TW201307421A

TW201307421A - 絕緣調配物

Info

Publication number: TW201307421A
Application number: TW101116760A
Authority: TW
Inventors: Mohamed Esseghir; William J Harris
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-02-16
Also published as: EP2707411A1; EP2707411B1; JP2014520172A; US20140079953A1; MX2013013272A; MX349112B; BR112013029224B1; JP6030125B2; CA2835651A1; TWI540146B; BR112013029224A2; KR20140040150A; CN103649158A; WO2012158291A1; KR101901473B1; CN103649158B

Abstract

一種有用於作為電氣裝置之絕緣材料之可固化環氧樹脂調配組成物，其包括(a)至少一種二氧化二乙烯基芳烴；(b)至少一種不同於組分(a)之該二氧化二乙烯基芳烴之環氧樹脂；(c)至少一種酸酐硬化劑；(d)至少一種填料；及(e)至少一種固化催化劑；其中該環氧樹脂調配組成物在固化後提供諸如Tg、拉伸強度、介電強度及體積電阻率之電性質、機械性質及熱性質得到所需平衡之固化產物以使該固化產物可用於在大於或等於100℃之溫度下操作之應用中。

Description

絕緣調配物

發明背景

本發明係關於一種環氧樹脂調配物，且更特定言之係關於一種有用於作為電氣裝置之絕緣材料之環氧樹脂調配物。

存在若干與用作電絕緣材料之固化經填充環氧樹脂相關之已知先前技術方法，其中電絕緣材料之一種性質得以改良。然而，迄今為止已知技術中尚未成功提供用於電絕緣材料之為100℃及100℃以上操作溫度之必要性質(諸如電性質、機械性質及熱性質)得到所需平衡的經填充環氧樹脂調配物。

具有二氧化矽填料之典型固化環氧樹脂澆鑄絕緣材料調配物具有約70-95℃之玻璃轉移溫度、約70-90 MPa之拉伸強度、通常約小於1.0 W/mK之熱導率、約10¹⁵至10¹⁶歐姆-公分(ohm-cm)之體積電阻率，包括許多其他性質。供各種終端使用之固體絕緣材料需要此等性質(諸如以上提及之性質)得到所需平衡。此外，絕緣材料應具有加工特性，包括例如在環氧樹脂調配物固化之前應具有必要黏度以成功用作例如電氣裝置(諸如電力變壓器)領域中之絕緣材料。

玻璃轉移溫度(Tg)為絕緣中之一種尤其關鍵性質，因為隨著接近玻璃轉移溫度(且隨後越過該溫度)，如經由使用動態機械分析器進行溫度掃描(temperature sweep)所量測或在某一高溫或溫度勻變下在烘箱/環境腔室中量測之機械及熱機械性質(諸如儲存模數)降低；拉伸強度降低；電絕緣性質(諸如體積電阻率及介電強度)降低；且熱線性膨脹係數增加。以上性質組合之變化可導致絕緣材料過早失效，此又會導致短路。舉例而言，Journal of Applied Polymer Science,1981,26,2211描述在固化環氧樹脂中，介電強度隨著接近Tg而降低。亦已知固化環氧樹脂產品之拉伸強度降低及熱線性膨脹係數增加隨著接近Tg而發生。增加環氧樹脂絕緣材料之Tg為一種增加例如電力變壓器之使用溫度(包括短期較高溫度侵襲)之方式。然而，在固化環氧樹脂中，隨著Tg增加，材料之強度降低；且因此，絕緣材料之脆性可增加，從而使絕緣材料更易破裂。因此，破裂促使電絕緣材料失效，如藉由電短路所證實。

經填充環氧樹脂調配物在固化之前應具有適當黏度(例如小於20,000 mPa-s)以使調配物可經澆鑄以製造物品，諸如電力變壓器。對於電絕緣應用而言，將適用的是開發諸如加工黏度、Tg、拉伸強度、體積電阻率、介電擊穿強度及熱導率之性質得到平衡之經填充環氧樹脂調配物以使所需性質(諸如電性質、機械性質及熱性質)得到平衡之絕緣材料可在100℃及100℃以上之操作溫度下使用。

本發明係有關一種有用於作為電氣裝置(諸如電力變壓器)之電絕緣材料之目標環氧樹脂可固化調配物或組成物。舉例而言，本發明之可固化組成物可包含兩種或兩種以上環氧樹脂之混合物或摻合物，其中該混合物中之至少一種環氧樹脂包含二氧化二乙烯基芳烴；至少一種酸酐硬化劑；至少一種填料；至少一種固化催化劑；及其他視情況選用之物質。在一個具體實例中，填料可具有熱導性及電絕緣性。

在一個具體實例中，可設計本發明之經填充環氧樹脂調配物具有大於或等於約80℃之Tg、大於約0.8 W/mK之熱導率、大於或等於約20 kV/mm之介電擊穿強度、大於約10¹⁵歐姆-公分之體積電阻率、及大於約65 MPa之拉伸強度，從而提供機械性質、熱性質及電性質之總平衡以利用該調配物作為絕緣電氣裝置之應用領域中之電絕緣材料。

在另一具體實例中，調配物在固化之前在澆鑄溫度下具有小於約20,000 mPa-s之黏度，此允許調配物塗覆(例如藉由塗佈、浸漬及/或澆鑄)在變壓器之線圈及繞組周圍。

在澆鑄溫度下得到加工黏度平衡及在固化調配物後得到性質平衡之情況下，本發明提供電絕緣材料之必要性質以及電絕緣材料之可澆鑄性。本發明提供先前技術環氧樹脂電絕緣系統之改良，因為此等先前已知系統不能高效用於在較高溫度下操作之電力變壓器中。

在本發明之另一具體實例中，作為一種改良可加工性及/或物理性質特徵之手段，調配物可包括用於例如變壓器介電絕緣材料中之二氧化二乙烯基芳烴，諸如二氧化二乙烯基苯(DVBDO)。本發明調配物具有DVBDO會使得調配物黏度較低且Tg增加，此未必會引起電氣裝置中所需之關鍵性質(諸如強度)實質性下降。

在本發明之最廣泛範疇中，本發明係有關一種環氧樹脂調配組成物，其包含(a)至少一種二氧化二乙烯基芳烴；(b)至少一種不同於(a)之二氧化二乙烯基芳烴之環氧樹脂；(c)至少一種酸酐硬化劑；(d)至少一種填料；及(e)至少一種固化催化劑或促進劑。

為方便起見，對於本發明之調配組成物，以總調配物計，(d)填料之量之範圍將通常為在一個具體實例中約40重量百分比(wt%)至約90 wt%、在另一具體實例中約50 wt%至約80 wt%、在另一具體實例中約60 wt%至約70 wt%、且在另一具體實例中約62 wt%至約68 wt%；而(a)至少一種二氧化二乙烯基芳烴、(b)至少一種除二氧化二乙烯基芳烴以外之環氧樹脂、(c)至少一種酸酐硬化劑及(e)至少一種固化催化劑或促進劑之組合的範圍將為在一個具體實例中約10 wt%至60 wt%、在另一具體實例中約20 wt%至約50 wt%、在另一具體實例中約30 wt%至約40 wt%、且在另一具體實例中約32 wt%至約38 wt%。當利用視情況選用之組分(f)時，其重量百分比將包括在對於部分(b)、(c)、(d)及(e)所述之總wt%中。

在一個具體實例中，有用於本發明中之二氧化二乙烯基芳烴組分(a)可包含例如在任何環位置中攜帶一或多個氧化乙烯基之任何經取代或未經取代之芳烴核。舉例而言，二氧化二乙烯基芳烴之芳烴部分可由苯、經取代之苯、(經取代之)具環苯(ring-annulated benzene)或同系鍵結之(經取代之)苯或其混合物組成。二氧化二乙烯基芳烴之二乙烯基苯部分可為鄰位、間位或對位異構體或其任何混合物。其他取代基可由H₂O₂抗性基團，包括飽和烷基、芳基、鹵素、硝基、異氰酸酯基、或RO-(其中R可為飽和烷基或芳基)組成。具環苯可由萘、四氫萘及其類似物組成。同系鍵結之(經取代之)苯可由聯苯、二苯基醚及其類似物組成。

用於製備本發明之調配物之二氧化二乙烯基芳烴可通常由如下一般性化學結構I-IV說明：

在本發明之二氧化二乙烯基芳烴共聚單體之以上結構I、II、III及IV中，各R₁、R₂、R₃及R₄可個別地為氫、烷基、環烷基、芳基或芳烷基；或H₂O₂抗性基團，包括例如鹵素、硝基、異氰酸酯基、或RO基團，其中R可為烷基、芳基或芳烷基；x可為整數0至4；y可為大於或等於2之整數；x+y可為小於或等於6之整數；z可為整數0至6；-且z+y可為小於或等於8之整數；且Ar為芳烴片段，包括例如1,3-伸苯基。此外，R4可為反應性基團，包括環氧基、異氰酸酯基或任何反應性基團，且Z視取代樣式而定可為整數0至6。

在一個具體實例中，本發明中使用之二氧化二乙烯基芳烴可例如藉由WO2010077483中所述之方法產生，該專利以引用的方式併入本文中。有用於本發明中之二氧化二乙烯基芳烴組成物亦揭示於例如美國專利第2,924,580號中，該專利以引用的方式併入本文中。

在另一具體實例中，有用於本發明中之二氧化二乙烯基芳烴可包含例如二氧化二乙烯基苯、二氧化二乙烯基萘、二氧化二乙烯基聯苯、二氧化二乙烯基二苯醚及其混合物。

在本發明之一個具體實例中，用於環氧樹脂調配物中之二氧化二乙烯基芳烴可為例如二氧化二乙烯基苯(DVBDO)。在另一具體實例中，有用於本發明中之二氧化二乙烯基芳烴組分包括例如由下列化學結構式V說明之二氧化二乙烯基苯：

以上DVBDO化合物之化學式可為如下：C₁₀H₁₀O₂；DVBDO之分子量為約162.2；且DVBDO之元素分析為約：C，74.06；H，6.21；及O，19.73，環氧當量重量為約81 g/mol。

二氧化二乙烯基芳烴，特定言之衍生自二乙烯基苯之二氧化二乙烯基芳烴，諸如二氧化二乙烯基苯(DVBDO)為一類具有相對較低液體黏度但剛性及交聯密度高於習知環氧樹脂之二環氧化物。

以下結構VI說明有用於本發明中之DVBDO之化學結構的一具體實例：

以下結構VII說明有用於本發明中之DVBDO之化學結構的另一具體實例：

當藉由此項技術中已知之方法製備DVBDO時，有可能獲得以下三種可能異構體之一：鄰位異構體、間位異構體、及對位異構體。因此，本發明包括由以上結構之任一者說明之呈個別形式或呈其混合物形式的DVBDO。以上結構VI及VII分別展示DVBDO之間位(1,3-DVBDO)異構體及對位(1,4-DVBDO)異構體。鄰位異構體為稀少的；且通常DVBDO大多一般以間位異構體(結構VI)與對位(結構VII)異構體之比率在約9：1至約1：9之範圍內產生。本發明包括在一個具體實例中，結構VI與結構VII之比率在約6：1至約1：6之範圍內，在另一具體實例中，結構VI與結構VII之比率在約4：1至約1：4之範圍內，或在另一具體實例中，結構VI與結構VII之比率在約2：1至約1：2之範圍內。

在本發明之另一具體實例中，二氧化二乙烯基芳烴可含有一定量(諸如小於約20 wt%)之經取代之芳烴。經取代之芳烴之量及結構視用於將二乙烯基芳烴前驅體製備成二氧化二乙烯基芳烴之方法而定。舉例而言，藉由使二乙基苯(DEB)脫氫製備之二乙烯基苯可含有一定量乙基乙烯基苯(EVB)及DEB。在與過氧化氫反應後，EVB即產生一氧化乙基乙烯基苯，而DEB保持不變。另外，用於自二乙烯基芳烴製備二氧化二乙烯基芳烴之方法可含有有限量(例如小於約20 wt%)之一氧化乙烯基芳烴部分氧化產物，其為二氧化二乙烯基芳烴產生中之中間物。此等化合物之存在可使二氧化二乙烯基芳烴之環氧當量重量增加至大於純化合物之環氧當量重量的值但可在環氧樹脂部分之含量為0至99%下使用。

在一個具體實例中，有用於本發明中之二氧化二乙烯基芳烴(例如DVBDO)包含低黏度液體環氧樹脂。在25℃下，本發明中使用之二氧化二乙烯基芳烴之黏度通常在以下範圍內：在一個具體實例中約0.001 Pa-s至約0.1 Pa-s、在另一具體實例中約0.01 Pa-s至約0.05 Pa-s、且在另一具體實例中約0.01 Pa-s至約0.025 Pa-s。

以佔產物調配物之總環氧樹脂部分之百分比計，本發明中使用之氧化二乙烯基芳烴之濃度可通常在以下範圍內：在一個具體實例中約1 wt%至約90 wt%、在另一具體實例中約2 wt%至約75 wt%、在另一具體實例中約3 wt%至約60 wt%、且在另一具體實例中約5 wt%至約50 wt%。

本發明中使用之二氧化二乙烯基芳烴與此項技術中已知之其他環氧樹脂，諸如Lee,H.及Neville,K.,Handbook of Epoxy Resins,McGraw-Hill Book公司，New York,1967，第2章，第2-1至2-27頁中所述之環氧樹脂組合使用，該文獻以引用的方式併入本文中。此項技術中已知之特別適合之其他環氧樹脂包括例如基於多官能醇、酚、羧酸、環脂族羧酸、芳族胺、或胺基酚與表氯醇(epichlorohydrin)之反應產物的環氧樹脂。幾個非限制性具體實例包括例如雙酚A二縮水甘油醚、雙酚F二縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚、及對胺基苯酚之三縮水甘油醚。此項技術中已知之其他適合環氧樹脂包括例如表氯醇與苯酚酚醛清漆、烴酚醛清漆及甲酚酚醛清漆之反應產物。亦有可能使用兩種或兩種以上其他環氧樹脂與二氧化二乙烯基芳烴之混合物。其他環氧樹脂亦可選自市售產品，諸如D.E.R.331®、D.E.R.332、D.E.R.354、D.E.R.560、D.E.N.425、D.E.N.431、D.E.N.438、D.E.R.736或D.E.R.732環氧樹脂，可自Dow Chemical公司獲得。

有用於本發明中之環氧樹脂之另一具體實例包括例如美國專利申請公開案第US20090186975號及WO 99/67315中所述之環氧樹脂，該等專利以引用的方式併入本文中。舉例而言，在本發明之情形內使用之環氧樹脂為芳族及/或環脂族化合物。環氧樹脂為每個分子含有至少兩個1,2-環氧基之反應性縮水甘油基化合物。在一個具體實例中，使用多縮水甘油基化合物之混合物，諸如二縮水甘油基化合物與三縮水甘油基化合物之混合物。

有用於本發明之環氧化合物包含未經取代之縮水甘油基及/或經甲基取代之縮水甘油基。此等縮水甘油基化合物之分子量可為在一個具體實例中介於約150與約1200之間或在另一具體實例中介於約150與約1000之間；且環氧樹脂可為固體或液體。

本發明之一個具體實例包含環氧樹脂之混合物，其中該混合物包含至少一種二氧化二乙烯基芳烴(諸如DVBDO)作為環氧分子之混合物之組分。有用於作為混合物中之組分(b)之其他環氧樹脂可為液體或固體。舉例而言，諸如氫醌二縮水甘油醚或間苯二酚二縮水甘油醚之環氧樹脂為固體且可用於本發明之調配物中，因為其在溶解/熔融時具有相對較低之黏度。

在一個具體實例中，除二氧化二乙烯基芳烴以外之環氧樹脂可包括雙酚A二縮水甘油醚、雙酚F二縮水甘油醚、環氧酚醛清漆樹脂及其混合物。在另一具體實例中，除二氧化二乙烯基芳烴以外之環氧樹脂可包括例如雙酚F二縮水甘油醚、環氧酚醛清漆樹脂及其混合物。

本發明中使用之除氧化二乙烯基芳烴以外之環氧樹脂組分(b)的濃度可以佔產物調配物之總環氧樹脂部分之百分比量度。舉例而言，環氧樹脂組分(b)之範圍通常為在一個具體實例中約10 wt%至約99 wt%、在另一具體實例中約25 wt%至約98 wt%、在另一具體實例中約40 wt%至約97 wt%、且在另一具體實例中約50 wt%至約95 wt%。

有用於本發明之可固化環氧樹脂調配物或組成物之固化劑組分(c)可包含此項技術中已知之用於固化環氧樹脂之任何酸酐固化劑。酸酐固化劑可含有有限量之亦可充當固化劑之羧酸官能基。一般而言，需要本發明中使用之佔優勢之硬化劑包含酸酐以使該酸酐在含有羧酸之混合物中為在一個具體實例中大於約百分之(%)60、在另一具體實例中大於約80%、在另一具體實例中大於約90%且在另一具體實例中大於約97%。有用於可固化組成物之固化劑(亦稱為硬化劑或交聯劑)可例如選自此項技術中熟知之一或多種酸酐固化劑。

在一個具體實例中，本發明之樹脂調配物可使用例如酸酐及酸酐與其他視情況選用之固化劑之混合物加以固化。有用於本發明中之酸酐固化劑可包括例如芳族、脂族、環脂族及雜環聚碳酸之環狀酸酐，其可或可不經烷基、烯基或鹵素基團取代。酸酐固化劑之實例包括苯二甲酸酐、四氫苯二甲酸酐、甲基四氫苯二甲酸酐、六氫苯二甲酸酐、甲基六氫苯二甲酸酐、甲基耐地酸酐(nadic methyl anhydride)、丁二酸酐、十二烯基丁二酸酐、戊二酸酐、苯均四酸酐、順丁烯二酸酐、靛紅酸酐(isatoic anhydride)、二苯甲酮四甲酸酐(benzophenonetetracarboxylic anhydride)及其混合物。有用於本發明中之其他固化劑包括美國專利第6,852,415號中所述之酸酐固化劑，該專利以引用的方式併入本文中。

在一個具體實例中，本發明中使用之環狀酸酐固化劑及其混合物可包括液體或低熔點固體(亦即熔點小於約100℃之固體)。舉例而言，環狀酸酐固化劑可包括苯二甲酸酐、四氫苯二甲酸酐、甲基四氫苯二甲酸酐、六氫苯二甲酸酐、甲基六氫苯二甲酸酐、甲基耐地酸酐、丁二酸酐、十二烯基丁二酸酐、戊二酸酐、順丁烯二酸酐及其混合物。在另一具體實例中，環狀酸酐固化劑可包括四氫苯二甲酸酐、甲基四氫苯二甲酸酐、六氫苯二甲酸酐、甲基六氫苯二甲酸酐、甲基耐地酸酐及其混合物。在另一具體實例中，環狀酸酐固化劑可包括四氫苯二甲酸酐、甲基四氫苯二甲酸酐、甲基耐地酸酐及其混合物。

一般而言，可用於本發明中之環狀酸酐固化劑之量可歷經一定範圍之相對於環氧樹脂之酸酐當量(亦即莫耳數)。舉例而言，固化劑可在每環氧當量約0.2至約1.5當量酸酐基團之範圍內。在另一具體實例中，範圍可為每環氧當量約0.4至約1.2當量酸酐基團。在另一具體實例中，範圍可為每環氧當量約0.7至約1.1當量酸酐基團。在另一具體實例中，範圍可為每環氧當量約0.8至約1.0當量酸酐基團。

有用於本發明之組成物或調配物之填料組分(d)用作電氣裝置(諸如電力變壓器)之電絕緣材料。例如經由使用動態機械分析器進行溫度掃描所量測之經填充絕緣材料之熱機械效能，即拉伸強度、熱膨脹係數及模數可藉由將微粒填料併入可固化組成物中來改良。使用填料亦可提供其他優勢，諸如在固化調配物期間收縮降低；以及其他屬性，諸如吸水性降低、電場強度改良、環境老化改良及如此項技術中已知之固化調配物中之其他屬性。

在一個具體實例中，有用於本發明之組成物或調配物之填料組分(d)可具有熱導性及電絕緣性。就關於本文填料之「熱導性及電絕緣性(thermally conducting and electrically insulating)」而言，其意謂該填料可具有大於約0.5 W/mK之熱導率及大於約10 kV/mm之電絕緣值(亦即介電強度)。

如以上所提及，本發明調配物採用二氧化二乙烯基芳烴及其他環氧樹脂。藉由在調配物中使用具有較低液體黏度(例如在25℃下約0.012 Pa s)之二氧化二乙烯基芳烴，例如衍生自二乙烯基苯之二氧化二乙烯基芳烴，諸如二氧化二乙烯基苯(DVBDO)，與此環氧樹脂一起使用之填料之量可增加且所得調配物相較於含有習知環氧樹脂之調配物可具有改良之熱機械性質及熱導性質。

在調配物有用於乾式變壓器之絕緣材料的本發明之一個具體實例中，調配物可具有高度填充材料以改良固化系統之熱機械性質及熱導率，從而賦予較佳組件可靠性效能。舉例而言，調配物可包括各類別之一或多種填料，諸如金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物，金屬氫氧化物、金屬碳酸鹽、金屬硫酸鹽、天然及合成礦物質(主要為矽酸鹽)及矽酸鋁及其混合物。填料之實例包括石英、熔融二氧化矽、天然二氧化矽、合成二氧化矽、天然氧化鋁、合成氧化鋁、中空填料、三氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鋁氧化物、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、碳化矽、雲母(mica)、氧化鋅、氮化鋁、富鋁紅柱石(mullite)、矽灰石(wollastonite)、滑石(talcum)、雲母(glimmer)、高嶺土(kaolin)、膨潤土(bentonite)、硬矽鈣石(xonolit)、紅柱石(andalusite)、沸石(zeolithe)、白雲石(dolomite)、玻璃粉/纖維/織物、其他有機或無機微粒填料及其混合物，以其最終狀態添加至調配物中或就地形成。

在一個具體實例中，本發明中使用之填料包括石英、熔融二氧化矽、天然二氧化矽、合成二氧化矽、天然氧化鋁、合成氧化鋁、板岩(slate)、中空填料、三氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鋁氧化物、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、碳化矽、雲母(mica)、氧化鋅、富鋁紅柱石、矽灰石、蛭石(vermiculite)、滑石、雲母、高嶺土、膨潤土、硬矽鈣石、紅柱石、沸石、白雲石、玻璃粉/纖維/織物及其混合物。

在另一具體實例中，本發明中使用之填料包括石英、熔融二氧化矽、天然二氧化矽、合成二氧化矽、天然氧化鋁、合成氧化鋁、三氫氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、矽灰石、高嶺土、膨潤土、白雲石、玻璃粉/纖維/織物及其混合物。

在另一具體實例中，本發明中使用之填料包括石英、天然二氧化矽、合成二氧化矽、天然氧化鋁、合成氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、矽灰石、玻璃粉及其混合物。

在另一具體實例中，本發明中使用之填料可為石英。

當以顆粒形式使用時，粒度可接受之填料物質通常具有足以促進在固化之前得到可接受之加工黏度之平衡且促進在固化之後得到可接受之熱機械性質之平衡的在微米範圍內之平均粒度(常稱為d₅₀)。舉例而言，顆粒填料之平均粒度可在以下範圍內：在一個具體實例中約0.5微米(μm)至約500 μm、在另一具體實例中約1 μm至約300 μm、且在另一具體實例中約5 μm至約100 μm。

有用於本發明中之填料物質之可接受之填料形態包括諸如小板、纖維、球體、顆粒、針之形狀，可為結晶、半結晶或非晶形或其任何組合。具有不同尺寸分佈及不同形狀之此等填料可合併以對黏度、熱膨脹係數(CTE)、模數、強度、電導率及/或熱導率產生協同效應。

用於本發明中之填料可在併入調配物中之前或在混配調配物期間當場經表面處理。在一個具體實例中，填料可在調配之前用本發明之環氧樹脂系統處理。

在本發明之一個具體實例中，填料之表面可經處理以改良填料與聚合物相互作用。舉例而言，填料可用矽烷進行表面處理(常稱為矽烷化)，且所得填料之官能性或改質使其表面可與環氧樹脂及硬化劑系統更相容或可在環氧樹脂固化製程期間與環氧樹脂及硬化劑系統反應。

填料之各種表面處理劑之實例包括脂肪酸、矽烷偶合劑、鈦酸酯、鋯酸酯、鋁酸酯或矽氮烷化合物。在一個具體實例中，填料可藉由矽烷偶合劑或矽烷上漿劑處理。一般而言，矽烷偶合劑含有至少一個烷氧基以有助於表面處理及視情況鍵結於無機填料。在另一具體實例中，矽烷偶合劑可含有另一基團，包括例如環氧基、胺、羥基、羧基、乙烯基、烯丙基、氫矽烷基(亦即SiH)或可與環氧樹脂調配物反應或可與環氧樹脂調配物相容或混溶之其他官能基。

在另一具體實例中，矽烷偶合劑可為具有3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷之環氧矽烷類化合物之成員，作為一個此實例，其可在商品名Dow Corning Z-6040矽烷下自Dow Corning公司購得。經矽烷處理之填料之另一具體實例可為經環氧矽烷處理之石英，其可在商品名SILBOND下自Quarzwerke購得，其中不同等級描述為126 EST、W6 EST、W12 EST、100 EST、600 EST及800 EST。

有用於本發明中之填料裝載量可變化。以組成物之重量計，本發明之調配物中存在之填料的濃度可通常為在一個具體實例中約40 wt%至約90 wt%、在另一具體實例中約50 wt%至約80 wt%、在另一具體實例中約60 wt%至約70 wt%、且在另一具體實例中約62 wt%至約68 wt%。

本發明之組成物宜使用各種硬化劑。此外，因為本發明系統亦允許高填料裝載量，所以系統可在固化調配物之玻璃轉移溫度以下達成較低CTE，例如在一個具體實例中小於約70 ppm/℃、在另一具體實例中小於約60 ppm/℃、且在另一具體實例中小於約50 ppm/℃；及/或本發明系統可展現較佳熱導率，例如在一個具體實例中大於約0.8 W/mK、在另一具體實例中大於約0.9 W/mK、且在另一具體實例中大於1.0 W/mK。

在製備本發明之可固化樹脂調配物時，至少一種固化催化劑可用於促進環氧樹脂(亦即二氧化二乙烯基芳烴化合物及除二氧化二乙烯基芳烴以外之環氧樹脂)與固化劑反應。有用於本發明中之固化催化劑可包括例如親核催化劑、三級胺、胺複合物、脲衍生物、咪唑、經取代之咪唑、能夠催化固化之路易斯鹼(Lewis base)及其混合物。視催化劑及反應條件而定，催化劑可視情況共反應進入調配物中。

有用於本發明中之催化劑組分(e)可包括此項技術中熟知之催化劑，諸如含有胺、膦、雜環氮、銨、鏻、鉮、鋶部分及其任何組合之催化劑化合物。本發明之催化劑之一些非限制性實例可包括例如乙基三苯基鏻；氯化苯甲基三甲基銨；美國專利第4,925,901號(以引用的方式併入本文中)中所述之雜環含氮催化劑；咪唑；三乙胺；及其任何組合。

不限制對有用於本發明中之催化劑之選擇且可使用通常用於環氧樹脂系統之催化劑。此外，催化劑之添加可視所製備之系統而定。催化劑之實例可包括三級胺、咪唑、經取代之咪唑、1-烷基取代或1-芳基取代之咪唑、有機膦及酸鹽。

在另一具體實例中，催化劑可包括三級胺，諸如三乙胺、三丙胺、三丁胺、1-甲基咪唑、苯甲基二甲胺、其混合物及其類似物。

調配物之有機部分中的本發明中使用之催化劑之濃度可通常在以下範圍內：在一個具體實例中約0.005 wt%至約 2 wt%、在另一具體實例中約0.01 wt%至約1.5 wt%、在另一具體實例中約0.1 wt%至約1 wt%、且在另一具體實例中約0.2 wt%至約0.8 wt%。當催化劑在環氧樹脂調配物中之濃度小於約0.005 wt%時，調配物之固化將過慢，且當催化劑在環氧樹脂調配物中之濃度大於約2 wt%時，固化將過快，亦即其將縮短澆鑄之適用期(pot life)/適用時間。催化劑之濃度超出以上值亦可改變交聯之網狀結構及性質且另外進一步影響其他部分(如羥基)可開始參與固化及網狀結構形成之程度；且可能之網狀結構變化可影響所得固化產物之一些性質。

可有用於本發明中之其他視情況選用之組分為熟習此項技術者已知之通常用於樹脂調配物中之組分。舉例而言，視情況選用之組分可包含可添加至組成物中以增強塗覆性質(例如表面張力調節劑或流動助劑)、可靠性性質(例如黏著促進劑、相容劑及表面處理劑)、脫模劑(例如脫模)、反應速率、反應選擇性及/或催化劑壽命之化合物。舉例而言，加速劑為例如具有羥基之供氫化合物且包括可供予氫或氫鍵且有助於固化速率增加之物質，如酚化合物、苯甲醇、二醇及聚二醇。

可向本發明之組成物中添加一類添加劑，包括例如不同於二氧化二乙烯基芳烴組分(a)且不同於組分(b)之其他樹脂(諸如環氧樹脂)、反應性稀釋劑、非反應性稀釋劑、韌化劑、軟化劑、搖變劑(thixotropic agent)、穩定劑、塑化劑、催化劑去活化劑及其類似物及其混合物。

有用於本發明之調配物中之其他添加劑包括例如含鹵素或無鹵素阻燃劑；用以改良火焰熄滅能力之效能之增效劑，諸如氫氧化鎂、硼酸鋅或茂金屬(metallocene)；針對可加工性之溶劑，包括例如丙酮、甲基乙基酮、Dowanol PMA；黏著促進劑，諸如改質有機矽烷(環氧化、甲基丙烯醯基、胺基)、乙醯基丙酮酸鹽或含硫分子；濕潤及分散助劑，諸如改質有機矽烷、Byk 900系列及Byk W-9010、改質氟碳化物；釋氣添加劑，諸如Byk-A 530、Byk-A 525、Byk-A 555、Byk-A 560；表面改質劑，諸如滑動及光澤添加劑(其中多者可自Byk-Chemie獲得)；及其混合物。

以組成物之總重量計，本發明中使用之添加劑之濃度可通常在以下範圍內：在一個具體實例中0 wt%至約10 wt%、在另一具體實例中約0.01 wt%至約5 wt%、在另一具體實例中約0.1 wt%至約2.5 wt%、且在另一具體實例中約0.5 wt%至約1 wt%。

製備有用於作為乾式變壓器之絕緣材料之相關環氧樹脂調配組成物的方法包括摻合(a)至少一種二氧化二乙烯基芳烴、(b)至少一種除二氧化二乙烯基芳烴以外之環氧樹脂、(c)至少一種酸酐硬化劑、(d)至少一種填料、(e)至少一種固化催化劑、及(f)必要時視情況選用之其他成分。舉例而言，藉由在浸濕填料且均勻分配以上樹脂組分(a)-(f)之Ross PD混合器(Charles Ross)、FlackTek Speedmixer或此項技術中已知之其他混合器中在有或無真空下進行摻合來製備本發明之可固化環氧樹脂調配物。以上提及之成分可通常根據便利及需要以任何順序、各種組合及各種添加時間進行添加。舉例而言，為延長適用期，可在混合及視情況選用之脫氣期間最後或稍後時間但在澆鑄調配物之前添加固化催化劑(e)。任何以上提及之視情況選用之分類調配物添加劑(例如另一環氧樹脂)亦可在混合期間或在混合以形成組成物之前添加至組成物中。

在一個具體實例中，可預混合調配物之以上組分(a)-(f)中之一或多者。舉例而言，催化劑可預混合於硬化劑或軟化劑中且接著可添加預混合組分至調配物中。

對於本發明之調配物，調配物脫氣為本發明之絕緣材料之機械效能及/或電效能中之重要要素。典型地，脫氣可藉由在用於調配物(包括個別組分)之一些混合裝置中施加真空來進行。用於在澆鑄及固化之前使調配物有效脫氣的真空之範圍、真空之勻變及階躍、及真空施加之時序視此項技術中已知之多種因素而定，該等因素例如與溫度、調配物之黏度、調配物之質量、脫氣容器幾何形狀及其混合品質及其類似因素相關。一般而言，需要在混合以上樹脂組分(a)-(f)期間之某一時刻施加真空且真空定義為小於大氣壓力之任何壓力。脫氣可在如可用於初始混合任何組分(a)-(f)之同一或各別器件及/或容器中進行。在脫氣時通常執行混合或攪拌。可施加任何真空，但當利用較低真空時，脫氣速率會改良。脫氣通常在以下壓力下進行：在一個具體實例中小於約200毫巴(millibar)、在另一具體實例中小於約100毫巴、在另一具體實例中小於約50 毫巴、且在另一具體實例中小於約20毫巴。一般而言，出於經濟考慮及需要使視組分及組分溫度而定之組分揮發最小，可使用某一較低限度之施加真空。在一個具體實例中，欲在脫氣中利用之真空可大於約0.5毫巴且在另一具體實例中大於約1毫巴。

環氧樹脂調配物之所有組分典型地經混合並分散；視情況脫氣；且在使得能夠製備有效環氧樹脂組成物的溫度下轉移，該組成物具有例如在變壓器應用中使用組成物時所需之所要性質平衡。在所有組分之混合及視情況選用之脫氣期間的溫度以及在轉移至器件或模中時之混合物溫度(亦即澆鑄溫度)可通常為在一個具體實例中約10℃至約110℃、在另一具體實例中約20℃至約90℃、且在另一具體實例中約40℃至約75℃。較低混合溫度有助於使樹脂與硬化劑組分之反應減至最少以使調配物之適用期最長，但較高混合溫度在短期內可降低調配物黏度且有助於調配物在固化之前的混合、脫氣及轉移。

一般而言，完全環氧樹脂調配物在轉移或澆鑄溫度下之黏度可為調配物流動時所處之如此項技術中已知之任何黏度值。例如在一個具體實例中，完全環氧樹脂調配物之黏度可為小於約20,000 mPa-s、在另一具體實例中小於約15,000 mPa-s、且在另一具體實例中小於約10,000 mPa-s。一般而言，在一個具體實例中，完全環氧樹脂調配物之黏度為約200 mPa-s至約20,000 mPa-s。

通常需要本發明之完全調配物經混合、脫氣且當保持在環境溫度(約25℃)直至約60℃下時，在以下時間內轉移以在通常將使用絕緣材料之模型或裝置中固化：在一個具體實例中少於約2天、在另一具體實例中少於約1天、且在另一具體實例中少於約12小時。如此項技術中所知，完全調配物之適用期(或存放期)不僅視保持調配物所處之溫度而定而且亦視調配物中包括之催化劑之量及類型而定，其中較低濃度之催化劑典型地使調配物之適用期延長。為獲得延長之適用期或存放期，摻合化合物調配物典型地儲存在低於環境溫度下以使存放期最長且視情況不含催化劑。可接受之儲存溫度範圍包括例如在一個具體實例中約-100℃至約25℃、在另一具體實例中約-70℃至約10℃、且在另一具體實例中約-50℃至約0℃。作為對一個具體實例之說明，儲存溫度可為約-40℃。然而，可能有益的是即刻開始轉移完全且經脫氣調配物，而非儲存，以在通常將使用絕緣材料之模型或裝置中固化。

摻合調配物可接著經由用於電氣裝置(諸如電力變壓器應用)之絕緣材料之許多方法塗覆於基板。舉例而言，典型塗覆方法包括真空澆鑄、自動壓力膠凝(APG)、長絲纏繞(filament winding)、真空壓力浸漬、樹脂囊封、固體澆鑄及如熟習此項技術者已知之其類似方法。本文「基板(substrate)」包括例如乾式變壓器之線圈、電力線之戶外絕緣體之桿形複合物、戶外電力開關中之元件、過電壓保護器件、電機、電晶體之經塗佈元件、其他半導體器件及/或浸漬電組件及其類似物。

固化可熱固組成物可在預定溫度下且持續預定時期並以一系列足以固化組成物之溫度勻變及溫度階躍進行。調配物之固化可依賴於調配物中使用之硬化劑。猜測在固化調配物時使用一個以上溫度階躍(其中一些階躍僅部分固化或膠凝調配物)以有助於產生完全固化調配物之性質。猜測該種溫度階躍方法較佳管理在固化本發明之調配物期間產生之均質性、收縮及壓力且可產生用於電氣裝置(包括電力變壓器)之更相容或電性能及/或機械性能更佳之絕緣材料。無論固化特徵如何，熟習此項技術者通常認可最終固化溫度應通常超過完全固化環氧樹脂/硬化劑系統之玻璃轉移溫度Tg。在固化或後固化組成物之後，該方法可包括控制冷卻，其可包括單一或多個溫度勻變及溫度階躍以使電絕緣性熱導性固化材料中之壓力及可能之缺陷的產生減至最少。

舉例而言，調配物之固化或一系列一或多個固化步驟之溫度可通常為在一個具體實例中約10℃至約300℃；在另一具體實例中約50℃至約250℃；且在另一具體實例中約80℃至約225℃；且固化時間可在以下時間之間選擇：在一個具體實例中約1分鐘至約96小時、在另一具體實例中約1小時至約72小時、且在另一具體實例中約4小時至約48小時。若時期少於約1分鐘，則時間可能過短以致不能確保在習知加工條件下充分反應；且若超過約96小時，則時間可能過長以致不實際或不經濟。固化環氧樹脂調配物之尺寸及形狀以及環氧樹脂調配物之組分在如熟習此項技術者所知加以利用之固化特徵中起作用。

在一個具體實例中，有利的是在約50℃至約150℃之第一溫度階躍或勻變下部分固化或膠凝組成物；且接著進行至少另一約120℃至約300℃之加熱階躍或勻變。在一個具體實例中，組成物之固化階段可以至少兩步進行，包括例如在約70℃至約100℃之溫度下進行第一固化步驟且在約130℃至約150℃之溫度下進行第二固化步驟。在另一具體實例中，可在以上第一及第二步驟之後使用第三固化步驟，其中第三步驟之溫度為約175℃至約250℃。在上述任何階躍/勻變中，在所要溫度下之加熱時間可為約5分鐘至約96小時。

若過快或在對於特定溫度階躍或勻變而言過高之溫度下固化調配物或組成物，則更可能導致絕緣材料以及利用絕緣材料之器件的效能降低。效能降低可起因於(但不限於)所得固化組成物中之可導致調配物或利用調配物之器件之效能降低或失效的缺陷。此等缺陷之實例包括破裂、起泡、填料實質性不均勻分佈及其類似缺陷。

本發明之任何一或多種二氧化二乙烯基芳烴環氧樹脂均可用作最終調配物中之一種組分。在一個具體實例中，用作環氧樹脂組分之二氧化二乙烯基芳烴可為二氧化二乙烯基苯(DVBDO)。舉例而言，高度合乎需要的是DVBDO環氧樹脂可用作降低調配物黏度之添加性稀釋劑。使用DVBDO會賦予可固化組成物及最終固化產物超過習知環氧樹脂(諸如縮水甘油醚、縮水甘油酯或縮水甘油胺環氧樹脂)之改良性質。DVBDO之未固化狀態下之低黏度與在固化之後歸因於剛性DVBDO分子結構及交聯密度增加之高Tg的獨特組合使得調配者能夠應用新穎調配策略。此外，能夠用擴大範圍之硬化劑固化含有DVBDO之環氧樹脂調配物提供調配者超過其他類型之環氧樹脂(諸如環脂族類型樹脂之環氧樹脂，例如ERL-4221，先前來自Dow Chemical公司)之顯著改良的調配寬容度。

形成本發明之絕緣材料之熱固性產物(亦即由本發明之可固化組成物製得之交聯產物)展示超過習知固化環氧樹脂之若干改良性質。本發明之固化產物之一個優勢在於此固化產物具有機械性質、熱性質及電性質之總平衡以利用調配物作為例如絕緣電氣裝置之應用領域中之電絕緣材料。

舉例而言，本發明之固化產物之玻璃轉移溫度(Tg)可為約80℃至約250℃。一般而言，樹脂之Tg在一個具體實例中高於約100℃、在另一具體實例中高於約120℃、在另一具體實例中高於約140℃、且在另一具體實例中高於約150℃。

此外，在一個具體實例中，本發明之熱固性產物展現在Tg以下如藉由ASTM D 5335測定之通常為約1 ppm/℃至約75 ppm/℃之熱膨脹係數(CTE)。在另一具體實例中，CTE可小於約75 ppm/℃、在另一具體實例中小於約60 ppm/℃、且在另一具體實例中小於約45 ppm/℃。

此外，在一個具體實例中，本發明之熱固性產物之熱導率亦可通常為約0.5 W/mK至約50 W/mK。在另一具體實例中，熱導率可大於約0.8 W/mK、在另一具體實例中大於約0.9 W/mK、且在另一具體實例中大於約1.0 W/mK。

在一個具體實例中，本發明之熱固性產物之介電擊穿強度亦可通常為約10 kV/mm至約45 kV/mm。在另一具體實例中，介電擊穿強度可大於或等於約20 kV/mm、在另一具體實例中大於約23 kV/mm、且在另一具體實例中大於約27 kV/mm。

本發明之熱固性產物可具有之另一性質為體積電阻率，在一個具體實例中通常為約1×10¹²歐姆-公分至約1×10¹⁹歐姆-公分。在另一具體實例中，體積電阻率可大於約1×10¹⁵歐姆-公分、在另一具體實例中大於約4×10¹⁵歐姆-公分、且在另一具體實例中大於約1×10¹⁶歐姆-公分。

本發明之熱固性產物可具有之另一性質為拉伸強度，在一個具體實例中通常為約40 MPa至約250 MPa。在另一具體實例中，拉伸強度可大於約65 MPa、在另一具體實例中大於約75 MPa、且在另一具體實例中大於約85 MPa。

以上性質向本發明之熱固性產物提供機械性質、熱性質及電性質之總平衡以利用調配物作為絕緣電氣裝置之應用領域中之電絕緣材料。在一個具體實例中，在約70℃至約250℃之操作溫度下，本發明之熱固性產物有利地展現以上性質平衡。在另一具體實例中，操作溫度大於或等於約70℃、在另一具體實例中大於或等於100℃、在另一具體實例中大於或等於約130℃、且在另一具體實例中大於或等於約150℃。

本發明之環氧樹脂調配物用作可固化組成物以製造用於變壓器、灌注應用(potting application)、開關、換能器(transducer)、套管(bushing)、感測器、轉換器(converter)、電晶體、電機、電氣裝置及其類似物之電絕緣材料。

實施例

下列實施例及比較實施例進一步詳細說明本發明，但不應解釋為限制其範疇。

下列實施例中使用之各種術語及名稱在下文中說明： D.E.R.332為一種EEW為171之為雙酚A之二縮水甘油醚的環氧樹脂，可自Dow Chemical公司購得。

D.E.R.383為一種EEW為180.3之為雙酚A之二縮水甘油醚的環氧樹脂，可自Dow Chemical公司購得。

D.E.N 425為一種EEW為172之環氧樹脂，可自Dow Chemical公司購得。

SILBOND® W12EST為一種經環氧矽烷處理之石英，其d_50%晶粒大小為16微米，可自Quarzwerke購得。

MILLISIL® W12為一種d_50%晶粒大小為16微米之石英，可自Quarzwerke購得。

「DVBDO」代表二氧化二乙烯基苯。

「NMA」代表甲基耐地酸酐且可自Polysciences購得。

「ECA100」代表環氧樹脂固化劑100且可自Dixie Chemical購得。ECA100通常包含80%以上之甲基四氫苯二甲酸酐及10%以上之四氫苯二甲酸酐。

「1MI」代表1-甲基咪唑且可自Aldrich Chemical購得。

下列標準分析設備及方法用於實施例中：

模組件

於兩個在一個邊緣上具有角形切口之約355 mm方形金屬板上固定各DUOFOIL^TM(約330 mm×355 mm×約0.38 mm)。約3.05 mm厚度之U形定位棒及約3.175 mm ID×約4.75 mm OD之聚矽氧橡膠管(用作密封墊)置放在板之間且用C形夾緊密固持模。模在其使用之前於約65℃烘箱中預升溫。

經填充環氧樹脂澆鑄

必要量之填料在真空烘箱中在約70℃之溫度下乾燥隔夜。環氧樹脂及酸酐硬化劑分別預升溫至約60℃。向廣口塑膠容器中裝載指定量之溫熱環氧樹脂、溫熱酸酐硬化劑、及1-甲基咪唑，其經手工渦旋，隨後添加於溫熱填料中。接著在FlackTek SpeedMixer^TM上，使用多個約1-2分鐘持續時間之循環，自約800 rpm至約2350 rpm混合容器之內含物。

混合調配物裝載於溫度控制之具有頂置式攪拌器之約500 mL樹脂鍋中，該鍋使用玻璃攪拌軸且具有Teflon®葉片以及用於脫氣之真空泵及真空控制器。典型脫氣特徵以下列階段在約55℃與約75℃之間執行：5分鐘，80 rpm，100托(Torr)；5分鐘，80 rpm，50托；5分鐘，80 rpm，20托，用N₂突躍(break)至約760托；5分鐘，80 rpm，20托，用N₂突躍至約760托；3分鐘，80 rpm，20托；5分鐘，120 rpm，10托；5分鐘，180 rpm，10托；5分鐘，80 rpm，20托；及5分鐘，80 rpm，30托。

使溫熱脫氣混合物達到大氣壓力且傾至上述溫熱模組件中。將經填充模置放在80℃烘箱中約16小時，溫度隨後上升且在140℃下保持總計10小時；接著隨後上升且在225℃下保持總計4小時；且接著緩慢冷卻至環境溫度(約25℃)。

玻璃轉移溫度(T_g)量測

將一部分固化環氧樹脂調配物置放在示差掃描熱析儀(DSC)中，在自0℃至250℃之第一加熱掃描至自0℃至250℃之第二加熱掃描下，在10℃/分鐘下加熱及冷卻。Tg報導為自0℃至250℃之第二加熱掃描的半高值(half-height value)。

拉伸性質量測

根據ASTM D638，使用第1型拉伸對固化環氧樹脂調配物進行拉伸性質量測。

熱導率量測

根據ISO 22007-2(短暫平面熱源(熱盤)方法)對固化環氧樹脂調配物進行熱導率量測。

體積電阻率

在室溫下在Hewlett-Packard高電阻儀上，在介於115至130密耳(mil)範圍內之薄片厚度下量測體積電阻率。

介電強度

亦根據ASTM D149使用AC擊穿測試器，用勻變上升電壓速率500 V/s直至樣品擊穿，量測115-130密耳薄片之介電強度。

實施例1-6及比較實施例A及B

使用如上所述之一般性方法及下表I中所述之調配物製備經填充環氧樹脂澆鑄件。藉由上述方法量測所得澆鑄件之性質且性質結果描述於下表II中。

熟習此項技術者應顯而易知可在不脫離本發明之範疇下在上述方法中作出某些改變。因此，意欲本文揭示之所有物質皆解釋為僅具有說明性而非解釋為限制所尋求之保護範疇。此外，本發明之方法不欲受限於以上闡述之特定實施例，包括其所提及之表格。更確切而言，此等實施例及其所提及之表格係說明本發明之方法。

Claims

一種作為電氣裝置之電絕緣材料之可固化環氧樹脂調配組成物，其包含(a)至少一種二氧化二乙烯基芳烴；(b)至少一種不同於組分(a)之該二氧化二乙烯基芳烴之環氧樹脂；(c)至少一種酸酐硬化劑；(d)至少一種填料；及(e)至少一種固化催化劑；其中該環氧樹脂調配組成物在固化後提供包含Tg、拉伸強度、介電強度及體積電阻率之性質得到平衡之固化產物。
如申請專利範圍第1項之環氧樹脂調配組成物，其中該填料為熱導性及電絕緣性填料。
如申請專利範圍第1項之環氧樹脂調配組成物，其中該環氧樹脂調配組成物在固化後提供包含至少約80℃之Tg、至少約65 MPa之拉伸強度、至少約20 kV/mm之介電強度及至少約5E+15歐姆-公分之體積電阻率的性質得到平衡之固化產物。
如申請專利範圍第1項之環氧樹脂調配組成物，其中該填料包含用填料處理劑處理之填料。
如申請專利範圍第4項之環氧樹脂調配組成物，其中該填料包含用矽烷處理之填料。
如申請專利範圍第1項之環氧樹脂調配組成物，其包括反應性稀釋劑、軟化劑(flexibilizing agent)、加工助劑或韌化劑(toughening agent)。
如申請專利範圍第1項之環氧樹脂調配組成物，其中該組成物在澆鑄溫度下之黏度為約200 mPa-s至小於約20,000 mPa-s。
一種製備作為電氣裝置之電絕緣材料之可固化環氧樹脂調配組成物的方法，其包含混合(a)至少一種二氧化二乙烯基芳烴；(b)至少一種不同於組分(a)之該二氧化二乙烯基芳烴之環氧樹脂；(c)至少一種酸酐硬化劑；(d)至少一種填料；及(e)至少一種固化催化劑；其中該環氧樹脂調配組成物在固化後提供包含Tg、拉伸強度、介電強度及體積電阻率之性質得到平衡之固化產物。
一種製備用於電氣裝置之環氧樹脂絕緣材料之方法，其包含以下步驟：(i)提供如申請專利範圍第1項之組成物；(ii)將如申請專利範圍第1項之組成物塗覆於基板；及(iii)固化該基板及組成物以形成絕緣材料；其中該所得絕緣材料具有為大於或等於約70℃之操作溫度所需的包括電性質、機械性質及熱性質之所需性質的平衡。
一種產物，其係藉由如申請專利範圍第9項之方法製備。
如申請專利範圍第10項之產物，其中該產物包含具有為大於或等於約70℃之操作溫度所需的包括電性質、機械性質及熱性質之性質之平衡的絕緣材料、灌注材料或澆鑄材料。
如申請專利範圍第11項之產物，其中該產物包含電氣裝置。
如申請專利範圍第12項之產物，其中該電氣裝置包含電力變壓器。
如申請專利範圍第13項之產物，其中該電氣裝置包含乾式變壓器。