CN108467686A - 在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法及其应用。所述方法包括以下步骤：a.将环氧树脂组合物施涂于绝缘材料和金属组件中的一个或两个的一部分上；b.使绝缘材料与金属组件接触，使得环氧树脂组合物形成绝缘材料与金属组件之间的密封；c.将密封固化以形成固化密封；所述绝缘材料基本包含玻璃、陶瓷、聚合物或上釉材料；所述环氧树脂组合物包含：酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂或其组合；且所述固化密封暴露于包含一种或两种以上的芳族化合物的流体。本发明提供的环氧树脂组合物能够在电容器的异质组件之间提供可经得起 电容器经受的严苛环境条件的密封，生产工艺简单，适于大规模生产和应用。

Description

在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法及应用
技术领域
本发明特别涉及一种一种在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法及应用。
背景技术
接合异质材料，例如金属和非金属材料通常呈现两种以上的技术挑战。不仅是对许多类型的常规接合方法具有抗性的异质材料，甚至形成的结合处可能不能经得起实质性应力或严苛环境条件。这些挑战对室外放置的电设备而言是特别如此，然而，严苛环境因素如高温也可存在于室内环境中。例如，在电容器箱的情况下，需要将非金属电容器衬套与金属端帽和金属箱盖接合。电容器衬套用于几个功能。衬套的主要功能是将可以为数千伏特电势的电引线与电容器箱的金属体以及相互分离。电容器衬套还用于将电容器内部的内容物与外部环境分离。需要保护内部电容器组件以防与外部环境接触，因为被湿气或粉尘污染可使电介质电容器流体降解并导致电容器失效。另外，电容器衬套将电容器内部的电介质流体密封并防止它逃逸到环境中。
目前，存在可用于接合这些金属和非金属表面的几种不同路线。一个实例为焊接。焊接电容器衬套通常涉及复杂的程序，其中将两个厚银基上漆膜涂层以谨慎控制的方法施涂于电容器衬套上。将油漆涂层干燥，然后将电容器衬套在谨慎控制的条件下在高温下烧制。在烧制方法以后，可将 电容器衬套焊接在金属组件上。焊接方法可能是复杂、费力且昂贵的。
接合金属和非金属表面的备选路线是使用机械组件和紧固件。机械紧固要求其它组件，这增加了电容器箱的费用和复杂性，且机械紧固件可能提供对一些应用而言不足的接合强度，并且在电容器的寿命中，当它暴露于严苛环境条件时在机械应力下损失密封完整性。
因此，需要接合用于制造电容器箱的异质材料如金属和非金属组件的改进方法。具体而言，需要接合金属和非金属组件的改进技术，其是较便宜且较简单的方法并且产生在电容器的寿命期间更可靠的密封性能的较强接合。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法及应用，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
一种在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法，其特征在于包括以下步骤：a.将环氧树脂组合物施涂于绝缘材料和金属组件中的一个或两个的一部分上；b.使绝缘材料与金属组件接触，使得环氧树脂组合物形成绝缘材料与金属组件之间的密封；c.将密封固化以形成固化密封；所述绝缘材料基本包含玻璃、陶瓷、聚合物或上釉材料；所述环氧树脂组合物包含：酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂或其组合；和固化剂；且所述固化密封暴露于包含一种或两种以上的芳族化合物的流体。
进一步的，所述金属组件为电容器箱上的箱盖和衬套上的端帽中的一个；和/或，所述固化剂为含胺硬化剂；和/或，所述固化剂为氨腈或双氰胺。
进一步的，所述将密封固化包括将密封加热至足以将环氧树脂组合物固化的温度；所述将密封固化包括将密封加热至80～160℃；和/或，将密封固化包括将密封加热至80～160℃并将密封在80～160℃下保持30～120分钟。
进一步的，所述将密封固化包括感应加热1～10分钟。
较为优选的，所述一种或两种以上的芳族化合物选自二芳基乙烷、二芳基甲烷、三芳基甲烷、三芳基乙烷、联苯、单芳族化合物和萘中的任意一种或两种以上的组合。
进一步的，所述固化密封为气密的。
本发明另一方面还提供了一种包含绝缘材料、金属组件和在绝缘材料与金属组件之间的固化密封的设备，其特征在于：所述固化密封包含环氧树脂组合物；所述绝缘材料包括玻璃、陶瓷、聚合物或上釉材料；所述环氧树脂组合物包括：酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂或其组合；且所述固化密封暴露于包含一种或两种以上的芳族化合物的流体。
进一步的，所述金属组件为电容器箱上的箱盖和衬套上的端帽中的一个。
较为优选的，所述环氧树脂组合物包含至少50％聚合物含量的聚合物。
较为优选的，所述所述一种或两种以上的芳族化合物包括二芳基乙烷、二芳基甲烷、三芳基甲烷、三芳基乙烷、联苯、单芳族化合物和萘中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
与现有技术相比，本发明的优点包括：本发明提供的环氧树脂组合物能够在电容器的异质组件之间提供可经得起 电容器经受的严苛环境条件的密封，生产工艺简单，适于大规模生产和应用。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例提供了一种在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法，其包括步骤： a.将环氧树脂组合物施涂于绝缘材料和金属组件中的一个或两个的一部分上；b.使绝缘材料与金属组件接触，使得环氧树脂组合物形成绝缘材料与金属组件之间的密封；c.将密封固化以形成固化密封；其中绝缘材料基本包含玻璃、陶瓷、聚合物或上釉材料；其中环氧树脂组合物包含：酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂或其组合；其中固化密封暴露于包含一种或两种以上的芳族化合物的流体。
进一步的，其中所述金属组件为电容器箱上的箱盖和衬套 上的端帽中的一个。
较为优选的，所述固化剂为含胺硬化剂。
较为优选的，所述固化剂为氨腈或双氰胺。
较为优选的，所述方法还包括将密封固化包括将密封加热至足以将环氧树脂组合物固化的温度。
进一步的，将密封固化包括将密封加热至80～160℃。
进一步的，将密封固化包括将密封加热至80～160℃并将保持30～ 120分钟。
较为优选的，所述密封固化包括感应加热。
较为优选的，所述方法还包括将密封固化包括感应加热1～ 10 分钟。
进一步的，其中所述环氧树脂组合物包含至少50％聚合物；其进一步包括在步骤b以后，将压力施 加在密封上的步骤；其中一种或两种以上的芳族化合物选自二芳基乙烷、二芳基甲烷、三芳基甲烷、三芳基乙烷、联苯、单芳族化合物和萘的一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步的，其中所述密封可经得起50～100℃的热冲击；其中密封在暴露于盐喷雾、紫外线和 100％相对湿度中的一个或多个2000小时以后抗破裂；其中密封的硬度在包含一种或两种以上的芳族化合物的流体中120天以后降低小于2％。
本发明另一方面还提供了一种包含绝缘材料、金属组件和在绝缘材料与金属组件之间的固化密封的设备，其中固化密封包含环氧树脂组合物；绝缘材料基本包含玻璃、陶瓷、聚合物或上釉材料，但不限于此。
其中环氧树脂组合物包含：酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂或其组合，但不限于此；其中固化密封暴露于包含一种或两种以上的芳族化合物的流体。
进一步的，其中金属组件为电容器箱上的箱盖和衬套上的端帽中的一个；其中环氧树脂组合物包含至少50％聚合物。
较为优选的，其中一种或两种以上的芳族化合物选自二芳基乙烷、二芳基甲烷、三芳基甲烷、三芳基乙烷、联苯、单芳族化合物和萘，但不限于此。
进一步的，在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法，其包括步骤：a.将组合物的第一部分施涂于绝缘材料并将组合物的第二部分施涂于金属组件上；b.使绝缘材料与金属组件接触使得组合物的第一部分和第二部分结合并 在绝缘材料与金属组件之间形成环氧树脂组合物； c.将环氧树脂组合物固化以形成固化密封；其中绝缘材料基本包含玻璃、陶瓷、聚合物或上釉材料；其中环氧树脂组合物包含：酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂或其组合；其中固化密封暴露于包含一种或两种以上的芳族化合物的流体。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法，其特征在于包括以下步骤：a.将环氧树脂组合物施涂于绝缘材料和金属组件中的一个或两个的一部分上；b.使绝缘材料与金属组件接触，使得环氧树脂组合物形成绝缘材料与金属组件之间的密封；c.将密封固化以形成固化密封；所述绝缘材料基本包含玻璃、陶瓷、聚合物或上釉材料；所述环氧树脂组合物包含：酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂或其组合；和固化剂；且所述固化密封暴露于包含一种或两种种以上的芳族化合物的流体。
2.根据权利要求1的在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法，其特征在于：所述金属组件为电容器箱上的箱盖和衬套上的端帽中的一个；和/或，所述固化剂为含胺硬化剂；和/或，所述固化剂为氨腈或双氰胺。
3.根据权利要求1的在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法，其特征在于：所述将密封固化包括将密封加热至足以将环氧树脂组合物固化的温度；所述将密封固化包括将密封加热至80～160℃；和/或，将密封固化包括将密封加热至80～160℃并将密封在80～160℃下保持30～120分钟。
4.根据权利要求1的在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法，其特征在于：所述将密封固化包括感应加热1～10分钟。
5.根据权利要求1的在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法，其特征在于：所述一种或两种以上的芳族化合物选自二芳基乙烷、二芳基甲烷、三芳基甲烷、三芳基乙烷、联苯、单芳族化合物和萘中的任意一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1的在绝缘材料与金属组件之间形成固化密封的方法，其特征在于：所述固化密封为气密的。
7.一种包含绝缘材料、金属组件和在绝缘材料与金属组件之间的固化密封的设备，其特征在于：所述固化密封包含环氧树脂组合物；所述绝缘材料包括玻璃、陶瓷、聚合物或上釉材料。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：所述环氧树脂组合物包括：酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂或其组合；且所述固化密封暴露于包含一种或两种以上的芳族化合物的流体。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：所述金属组件为电容器箱上的箱盖和衬套上的端帽中的一个。
10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：所述环氧树脂组合物包含至少50％聚合物含量的聚合物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105683318A (zh) * 2013-11-08 2016-06-15 库珀技术公司 使用环氧树脂组合物接合异质材料

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