpiperazina.
Los ejemplos no limitativos de anhídridos adecuados como endurecedores incluyen anhídridos policarboxílicos, tales como anhídrido nádico, anhídrido metilnádico, anhídrido ftálico, anhídrido tetrahidroftálico, anhídrido hexahidroftálico, anhídrido metiltetrahidroftálico, anhídrido metilhexahidroftálico, anhídrido endometilentetrahidroftálico, anhídrido hexacloroendometilentetrahidroftálico, anhídrido trimelítico, dianhídrido piromelítico, anhídrido piromelítico, anhídrido maleico, anhídrido succínico, anhídrido nonenilsuccínico, anhídrido dodecenilsuccínico, polianhídrido polisebácico, y polianhídrido poliazelaico.
Más detalles y ventajas resultarán evidentes a partir de los siguientes ejemplos. Los componentes utilizados en los mismos, que están todos disponibles en Huntsman Corp. o en una filial de la misma (con las excepciones indicadas), son los siguientes:
Resina Araldite® MY 740: resina epoxídica de bisfenol-A-diglicidil éter con un peso equivalente de epoxi de 180 190 g/eq.
Resina Araldite® CY 5995: resina epoxídica de bisfenol-A-diglicidil éter que contiene un endurecedor de núcleo y cubierta a base de polibutadieno con una cubierta de PMMA.
Endurecedor Aradur® HY 918-1: endurecedor de anhídrido que consiste en diversos isómeros del anhídrido metiltetrahidroftálico.
Acelerador Accelerator DY 070: 1-metil-imidazol-sílice
Sílice Silbond W12: harina de sílice con un tamaño de partícula promedio de 16 pm (proveedor: Quarzwerke GmbH, Frechen, Alemania)
Silano Silquest® A-187: [3-(2,3-epoxipropoxi)propil]trimetoxisilano (proveedor: Momentive Performance Materials, Albany, NY)
Genioperl® W35: copolímero de bloques con silicona y bloques orgánicos (proveedor: Wacker Chemie AG, Múnich, Alemania)
Ba 3579-3: Premezcla de 82 partes en peso de Aradur HY 918-1 y 0,5 partes en peso de Accelerator DY 070 Ejemplo comparativo 1
Se mezclaron 100 g de resina Araldite® CY 5995 con 82,5 g de Ba 3579-3 a 50-60 °C con un agitador de palas durante 5 min.
A continuación, se añadieron 274 g de sílice Silbond W12 en porciones mientras se calentaba la mezcla hasta aproximadamente 60 °C en el plazo de 10 min. Finalmente, se desgasificó la mezcla a vacío.
La viscosidad de la mezcla se midió a 60 y 80 °C.
Tras la desgasificación, luego se vertió la masa de reacción en un molde (precalentado hasta 100 °C) para preparar las placas para la prueba mecánica. Se colocó el molde en un horno durante 2 horas a 100 °C y 16 horas a 140 °C. Tras enfriar y desmoldar, se mecanizaron las placas para dar muestras de ensayo y se sometieron a determinar los parámetros mecánicos (prueba de tracción, tenacidad, coeficiente de expansión térmica (CTE) y Tg (mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) según la norma ISO 11357-2).
Ejemplo comparativo 2
Se mezclaron 100 g de resina Araldite® MY 740 con 85 g de Ba 3579-3 a 50-60 °C con un agitador de palas durante 5 min. A continuación, se añadieron 278 g de sílice Silbond® W12 en porciones mientras se calentaba la mezcla hasta aproximadamente 60 °C en el plazo de 10 min. Finalmente, se desgasificó la mezcla a vacío.
Tras la desgasificación, luego se vertió la masa de reacción en un molde (precalentado hasta 100 °C) para preparar las placas para la prueba mecánica. Se colocó el molde en un horno durante 2 horas a 100 °C y 16 horas a 140 °C. Tras enfriar y desmoldar, se mecanizaron las placas para dar muestras de ensayo y se sometieron a determinar los parámetros mecánicos (prueba de tracción, tenacidad, CTE y Tg (mediante DSC) según la norma ISO 11357-2). Ejemplo comparativo 3
Se mezclaron 94 g de resina Araldite® MY 740 y 6 g de Genioperl® W 35 a 90 °C con una mezcladora de palas durante 15 min.
A continuación, se enfrió la mezcla hasta 60 °C y se añadieron 85 g de Ba 3579-3 y se mezclaron a 60 °C con un agitador de palas durante 5 min.
A continuación, se añadieron 278 g de sílice Silbond W12 en porciones mientras se calentaba la mezcla hasta aproximadamente 60 °C en el plazo de 10 min. Finalmente, se desgasificó la mezcla a vacío.
Tras la desgasificación, luego se vertió la masa de reacción en un molde (precalentado hasta 100 °C) para preparar las placas para la prueba mecánica. Se colocó el molde en un horno durante 2 horas a 100 °C y 16 horas a 140 °C. Tras enfriar y desmoldar, se mecanizaron las placas en muestras de ensayo y se sometieron a determinar los parámetros mecánicos (prueba de tracción, tenacidad, CTE y Tg (mediante DSC) según la norma ISO 11357-2). Ejemplo comparativo 4
Se mezclaron 99 g de resina Araldite® MY 740 y 1 g de silano Silquest® A-187 a 60 °C con una mezcladora de palas durante 15 min. A continuación, se añadieron 85 g de Ba 3579-3 y se mezclaron a 60 °C con un agitador de palas durante 5 min.
A continuación, se añadieron 278 g de sílice Silbond W12 en porciones mientras se calentaba la mezcla hasta aproximadamente 60 °C en el plazo de 10 min. Finalmente, se desgasificó la mezcla a vacío.
Tras la desgasificación, luego se vertió la masa de reacción en un molde (precalentado hasta 100 °C) para preparar las placas para la prueba mecánica. Se colocó el molde en un horno durante 2 horas a 100 °C y 16 horas a 140 °C. Tras enfriar y desmoldar, se mecanizaron las placas en muestras de ensayo y se sometieron a determinar los parámetros mecánicos (prueba de tracción, tenacidad, CTE y Tg (mediante DSC) según la norma ISO 11357-2). Ejemplo 1:
Se mezclaron 93 g de resina Araldite® MY 740 con 6 g de Genioperl® W 35 a 90 °C con una mezcladora de palas durante 15 min.
A continuación, se enfrió la mezcla hasta 60 °C y se añadió 1 g de silano Silquest® A-187 y se mezcló con una mezcladora de palas durante 5 min.
A continuación, se añadieron 85 g de Ba 3579-3 y se mezclaron a 60 °C con un agitador de palas durante 5 min. A continuación, se añadieron 278 g de sílice Silbond W12 en porciones mientras se calentaba la mezcla hasta aproximadamente 60 °C en el plazo de 10 min. Finalmente, se desgasificó la mezcla a vacío.
La viscosidad de la mezcla se midió a 60 y 80 °C.
Tras la desgasificación, luego se vertió la masa de reacción en un molde (precalentado hasta 100 °C) para preparar las placas para la prueba mecánica. Se colocó el molde en un horno durante 2 horas a 100 °C y 16 horas a 140 °C. Tras enfriar y desmoldar, se mecanizaron las placas para dar muestras de ensayo y se sometieron a determinar los parámetros mecánicos (prueba de tracción, tenacidad, CTE y Tg (mediante DSC) según la norma ISO 11357-2). Ejemplo comparativo 5
Se mezclaron 93,5 g de resina Araldite® MY 740 y 6 g de Genioperl® W 35 a 90 °C con una mezcladora de palas durante 15 min.
A continuación, se enfrió la mezcla hasta 60 °C y se añadieron 0,5 g de silano Silquest® A-187 y se mezclaron con una mezcladora de palas durante 5 min.
A continuación, se añadieron 85 g de Ba 3579-3 y se mezclaron a 60 °C con un agitador de palas durante 5 min. A continuación, se añadieron 278 g de sílice Silbond W12 en porciones mientras se calentaba la mezcla hasta aproximadamente 60 °C en el plazo de 10 min. Finalmente, se desgasificó la mezcla a vacío.
Tras la desgasificación, luego se vertió la masa de reacción en un molde (precalentado hasta 100 °C) para preparar las placas para la prueba mecánica. Se colocó el molde en un horno durante 2 horas a 100 °C y 16 horas a 140 °C.
Tras enfriar y desmoldar, se mecanizaron las placas para dar muestras de ensayo y se sometieron a determinar los parámetros mecánicos (prueba de tracción, tenacidad, CTE y Tg (mediante DSC) según la norma ISO 11357-2). Ejemplo comparativo 6
Se mezclaron 96 g de resina Araldite® MY 740 con 3 g de Genioperl® W 35 a 90 °C con una mezcladora de palas durante 15 min.
A continuación, se enfrió la mezcla hasta 60 °C y se añadió 1 g de silano Silquest® A-187 y se mezcló con una mezcladora de palas durante 5 min.
A continuación se añadieron 85 g de Ba 3579-3 y se mezclaron a 60 °C con un agitador de palas durante 5 min. A continuación, se añadieron 278 g de sílice Silbond W12 en porciones mientras se calentaba la mezcla hasta aproximadamente 60 °C en el plazo de 10 min. Finalmente, se desgasificó la mezcla a vacío.
Tras la desgasificación, luego se vertió la masa de reacción en un molde (precalentado hasta 100 °C) para preparar las placas para la prueba mecánica. Se colocó el molde en un horno durante 2 horas a 100 °C y 16 horas a 140 °C. Tras enfriar y desmoldar, se mecanizaron las placas en muestras de ensayo y se sometieron a determinar los parámetros mecánicos (prueba de tracción, tenacidad, CTE y Tg (mediante DSC) según la norma ISO 11357-2). Ejemplo comparativo 7
Se mezclaron 96,5 g de resina Araldite® MY 740 con 3 g de Genioperl® W 35 a 90 °C con una mezcladora de palas durante 15 min.
A continuación, se enfrió la mezcla hasta 60 °C y se añadieron 0,5 g de silano Silquest® A-187 y se mezclaron con una mezcladora de palas durante 5 min.
A continuación, se añadieron 85 g de Ba 3579-3 y se mezclaron a 60 °C con un agitador de palas durante 5 min. A continuación, se añadieron 278 g de sílice Silbond W12 en porciones mientras se calentaba la mezcla hasta aproximadamente 60 °C en el plazo de 10 min. Finalmente, se desgasificó la mezcla a vacío.
Tras la desgasificación, luego se vertió la masa de reacción en un molde (precalentado hasta 100 °C) para preparar las placas para la prueba mecánica. Se colocó el molde en un horno durante 2 horas a 100 °C y 16 horas a 140 °C. Tras enfriar y desmoldar, se mecanizaron las placas para dar muestras de ensayo y se sometieron a determinar los parámetros mecánicos (prueba de tracción, tenacidad, CTE y Tg (mediante DSC) según la norma ISO 11357-2). Los parámetros y resultados de los ejemplos se resumen en la tabla siguiente.
La temperatura de agrietamiento simulada se calculó de la misma manera que se explica en el documento EP 1165 688 A1. La fórmula es:
RI = -498,08 ■ Z0,18480890 ■ G0,19411460 ■ (A-18)<-0,391334273 ■ 0^,158387791>+ 224,25
RI = temperatura de agrietamiento simulada en °C
Z = alargamiento a la rotura en %
G = G<ic>en J/m2;
A = CTE en ppm/K
T = Tg en °C
A partir de los resultados que se enumeran en la tabla, se hacen evidentes los siguientes beneficios de la composición de resina descrita en el presente documento:
(1) Viscosidad mucho menor de la composición de resina descrita en el presente documento (1700 mPas a 40 °C) en comparación con la resina Araldite® CY 5995 (8000 mPas a 40 °C).
(2) La ventaja más importante del ejemplo inventivo sobre los ejemplos no inventivos es la temperatura de agrietamiento simulada muy reducida. Esto significa, para una aplicación práctica, una resistencia al agrietamiento por ciclo térmico mucho mejor.
(3) Menor viscosidad de la formulación que contiene carga descrita en el presente documento en comparación con una basada en la resina Araldite® CY 5995. Esto permitiría usar incluso más carga y, por tanto, reducir los costes. (4) Un mejor rendimiento de impregnación permite aplicar este concepto de endurecimiento también a las resinas de baño de impregnación a presión a vacío (VPI) para grandes generadores y motores (LGM) o a los sistemas de impregnación para RIP o a los sistemas de impregnación para bobinas de encendido, donde la resina Araldite® CY 5995 no podría usarse porque el endurecedor de núcleo y cubierta bloquea la impregnación de los arrollamientos de las bobinas.
(5) Costes de producción más razonables de la resina endurecida debido a que no es necesario separar por destilación el agua como en el procedimiento de fabricación de la resina Araldite® CY 5995 (véase el documento US 6111015).
(6) Mejor estabilidad al envejecimiento térmico (clase H según la norma IEC 60216 o incluso mejor).

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Una composición de resina estable durante el almacenamiento, que comprende una resina epoxídica, un copolímero de bloques con silicona y bloques orgánicos y un silano, en donde el copolímero de bloques está presente en la composición en una cantidad del 4 al 8 % en peso y el silano está presente en la composición en una cantidad del 0,6 al 1,5 % en peso, ambas cantidades basadas en la suma de las cantidades de la resina epoxídica, el copolímero de bloques y el silano.
  2. 2. La composición de resina estable durante el almacenamiento según la reivindicación 1, en donde la resina epoxídica es una resina epoxídica de bisfenol-A.
  3. 3. La composición de resina estable durante el almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el silano es un silano epoxídico.
  4. 4. Un procedimiento para obtener una composición de resina estable durante el almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la resina epoxídica se mezcla con el copolímero de bloques a una temperatura de 80 °C o más, preferiblemente entre 80 y 120 °C, lo más preferiblemente entre 80 y 100 °C, para obtener una mezcla, la mezcla se enfría hasta una temperatura de 60 °C o menos, preferiblemente entre 60 y 40 °C, y luego se mezcla con el silano.
  5. 5. Una composición de resina curable que comprende una composición de resina estable durante el almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y un componente endurecedor.
  6. 6. La composición de resina curable según la reivindicación 5, en donde el componente endurecedor se basa en anhídrido, amina, diciandiamida o un catalizador que desencadena la polimerización epoxídica.
  7. 7. La composición de resina curable según cualquiera de las reivindicaciones 5 y 6, en donde la composición comprende además un componente de carga.
  8. 8. La composición de resina curable según la reivindicación 7, en donde la composición contiene el componente de carga en una cantidad del 60 al 70 % en peso, basado en la suma de las cantidades de la resina epoxídica, el copolímero de bloques, el silano, el endurecedor y el componente de carga.
  9. 9. La composición de resina curable según las reivindicaciones 7 u 8, en donde el componente de carga comprende sílice.
  10. 10. La composición de resina curable según la reivindicación 9, en donde el contenido de sílice en el componente de carga es del 50 al 100 % en peso, basado en la suma de los constituyentes del componente de carga.
  11. 11. Un artículo curado que puede obtenerse curando una composición de resina curable según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10.
  12. 12. Uso de un artículo curado según la reivindicación 11 para aplicaciones eléctricas, tales como transformadores de instrumentos, aparamentas de conexión, aisladores, aisladores pasantes, aisladores de núcleo hueco o transformadores de distribución de tipo seco
  13. 13. Uso de una composición de resina curable según cualquiera de las reivindicaciones 5 y 6 para la impregnación de aisladores pasantes de papel para aplicaciones de alta tensión, o para la impregnación de cinta de mica o arrollamientos de filamento de grandes generadores y motores aislados.
  14. 14. Uso de una composición de resina curable según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10 para la encapsulación de estátores de motores eléctricos.
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