Title:
Härtbare Epoxidharz-Gießmasse
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Es sind schon härtbare Epoxidharz-Gießmassen bekannt, die ein Epoxidharz, ein Härtungsmittel für das Epoxidharz, Aluminiumoxid und einen Zusatzstoff zum Erzielen einer bestimmten Elastizität der Gießmasse enthalten.
Bei der erfindungsgemäßen Epoxidharz-Gießmasse wird die Verarbeitungsviskosität und Imprägnierfähigkeit der Gießmasse verbessert.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Aluminiumoxid zwei Partikelfraktionen umfasst, wobei die erste Partikelfraktion einen Massenanteil am Füllstoff größer als 80%, bevorzugt zwischen 85 bis 95%, insbesondere bevorzugt zwischen 89% und 91%, hat und im Durchschnitt größere Partikel als die zweite Partikelfraktion aufweist.





Inventors:
Herzog, Florian (87541, Bad Hindelang, DE)
Hoffmann, Sebastian (87509, Immenstadt, DE)
Berger, Thomas (71254, Ditzingen, DE)
Application Number:
DE102016205386A
Publication Date:
10/05/2017
Filing Date:
03/31/2016
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:
C08L63/00; C08K3/22; C08K7/00; H01B3/40
Foreign References:
EP13520262004-07-21
Claims:
1. Härtbare Epoxidharz-Gießmasse, enthaltend
a) ein Epoxidharz,
b) ein Härtungsmittel für das Epoxidharz,
c) Aluminiumoxid als Füllstoff,
d) einen Zusatzstoff zum Erzielen einer bestimmten Elastizität der Gießmasse,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Aluminiumoxid zwei Partikelfraktionen umfasst, wobei die erste Partikelfraktion einen Massenanteil am Füllstoff größer als 80%, bevorzugt zwischen 85 bis 95%,
insbesondere bevorzugt zwischen 89% und 91%, hat und im Durchschnitt größere Partikel als die zweite Partikelfraktion aufweist.

2. Epoxidharz-Gießmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumoxid einen Massenanteil von größer als 70% an der Gießmasse hat.

3. Epoxidharz-Gießmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Partikelfraktion einen Massenanteil von 80 bis 95% und die zweite Partikelfraktion einen Massenanteil von 5 bis 20% an dem Aluminiumoxid aufweist.

4. Epoxidharz-Gießmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Medianwert der ersten Partikelfraktion zwischen 25 μm und 35 μm, insbesondere bei 30 μm, und der Medianwert der zweiten Partikelfraktion zwischen 1 μm und 2 μm, insbesondere bei 1,5 μm, liegt.

5. Epoxidharz-Gießmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste Partikelfraktion das 10% Perzentil zwischen 5 μm und 15 μm, insbesondere bei 10 μm, das 25% Perzentil zwischen 15 μm und 25 μm, insbesondere bei 20 μm, das 75% Perzentil zwischen 35 μm und 45 μm, insbesondere bei 40 μm, und das 90% Perzentil zwischen 45 μm und 55 μm, insbesondere bei 50 μm, liegt.

6. Epoxidharz-Gießmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die zweite Partikelfraktion das 10% Perzentil zwischen 0,1 μm und 1 μm, insbesondere bei 0,5 μm, das 25% Perzentil zwischen 0,5 μm und 1,5 μm, insbesondere bei 1 μm, das 75% Perzentil zwischen 1 μm und 4 μm, insbesondere bei 2,5 μm, und das 90% Perzentil zwischen 2 μm und 7 μm, insbesondere bei 4,5 μm, liegt.

7. Epoxidharz-Gießmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumoxid im wesentlichen sphärische Partikel umfasst.

8. Epoxidharz-Gießmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff aus einem sauren Esther auf Basis von Polyetherpolyol hergestellt ist.

9. Verfahren zur Herstellung der Epoxidharz-Gießmasse, welche aus einer Mischung von Epoxidharz, Aluminiumoxid und einem Zusatzstoff zum Erzielen einer bestimmten Elastizität der Gießmasse, hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Gießmasse zwei Partikelfraktionen gemischt werden, wobei die erste Partikelfraktion einen Massenanteil am Füllstoff größer als 80%, bevorzugt zwischen 85 bis 95%, insbesondere bevorzugt zwischen 89% und 91%, hat und im Durchschnitt größere Partikel als die zweite Partikelfraktion aufweist.

10. Verwendung der härtbaren Epoxidharz-Gießmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche als elektrisch isolierendes Material für elektrische oder elektronische Bauteile.

11. Elektrische Maschine mit einer elektrischen Wicklung, die eine härtbare Epoxidharz-Gießmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst und zur Isolierung der elektrischen Wicklung und zum Abführen von Wärme aus der elektrischen Wicklung und zum Dämpfen von akustischen Schwingungen in der elektrischen Maschine vorgesehen ist.

Description:
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer härtbaren Epoxidharz-Gießmasse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine härtbare Epoxidharz-Gießmasse aus der EP 1 352 026 B1 bekannt, die Epoxidharz, ein Härtungsmittel für das Epoxidharz, Aluminiumoxid als Füllstoff und einen Zusatzstoff zum Erzielen einer bestimmten Elastizität der Gießmasse enthält.

Weiterhin sind elektrische Maschinen mit elektrischen Wicklungen bekannt, die von einer einzigen Epoxidharz-Gießmasse imprägniert und umschlossen sind. Diese Epoxidharz-Gießmasse weist jedoch in der Regel eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf. Auch bekannt ist, die Kapillaren zwischen den Kupferdrähten in einem ersten Herstellungsschritt mit einem speziellen Imprägnierharz zu füllen und die elektrischen Wicklungen in einem zweiten Herstellungsschritt mit einem anderen, harten Verkapselungswerkstoff zu umschließen, der jedoch geringe Dämpfungseigenschaften hat.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße härtbare Epoxidharz-Gießmasse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Verarbeitungsviskosität und Imprägnierfähigkeit der Gießmasse verbessert wird, so dass die Gießmasse die Hohlräume zwischen den Drähten der elektrischen Wicklung aufgrund ihrer geringen Viskosität leichter befüllen und vollständig ausfüllen kann. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem das Aluminiumoxid zwei Partikelfraktionen umfasst, wobei die erste Partikelfraktion einen Massenanteil am Füllstoff größer als 80%, bevorzugt zwischen 85 bis 95%, insbesondere bevorzugt zwischen 89% und 91%, hat und im Durchschnitt größere Partikel als die zweite Partikelfraktion aufweist. Die erfindungsgemäße Gießmasse ermöglicht die Imprägnierung zwischen den Drähten und die Umhüllung um die elektrische Wicklung herum unter Verwendung nur eines einzigen Werkstoffs in einem einzigen Herstellungsschritt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen härtbaren Epoxidharz-Gießmasse möglich.

Besonders vorteilhaft ist, wenn das Aluminiumoxid einen Massenanteil von größer als 70% an der Gießmasse hat, da auf diese Weise eine gute Wärmeleitfähigkeit der Epoxidharz-Gießmasse erreicht wird. Die niedrige Verarbeitungsviskosität und gute Imprägnierfähigkeit der Epoxidharz-Gießmasse werden trotz des vergleichsweise hohen Füllanteils von größer als 70% erreicht, wenn die erfindungsgemäß beanspruchten Korngrößenverteilungen der beiden Partikelfraktionen verwendet werden.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn das Aluminiumoxid im wesentlichen sphärische Partikel umfasst. Mit anderen Worten ausgedrückt wird also sphärisches Aluminiumoxid als Füllstoff verwendet. Dies hat den Vorteil, dass die Verarbeitungsviskosität der Gießmasse weiter verringert wird, so dass diese auch in engste Spalte und Hohlräume hineinfließen und diese vollständig ausfüllen kann.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn der Zusatzstoff aus einem sauren Esther auf Basis von Polyetherpolyol hergestellt ist, da auf diese Weise die erforderliche Elastizität der Gießmasse über eine bestimmte Lebensdauer aufrechterhalten wird, so dass eine alterungsbeständige Gießmasse erreicht wird. Außerdem werden durch diesen Zusatzstoff gute akustische Dämpfungseigenschaften und eine gute Temperaturwechselfestigkeit erzielt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die erfindungsgemäße härtbare Epoxidharz-Gießmasse enthält ein Epoxidharz, ein Härtungsmittel für das Epoxidharz, sphärisches Aluminiumoxid und einen Zusatzstoff zum Erzielen einer bestimmten Elastizität der Gießmasse. Dieser Zusatzstoff wird auch als Flexibilisator bezeichnet und ist aus einem sauren Esther auf Basis von Polyetherpolyol hergestellt. Die erfindungsgemäße Epoxidharz-Gießmasse kann als elektrisch isolierendes Material für elektrische oder elektronische Bauteile, insbesondere zur Isolierung einer elektrischen Wicklung einer elektrischen Maschine verwendet werden. Bei der Anwendung bei einer elektrischen Maschine kann die Gießmasse zusätzlich zum Abführen von Wärme aus der elektrischen Wicklung und zum Dämpfen von innerhalb der elektrischen Maschine entstehenden akustischen Schwingungen bzw. Betriebsgeräuschen vorgesehen sein. Bei der elektrischen Wicklung einer elektrischen Maschine füllt die Gießmasse die Hohlräume oder Kapillare zwischen den Drähten bzw. Leitern der elektrischen Wicklung vollständig aus. Außerdem bildet die Gießmasse, insbesondere im Bereich der Wickelköpfe der elektrischen Maschine, eine Umhüllung um die elektrische Wicklung herum. Diese Umhüllung macht die elektrische Wicklung beständig gegenüber flüssigen Medien wie beispielsweise Öl.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Aluminiumoxid zwei Partikelfraktionen umfasst, wobei die erste Partikelfraktion einen Massenanteil am Füllstoff, also am Aluminiumoxid, größer als 80%, bevorzugt zwischen 85 bis 95%, insbesondere bevorzugt zwischen 89% und 91%, hat und im Durchschnitt größere Partikel als die zweite Partikelfraktion aufweist.

Das Aluminiumoxid hat an der Epoxidharz-Gießmasse einen Massenanteil von größer als 70%, beispielsweise zwischen 74% und 76 %, insbesondere 75%.

Die erste Partikelfraktion weist einen Massenanteil von 80 bis 95% und die zweite Partikelfraktion einen Massenanteil von 5 bis 20% an dem Aluminiumoxid auf.

Die Korngrößenverteilung der beiden Partikelfraktionen wird im folgenden mit einigen Kenngrößen angegeben. Für die erste Partikelfraktion liegt das 10% Perzentil zwischen 5 μm und 15 μm, insbesondere bei 10 μm. Für die zweite Partikelfraktion liegt das 90% Perzentil zwischen 2 μm und 7 μm, insbesondere bei 4,5 μm.

Für die erste Partikelfraktion liegt das 10% Perzentil zwischen 5 μm und 15 μm, insbesondere bei 10 μm, das 25% Perzentil zwischen 15 μm und 25 μm, insbesondere bei 20 μm, der Medianwert zwischen 25 μm und 35 μm, insbesondere bei 30 μm, das 75% Perzentil zwischen 35 μm und 45 μm, insbesondere bei 40 μm, und das 90% Perzentil zwischen 45 μm und 55 μm, insbesondere bei 50 μm.

Für die zweite Partikelfraktion liegt das 10% Perzentil zwischen 0,1 μm und 1 μm, insbesondere bei 0,5 μm, das 25% Perzentil zwischen 0,5 μm und 1,5 μm, insbesondere bei 1 μm, der Medianwert zwischen 1 μm und 2 μm, insbesondere bei 1,5 μm, das 75% Perzentil zwischen 1 μm und 4 μm, insbesondere bei 2,5 μm, und das 90% Perzentil zwischen 2 μm und 7 μm, insbesondere bei 4,5 μm, liegt.

Bei der Herstellung der Epoxidharz-Gießmasse werden die beiden zwei Partikelfraktionen des Aluminiumoxids in die Gießmasse zu den anderen Komponenten der Mischung hinzugemischt. Die beiden Partikelfraktionen verteilen sich dabei gleichmäßig in der Gießmasse. Die Korngrößenverteilung, die sich aus der Mischung der beiden Partikelfraktionen ergibt, entspricht der Summe der beiden einzelnen Korngrößenverteilungen der beiden Partikelfraktionen.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • EP 1352026 B1 [0001]