[发明专利]电绝缘的浇注制品及其制造方法

说明书

技术领域

此处所述的实施方案通常涉及到包括金属部件和绝缘的树脂材料的电绝缘的浇注制品，以及该电绝缘的浇注制品的制造方法。

发明背景

通常，在用于高容量电力传输设备等的电力设备中，金属部件是导体，并且由作为绝缘体的树脂例如环氧树脂来支持。在这种情况中，将该金属部件浇注到树脂内来确保该金属部件附着到树脂上。

上述电力设备在其内部通过激励产生了热，所以它通常是在室温或者更高温度的温度状态使用的。另外，经常是这样的情况，即，该电力设备是在室温或者更高温度状态下使用的，这归因于在夏季由于直射日光等形成的热和白天时来自外面的热(这取决于在室内、户外等的安装状态)。当温度状态是室温或者更高时，二者热膨胀系数的差异造成的应力是在金属部件和用于包埋的浇注树脂之间的界面处产生的，并因此削弱了界面处的粘接力，以及在该电力设备是浇注制品时容易发生剥离。

已知的是有不同的方法来抑制界面处的粘接弱化和剥离的发生。具体的，已知的是一种方法，其中作为金属部件的铝合金和作为浇注树脂的环氧树脂经由底胶层(primer layer)来整合到一起。在这种方法中，该底胶层例如是通过用丙酮和醇稀释的化合物双酚-类型环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛和酚树脂来提供的。

此外，已知其中将金属部件的表面通过喷砂进行粗糙化的方法、和其中在金属部件的表面上通过化学和电化学方法例如转化处理、酸蚀刻方法、勃姆石方法、阳极氧化方法来形成坚固的氧化物膜的方法，作为浇注操作的预加工，来提高金属部件和浇注树脂之间的粘接力。

具体的，FPL蚀刻方法是一种通过在硫酸/重铬酸溶液中进行蚀刻，来在作为金属部件的铝合金表面上形成大约数十nm的超薄氧化物膜层的方法。该FPL蚀刻方法已知的是一种用于提高作为浇注树脂的环氧树脂和金属部件之间的粘接力的代表性方法，并且它被用作标准例如JIS K6848、ASTM D2651。

此外，磷酸阳极氧化技术已知的是一种预加工方法，其在高温高湿环境下具有优于FPL蚀刻方法的耐久性。这种磷酸阳极氧化技术是这样的技术，其用于经由膜状态粘接剂层，来在铝合金(其中磷酸阳极氧化物膜层各自是在其表面上形成的)彼此之间、铝合金(其中阳极氧化物膜层是在其表面形成的)和不同种类的金属之间、或者铝合金(其中阳极氧化物膜层是在其表面形成的)和复合材料之间进行粘附。

但是，使用双酚-类型环氧树脂(底胶层)的粘接剂本身具有低的玻璃化转变温度和低的热阻，并因此，难以确保金属部件和浇注环氧树脂之间的界面处的粘接力，特别是在高温态时更是如此。

此外，近年来，对于减少影响环境物质的使用量的要求日益提高，并且期望开发不使用铬的金属部件表面粘接剂预加工技术。

另一方面，在上述的磷酸阳极氧化技术中，在阳极氧化方法之后必需将铝合金进行水洗、加热和干燥加工，其后在3天内用底胶涂覆，并且保持来确保足够的粘接剂强度。另外，据称从铝合金一旦进行了底胶涂覆的时间开始到将它转移到粘接剂方法，这里存在着最长10天的保持时间界限，虽然根据底胶的种类它是不同的。在磷酸阳极方法之后一系列的保持期的限制阻碍了对于制造方法的管理，并且是阻碍生产率的一个因素。

此外，已知的是在通过阳极氧化在铝合金部件表面上形成的氧化物膜在大约110°C时发生裂纹，这归因于与铝合金基础材料热膨胀系数的差异，并且由此产生了热应力。在浇注操作中最小需要130°C或者更高的二次固化温度。因此，期望这样的粘接剂预加工技术，其中在铝合金表面形成的阳极氧化物膜与浇注树脂之间的粘接力不会变差。

发明内容

本发明要解决的一个问题是提供一种电绝缘的浇注制品，其包括具有长期优异高温蠕变性能的粘接剂界面，而不劣化其粘接力，即使它在阳极氧化方法后长期保持之后进行浇注操作也是如此，本发明还提供了一种制造上述包括粘接剂界面的电绝缘的浇注制品的方法。

根据该实施方案的一种电绝缘的浇注制品，其包括：由铝合金或者纯铝形成的基础材料；浇注树脂；在基础材料表面上形成的氧化物膜；和提供在该基础材料和浇注树脂之间的粘接剂，并且该粘合剂使在基础材料上形成氧化物膜的表面粘附到浇注树脂上。

该氧化物膜是由多个棱柱形单格(cell)组成的。在深度方向上延伸的孔和在棱柱形单格表面处的开口大致是在该棱柱形单格中心附近形成的，并且在相对于内周表面大约垂直方向上延伸的分支孔是进一步在所述孔的内周表面处形成的。该氧化物膜的厚度厚于0.5μm且小于2.0μm。将粘接剂填充到棱柱形单格的每个孔中，并且其厚度是1μm或者更高且40μm或者更低。