Composiciones de resina epoxi que contienen grupos epoxi y éster vinílico.

Material de recubrimiento que contiene

i) 100 partes en peso de una composición de resina epoxi que contiene

a) el producto de reacción de

a1) uno o varios compuestos epoxi con al menos 2 grupos epoxi y

a2) de 0,

2 a 0,9 moles de ácido acrílico o ácido metacrílico o sus mezclas por mol de grupos epoxi, como componente A;

b) un disolvente que contiene grupos vinilo como componente B, estando constituido el disolvente que contiene grupos vinilo del componente B en al menos el 90 % en peso por disolventes que contienen grupos vinilo difuncionales, con respecto a la suma de todos los disolventes que contienen grupos vinilo,

ii) de 0,1 a 10 partes en peso de un iniciador de polimerización formador de radicales,

iii) de 0,1 a 5 partes en peso de un endurecedor, que es un ácido de Lewis.

Composiciones de resina epoxi que contienen grupos epoxi y áster vinílico

La invención se refiere a un material de recubrimiento que contiene composiciones de resina epoxi que contienen grupos epoxi y áster vinílico, así como a su uso para el aislamiento de componentes y aparatos eléctricos y electrónicos.

Actualmente, las composiciones estándar líquidas usadas para el aislamiento eléctrico son a base de poliésteres insaturados (UP) o resinas epoxi (EP).

Los sistemas UP, que se usan como resina de impregnación, contienen un diluyente reactivo tal como, por ejemplo, estireno, y causan, con ello, emisiones de monómeros correspondientemente elevadas durante el endurecimiento, o están exentos de monómeros con la viscosidad más elevada asociada a ello. La polimerización radical se realiza habitualmente usando un iniciador de radicales térmico o mediante irradiación con luz UV.

Los sistemas de resina epoxi que se usan se endurecen mediante calor. Como componente endurecedor sirven, a este respecto, o bien anhídridos de ácido o bien, si no, en el caso de endurecimiento catalítico, ácidos de Lewis, por ejemplo complejos BCI3-amina.

Una descripción amplia de polímeros que se usan como resinas de impregnación se encuentra en Horst Sulzbach (editor), "Polymers for Electrical Insulation", Verlag Moderne Industrie 28, ISBN 978-3-937889-82-5 y las citas mencionadas en el mismo.

Los ásteres epoxivinílicos presentan muchas de las propiedades ventajosas de sistemas de resina epoxi tales como una buena procesabilidad y resistencia a productos químicos y, además, pueden diluirse en disolventes acrílicos con un contenido de VOC muy reducido (VOC = volatile organic compounds, compuestos orgánicos volátiles). En el documento US 5.984.647 se describe el uso de dichos sistemas para la impregnación de un motor hermético. No obstante, las fuerzas adhesivas de estos sistemas no alcanzan los valores que son posibles en principio con sistemas de resina epoxi.

Las propiedades de endurecimiento UV de composiciones de resinas epoxi con grupos epoxi que solo han reaccionado parcialmente se describen por Saiki y col. en el Journal of Applied Polymer Science 117 (21) 3466- 3472 y por Park y col. en el International Journal of Adhesives & Adhesives 29 (29) 71 - 717. El documento US 4.888.269 describe dichas resinas que contienen grupos epoxi y grupos acrilato en asociación con diluyentes reactivos polifuncionales que contienen grupos vinilo con más de 2 grupos vinilo, endureciéndose los sistemas descritos en el mismo con aminas y usándose como tintas resistentes a la soldadura.

Es objetivo de la invención proporcionar un sistema de resina de impregnación que reúna las buenas propiedades de adherencia y la estabilidad a largo plazo de sistemas de resina epoxi con la buena elasticidad de sistemas de contienen grupos acrilato, tenga una viscosidad reducida y solo contenga cantidades reducidas de VOC.

El objetivo se logra mediante un material de recubrimiento que contiene

i) 1 partes en peso de una composición de resina epoxi que contiene

a) el producto de reacción de

a1) uno o varios compuestos epoxi con al menos 2 grupos epoxi y

a2) de ,2 a ,9 moles de ácido acrílico o ácido metacrílico o sus mezclas por mol de grupos epoxi, como componente A;

b) un disolvente que contiene grupos vinilo como componente B;

estando constituido el disolvente que contiene grupos vinilo del componente B en al menos el 9 % en peso por disolventes que contienen grupos vinilo difuncionales, con respecto a la suma de todos los disolventes que contienen grupos vinilo,

ii) de ,1 a 1 partes en peso de un iniciador de polimerización formadorde radicales,

iii) de ,1 a 5 partes en peso de un endurecedor, que es un ácido de Lewis.

Sorprendentemente, se ha demostrado que un sistema de resina epoxi en el que los grupos oxirano solo se han transformado parcialmente en grupos áster vinílico muestran una fuerza de adherencia comparable a las resinas epoxi y se pueden mezclar sin ningún problema con diluyentes reactivos que posean un grupo vinilo y una funcionalidad áster.

Los sistemas híbridos de epoxi-éster vinílico (EVHS) usados según la invención pueden endurecerse mediante calor, polimerizando los grupos áster vinílico mediante un iniciador de radicales y reticulando los grupos epoxi mediante un ácido de Lewis activado térmicamente.

De este modo, se proporcionan sistemas de resina según la invención para el aislamiento eléctrico con unas propiedades de resistencia a la temperatura, adherencia y aislamiento eléctrico sobresalientes en estado endurecido. La resina puede usarse para sola o en combinación con materiales de aislamiento sólidos (bandas, etc.), para aislar aparatos eléctricos tales como motores, transformadores y generadores.

Las composiciones de resina epoxi que se usan según la invención contienen un producto de reacción parcial de uno o varios compuestos con funcionalidad epoxi con 2 o más grupos epoxi con ácido acrílico o ácido metacrílico, no haciéndose reaccionar todos los grupos epoxi y, por lo tanto, permaneciendo aún anillos de oxirano en la molécula. Este producto de reacción parcial se diluye con un diluyente reactivo que contiene grupos vinilo.

Los compuestos con funcionalidad epoxi con al menos 2 grupos epoxi adecuados son los ásteres diglicidílicos de bisfenol A y bisfenol F, siendo preferente el áster gllcldíllco de blsfenol A. Los compuestos con funcionalidad epoxi adecuados con al menos 2 grupos epoxi son además compuestos epoxi a base de fenolnovolac o cresolnovolac. Estos se obtienen mediante reacción de resinas de fenol-formaldehído o respectivamente resinas de cresol- formaldehído con epiclorhidrina o metilepiclorhidrina como glicidiléter o metilglicidiléter. Los fenolnovolac- (metil)gMcidiléteres y cresolnovolac-(metil)glicidiléteres presentan, en general, un punto de fusión en el intervalo de 6 a 12 °C, preferentemente de 7 a 1 °C, y presentan por molécula, en promedio, de 2 a 2, preferentemente de 3 a 1 grupos epoxi.

Los compuestos con funcionalidad epoxi se hacen reaccionar en presencia de un catalizador de esterificación con ácido acrílico o ácido metacrílico a temperaturas de, en general, 6 a 14 °C, preferentemente de 8 a 12 °C. Los catalizadores de esterificación adecuados son aminas terciarias tales como trietilamina o diazabiciclooctano o sales de amonio cuaternario, por ejemplo cloruro de tetrametilamonio.

Es preferente un producto de reacción de

a1) uno o vahos compuestos epoxi con al menos 2 grupos epoxi y

a2) de ,3 a ,7 moles, de modo particularmente preferente de ,35 a ,65 moles, de ácido acrílico o ácido metacrílico o sus mezclas por mol de grupos epoxi.

Los disolventes que contienen grupos vinilo adecuados (también denominados diluyentes reactivos) son diluyentes reactivos monofuncionales, difuncionales y polifuncionales con, en general, de 1 a 6 grupos vinilo. Son preferentes los acrilatos y metacrilatos de dioles y polloles con, en general, de 2 a 6 grupos OH. Son particularmente preferentes los acrilatos y metacrilatos de dioles, por ejemplo di(met)acrilato de butanodlol, dl(met)acrilato de hexanodlol, dl(met)acrilato de dietilegllcol, dl(met)acrllato de trietilenglicol, di(met)acrllato de dlpropllenglicol, di(met)acrllato de trlpropilenglicol, así como otros dl(met)acrllatos producidos a gran escala técnica.

Diluyentes polifuncionales con 3 a 6 grupos vinilo adecuados son, por ejemplo, los ésteres de ácido (met)acrílico de trimetilolpropano, pentaeritritol o dipentaeritritol, o los ésteres de alilalcohol de ácido trimelftico o piromelítico.

Pueden usarse diluyentes reactivos con funcionalidad 3 o superior para aumentar la densidad de reticulación también junto con diluyentes reactivos difuncionales.

Además, pueden usarse conjuntamente diluyentes reactivos con solo un grupo vinilo. Ejemplos son (met)acnlato de butilo, (met)acrilato de hexllo y (met)acrllato de octilo.

Preferentemente, las composiciones de resina epoxi o materiales de recubrimiento según la invención, con respecto a la suma de todos los diluyentes reactivos, contienen al menos el 9 % en peso, de modo particularmente preferente al menos el 95 % en peso, particularmente exclusivamente, diluyentes reactivos difuncionales, es decir, aquellos con 2 grupos vinilo, por ejemplo di(met)acrilato de butanodiol.

En general, las composiciones de resina epoxi según la invención contienen del 4 al 7 % en peso, preferentemente del 45 al 65 % en peso, de producto de reacción de compuesto epoxi y ácido (met)acrílico (componente A) y del 23 al 58 % en peso, preferentemente del 3 al 48 % en peso de disolvente que contiene... [Seguir leyendo]

1. Material de recubrimiento que contiene

i) 1 partes en peso de una composición de resina epoxi que contiene

a) el producto de reacción de

a1) uno o varios compuestos epoxi con al menos 2 grupos epoxi y

a2) de ,2 a ,9 moles de ácido acrílico o ácido metacrílico o sus mezclas por mol de grupos epoxi, como componente A;

b) un disolvente que contiene grupos vinilo como componente B, estando constituido el disolvente que contiene grupos vinilo del componente B en al menos el 9 % en peso por disolventes que contienen grupos vinilo difuncionales, con respecto a la suma de todos los disolventes que contienen grupos vinilo,

ii) de ,1 a 1 partes en peso de un iniciador de polimerización formadorde radicales,

iii) de ,1 a 5 partes en peso de un endurecedor, que es un ácido de Lewis.

2. Material de recubrimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en el componente A se hacen reaccionar por mol de grupos epoxi de ,3 a ,7 moles de ácido acrílico o ácido metacrílico o sus mezclas.

3. Material de recubrimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en el componente A se hace reaccionar bisfenol A-diglicidiléter como compuesto epoxi a1).

4. Material de recubrimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en el componente A se hace reaccionar un fenolnovolac-glicidiléter como compuesto epoxi a1).

5. Material de recubrimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en el componente A se hace reaccionar un cresolnovolac-glicidiléter como compuesto epoxi a1).

6. Material de recubrimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el disolvente que contiene grupos vinilo del componente B está seleccionado del grupo constituido por di(met)acrilato de butanodiol, di(met)acrilato de hexanodiol, di(met)acrilato de dietileglicol, di(met)acrilato de trietilenglicol, di(met)acrilato de dipropilenglicol y di(met)acrilato de tripropilenglicol.

7. Material de recubrimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el ácido de Lewis es un complejo de BF3 BChy una amina terciaria.

8. Uso del material de recubrimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7 para el aislamiento de componentes y aparatos eléctricos y electrónicos.

9. Uso de una composición de resina epoxi que contiene

a) el producto de reacción de

a1) uno o varios compuestos epoxi con al menos 2 grupos epoxi y

a2) de ,2 a ,9 moles de ácido acrílico o ácido metacrílico o sus mezclas por mol de grupos epoxi, como componente A;

b) un disolvente que contiene grupos vinilo como componente B, para el aislamiento de motores eléctricos que se usan en unidades de refrigeración.

1. Uso según la reivindicación 9, caracterizado porque en el componente A se hace reaccionar bisfenol A- diglicidiléter como compuesto epoxi a1).

11. Uso según la reivindicación 9, caracterizado porque en el componente A se hace reaccionar un fenolnovolac- diglicidiléter como compuesto epoxi a1).

12. Uso según la reivindicación 9, caracterizado porque en el componente A se hace reaccionar un cresolnovolac- diglicidiléter como compuesto epoxi a1).

13. Uso según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque el disolvente que contiene grupos vinilo del componente B está constituido en al menos el 9 % en peso por disolventes que contienen grupos vinilo difuncionales, con respecto a la suma de todos los disolventes que contienen grupos vinilo.

14. Uso según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque el disolvente que contiene grupos vinilo del componente B está seleccionado del grupo constituido por di(met)acrilato de butanodiol, di(met)acrilato de hexanodiol, di(met)acrilato de dietileglicol, di(met)acrilato de trietilenglicol, di(met)acrilato de dipropilenglicol y d¡(met)acrilato de tripropilenglicol.

15. Uso de un material de recubrimiento que contiene

i) 1 partes en peso de una composición de resina epoxi tal como se define en una de las reivindicaciones 9 a 14,

ii) de ,1 a 1 partes en peso de un iniciador de polimerización formadorde radicales,

iii) de ,1 a 5 partes en peso de un endurecedor,

para el aislamiento de motores eléctricos que se usan en unidades de refrigeración.

16. Uso según la reivindicación 15, caracterizado porque el endurecedor iii) es un ácido de Lewis.

17. Uso según la reivindicación 16, caracterizado porque el ácido de Lewis es un complejo de BF3 o BCI3 y una amina terciaria.

18. Uso según la reivindicación 15, caracterizado porque el endurecedor iii) es un anhídrido de ácido carboxílico.