BRPI1015480B1

BRPI1015480B1 - composição curável, produto curado, e, método para a fabricação de um componente de equipamento de isolamento elétrico

Info

Publication number: BRPI1015480B1
Application number: BRPI1015480A
Authority: BR
Inventors: Christian Beisele; Josef Grindling; Daniel Bear
Original assignee: Huntsman Advanced Materials Licensing (Switzerland) Gmbh
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2019-12-31
Also published as: BRPI1015480A2; BRPI1015480B8; TWI537298B; KR20120042714A; EP2414444B1; ES2411462T3; PL2414444T3; RU2011144365A; CN102388096A; JP5756082B2; JP2012522854A; RU2528845C2; EP2414444A1; US20120022184A1; WO2010112272A1; CN102388096B; SI2414444T1; AU2010230455B2; US8999433B2; AU2010230455A1

Abstract

composição curável, produto curado, e, método para a fabricação de um componente de equipamento de isolamento elétrico resina epóxi e uma composição de carga, um produto curado obtido através da cura da referida composição curável, assim como o uso do produto curado como um material de construção eletricamente isolante para componentes elétricos ou eletrônicos.

Description

COMPOSIÇÃO CURÁVEL, PRODUTO CURADO, E, MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UM COMPONENTE DE EQUIPAMENTO DE ISOLAMENTO ELÉTRICO [1] A presente invenção refere-se a uma composição curável, que compreende uma resina epóxi e uma composição de carga, um produto curado obtido através da cura da referida composição curável, assim como ao uso dos referidos produtos curados como um material de construção eletricamente isolante para componentes elétricos ou eletrônicos. A seguir, a presente invenção refere-se ao uso de uma composição curável para a fabricação de componentes ou de partes de equipamento elétrico, assim como a um método para a fabricação de um equipamento de isolamento elétrico.

[2] Os componentes de dispositivos de comutação são submetidos a requerimentos muito rigorosos. De um modo geral, os componentes elétricos são providos com uma blindagem, que consiste de uma resina sintética eletricamente isolante. Em adição às características dielétricas requeridas da blindagem, as características mecânia, tais que a resistência ao impacto e a inclinação para a formação de fissuras são relevantes.

[3] Um fator crítico para uma resina de blindagem para componentes elétricos de alto desempenho, tais que as engrenagens de comutação a vácuo ou tranformadores, que operam em uma faixa de voltagem de até cerca de 40 kV, é a resistência contra a formação de fissuras durante a variação de temperatura.

[4] Uma indicação quanto à resistência à formação de fissuras do ciclo térmico é o assim denominado valor de índice de fissuramento (RI).

[5] De um modo a evitar fissuras no material de blindagem, a arte anterior propõe que as câmaras a vácuo das engrenagens de comutação ou de outras partes sejam instaladas em moldagens dielétricas e sejam encapsuladas no interior de um alojamento contendo carga, composto de uma resina epóxi. De um modo a evitar a formação de fissuras, a composição de moldagem

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 9/55 / 28 contém um pó de carga, tal que um pó de quartzo ou um pó de sílica sintético.

[6] No entanto, o valor do índice de fissuramento (RI) alcançado através deste método, não é suficiente para os componentes elétricos de alto desempenho.

[7] Além disso, os componentes elétricos foram encapsulados em silicone ou em poliuretano ou em uma resina de moldagem “flexível”, de um modo a que seja formado um tipo de tampão, que suporte os estresses devidos a uma não-conjugação de expansões térmicas.

[8] A técnica de encapsulação significa que a câmara de comutação e vácuo e as partes inseridas precisam ser amortecidas, devido a razões mecânicas, por meio de um material elastomérico, antes da introdução na resina epóxi. Os requerimentos no que se refere a este material são:

alta resistência dielétrica e a elasticidade adequada para absorver os estresses térmicos e os estresses mecânicos.

[9] O amortecimento elastomérico absorve os estresses que ocorrem nos componentes encapsulados durante a operação, devido a uma não-conjugação de diferentes expansões térmicas do material encapsulante e do componente a ser encapsulado.

[10] No entanto, esta tecnologia requer pelo menos dois estágios de processo, o que é menos econômico e, além disso, demorado.

[11] Deste modo, é preferido um processo de moldagem, em que a resina epóxi é diretamente aplicada à câmara de vácuo através de uma engrenagem de comutação e que não requer um amortecimento adicional.

[12] A WO-A1-2004/090913 descreve um método para a produção de moldagens para dispositivos de comutação de aplicações em baixa voltagem, média voltagem e alta voltagem, em que uma mistura de esferas de vidro com uma distribuição predeterminada e diâmetros de tamanho Dx é introduzida no composto de encapsulação, deste modo criando uma encapsulação direta dos componentes. No entanto, o método para a

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 10/55 / 28 sobremoldagem direta de dispositivos de comutação exposto na WO-A12004/090913 apresenta custos elevados referentes a esferas ocas e, além disso, as esferas ocas podem ser mecanicamente destruídas, de um modo parcial, durante o processo de mistura, o que reduz a eficiência.

[13] Além disso, é exposto que as cargas adicionais, tais que a sílica amorfa e a volastonita podem ser usadas. No entanto, a aplicação não ensina que uma certa combinação destas duas cargas seria adequada como uma carga para sistemas epóxi a serem usados para a sobremoldagem direta de engrenagens de comutação a vácuo.

[14] A EP-A2-1176 171 expõe um material dielétrico para a sobremoldagem direta de engrenagens de comutação, que compreendem uma resina matriz curável termicamente, contendo resina epóxi e anidrido ácido modificado, assim como partículas inorgânicas e partículas de borracha tendo uma estrutura de casca/núcleo. No entanto, a combinação de partículas inorgânicas, junto com partículas de borracha tendo uma estrutura de casca/núcleo, é muito cara.

[15] A US-B1-6.638.567 expõe uma composição curável, que compreende:

(a) uma resina epóxi cicloalifática, que está líquida em temperatura ambiente e, suspensas na mesma, um polímero de casca/núcleo;

(b) um anidrido policarboxílico; e (c) duas cargas diferentes, (c1) e (c2), em que (c1) é uma carga, que é capaz de liberar água à medida em que a temperatura é aumentada a acima da temperatura ambiente; (c2) é um material de reforço; a proporção total de cargas (C1) e (C2) sendo de 58 a 73%, em peso, com base na quantidade total de componentes (a), (b) (c1) e (c2) na composição; e a razão, em peso, das cargas (c1):(c2) está na faixa de 1: 3 a 1:1. A composição curável pode ser usada para a sobremoldagem direta de engrenagens de comutação a vácuo e para outros componentes elétricos de alto desempenho.

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No entanto, os sistemas reforçados com polímero de casca-núcleo são muito caros.

[16] Constituiu um objeto da presente invenção superar os problemas associados com os sistemas da arte antecedente. Além disso, constituiu um objeto prover uma composição curável, que pode ser diretamente aplicada a um alojamento cerâmico de uma engrenagem de comutação e que é altamente resistente a fissuras, quando de alterações de temperatura do alojamento cerâmico.

[17] Verificou-se agora, de um modo surpreendente, que os problemas acima podem ser solucionados através de uma composição de resina epóxi curável, que compreende uma combinação específica de diferentes cargas.

[18] A primeira modalidade da presente invenção consiste em uma composição curável, que compreende:

a) uma resina epóxi, e

b) uma composição de carga, que compreende:

i) volastonita, e ii) sílica amorfa.

[19] Um componente essencial da composição curável de acordo com a presente invenção é uma composição de carga, que compreende volastonita e sílica amorfa.

[20] A volastonita é um silicato de cálcio acicular de ocorrência natural da fórmula Ca3[Si3Oc], tendo tamanhos de partícula na faixa micrônica. A volastonita produzida artificialmente é também acicular. A volastonita está comercialmente disponível, por exemplo, sob a marca Nyad® de Nyco Company ou sob a marca Tremin® de Quarzwerke, Alemanha, por exemplo, Tremin® 283-100 EST ou Tremin® 283-600 EST.

[21] De acordo com uma modalidade preferida, a volastonita é um pó, de um modo preferido tendo um tamanho de partícula médio d50 de 1 a

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100 gm, de um modo mais preferido de 2 a 50 pm, e de um modo ainda mais preferido de 3 a 25pm, determinado de acordo com a ISO 13320-1:1999.

[22] É ainda preferida uma composição curável, em que a volastonita possui um tamanho de partícula d95 de 1 a 200 pm, e de um modo mais preferido de 2 a 100 pm, e de um modo ainda mais preferido de 5 a 90 pm, determinado de acordo com a ISO 13320-1:1999.

[23] O D50 é conhecido como o valor médio do diâmetro de partícula. Isto significa que um pó compreende 50% de partículas tendo um tamanho de partícula maior e 50% de partículas tendo um tamanho de partícula menor do que o valor d50. D95 significa que 95% das partículas possuem um diâmetro de partícula menor e que 5% das partículas possuem um tamanho de partícula maior do que o valor d50.

[24] A volastonita possui, de um modo preferido, uma densidade de massa de 0,40 a 0,90 g/cm³, de um modo mais preferido a partir de 0,49 a 0,80 g/cm3 e de um modo mais preferido de 0, 55 a 0, 76 g/cm3, determinada de acordo coma DIN 52466.

[25] É preferida, de um modo especial, a volastonita tendo uma superfície específica BET de 2 a 5 m²/g, determinada de acordo com a DIN 66132.

[26] A composição curável de acordo com a presente invenção compreende, de um modo preferido, uma volastonita que seja superficialmente tratada. De um modo preferido, a volastonita é superficialmente tratada com um silano, de um modo preferido selecionado a partir do grupo, que consiste de aminossilano, epoxissilano, silano(met)acrílico, metil silano e vinil silano.

[27] De um modo preferido, o silano é selecionado a partir de um silano de acordo com a fórmula que se segue:

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R = metila ou etila [28] O segundo componente de carga essencial é a silica amorfa. De um modo preferido, a silica amorfa é silica amorfa natural ou silica fundida. A silica fundida com um tamanho médio de partícula (dso) de 10,5 pm está comercialmente disponível sob a marca Tecosil® de CE Minerals, Greenville, TN, USA. A silica morfa natural está disponível sob a marca Amosil®, TN, USA. A silica amorfa natural está disponível sob a marca Amosil® de Quarzwerke, Alemanha:

[29] De acordo com uma modalidade preferida, a silica amorfa possuía um tamanho de partícula médio (dso) de 1 a 100 pm, e de um modo mais preferido de 2 a 50 pm, e de um modo ainda mais preferido de 5 a 25 pm, determinado de acordo com a ISO 13320-1:1999.

[30] De um modo preferido, a silica amorfa é superficialmente tratada. Preferivelmente, a silica amorfa é silica tratada com um silano, de um modo mais preferido selecionado a partir do grupo, que consiste de amino silano, epóxi silano, silano(met)acrilico, metil silano e vinil silano.

[31] De um modo preferido, o silano é selecionado a partir de um silano de acordo com a fórmula:

R = metila ou etila [32] De acordo com uma modalidade preferida, a composição curável de acordo com a presente invenção compreende a composição de carga, em que a razão em peso de silica amorfa para volastonita é de 10:1 a

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1:10, de um modo preferido de 9: 1 a 1: 9, de um modo mais preferido de 85:15 a 15:85, de um modo especial de 70: 30 a 30: 70, e de um modo ainda mais preferido de 60: 40 a 40:60.

[33] Preferivelmente, a composição curável compreende uma composição de carga, em que a volastonita e/ou a sílica amorfa possui um tamanho de partícula médio (d50) na faixa de 2 a 50 pm, determinado de acordo com a I SO 13320-1: 1999.

[34] Além disso, é preferido que pelo menos uma das cargas da composição de carga seja superficialmente tratada comum silano.

[35] De um modo especial, é preferida uma composição curável, em que a volastonita e/ou a sílica amorfa é superficialmente tratada com um silano, selecionado a partir do grupo, que consiste de amino silano, epóxi silano, silano (met)acrílico, metil silano e vinil silano.

[36] Um outro componente essencial da composição curável de acordo com a presente invenção é a resina epóxi.

[37] De um modo preferido, a resina epóxi está líquida a 25°C.

[38] Para a preparação das composições de acordo com a invenção, resinas epóxi adequadas como o componente (a) são aquelas usuais em tecnologia de resina epóxi. Exemplos de resinas epóxi são:

I) Ésteres poliglicidila e poli(P-metilglicidila), obteníveis através da reação de um composto tendo pelo menos dois grupos carboxila na molécula com epicloroidrina e β-metil epicloroidrina, respectivamente. A reação é executada, de um modo vantajoso, na presença de bases.

[39] Ácidos policarboxílicos alifáticos podem ser usados como o composto tendo pelo menos dois grupos carboxila na molécula. Exemplos de tais ácidos policarboxílicos são o ácido oxálico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico ou ácido linoleico dimerizado ou trimerizado.

[40] É também possível, no entanto, usar ácidos policarboxílicos

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 15/55 / 28 cicloalifáticos, por exemplo, o ácido hexaidroftálico ou o ácido 4-metil hexaidroftálico.

[41] Ácidos policarboxílicos aromáticos, por exemplo, o ácido ftálico, ácido isoftálico ou o ácido tereftálico podem ser também usados como ácidos policarboxílicos aromáticos parcialmente hidrogenados, tais que o ácido tetraidroftálico ou o ácido 4-metil tetraidroftálico.

II) Éteres poliglicidila ou poli(P-metilglicidila), obteníveis através de reação de um composto tendo pelo menos dois grupos hidróxi alcoólicos livres e/ou grupos hidróxi fenólicos com epicloroidrina ou βmetilepicloroidrina, sob condições alcalinas, ou na presença de um catalisador ácido com tratamento alcalino subsequente.

[42] Os éteres glicidila deste tipo são derivados, por exemplo, a partir de alcoóis acíclicos, por exemplo, a partir de etileno glicol, dietileno glicol ou poli(oxietileno) glicóis superiores, propano-1,2-diol ou poli(oxipropileno) glicóis, propano-1,3-diol, butano-1,4-diol, poli(oxitetrametileno) glicóis, pentano-1,5-diol, hexano-1, 6-diol, hexano2,4,6-triol, glicerol, 1,1,1-trimetilol propano, pentaeritritol, sorbitol, e também poliepicloroiidrinas.

[43] Outros éteres glicidílicos deste tipo são derivados de alcoóis cicloalifáticos, tais que 1,4-cicloexanodimetano, bis(4hidroxicicloexil)metano ou 2,2-bis(4-hidroxicicloexil) propano, ou de alcoóis que contêm grupos aromáticos e/ou outros grupos funcionais, tais que N,N-bis (2-hidroxietil)anilina ou p,p'-bis(2-hidroxietilamino) difenil metano. Os éteres glicidílicos podem ser também baseados em fenóis mononuclares, por exemplo, resorcinol ou hidroquinona, ou em fenóis polinucleares, por exemplo, bis(4-hidroxifenil)metano, 4,4'-diidrobifenila, bis (4-hidroxifenil) sulfona, 1,1,2,2-tetraquis(4-hidroxifenil) etano, 2,2-bis(4-hidroxifenil) propano ou 2,2-bis (3,5-dibromo-4-hidroxifenil) propano.

[44] Outros compostos hidróxi, que são adequados para a

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 16/55 / 28 preparação de éteres glicidílicos, são novolacas, obteníveis através da condensação de aldeídos, tais que formaldeído, acetaldeído, cloral ou furfuraldeído, com fenóis ou bisfenóis, que são substituídos ou nãosubstituídos por átomos de cloro ou por grupos alquila C1-9, por exemplo, fenol, 4-clorofenol, 2-metilfenol, ou 4-terc-butilfenol.

III) Compostos poli(N-glicidila), obteníveis através de desidroclorinação dos produtos de reação de epicloroidrina com aminas contendo pelo menos dois átomos de amina hidrogênio. Tais aminas são, por exemplo, anilina, n-butil amina, bis (4-aminofenil) metano, m-xililenodiamina ou bis (4-metilaminofenil) metano.

[45] O poli(n-glicidila) também incluem, no entanto, isocianurato de triglicidila, derivados N,N'-diglicidila de cicloalquileno uréia, tais que etileno uréia ou 1,3-propileno uréia, e os derivados diglicidila de hidantoínas, tais que 5,5-dimetil hidantoína.

IV) Compostos poli(S-glicidila), por exemplo, derivados di-Sglicidila, derivados de ditióis, por exemplo, etano-1,2-ditiol ou éter bis(4mercaptometilfenílico).

V) Resinas epóxi cicloalifáticas, por exemplo, éter bis(2,3epoxiciclopentílico), éter 2,3-epoxiciclopentil glicidílico, 1,2-bis (2,3epoxiciclopentilóxi) etano ou 3',4'-epoxicicloexanocarboxilato de 3,4epoxicicloexilmetila.

[46] É também possível, no entanto, usar resinas epóxi, em que os grupos 1,2-epóxi são ligados a diferentes heteroátomos ou grupos funcionais; tais compostos incluem, por exemplo, o derivado N,N,O-triglicidila ou 4aminofenol, o éter glicidílico, éster glicidílico do ácido salicílico, N-glicidilN'-(2-glicidiloxipropil)-5,5-dimetil hidantoína e 2-glicidilóxi-1,3-bis(5,5dimetil-1-glicidil hidantoína-3-il)propano.

[47] As composições de acordo com a invenção são sistemas de resina de viscosidade moderada a relativamente alta, que podem ser

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 17/55 / 28 inteiramente curados por calor. No estado curado, eles são materiais de termocura de rigidez relativamente alta, tendo uma temperatura de transição vítrea de cerca de 80 a 140°C. O termo “resina epóxi cicloalifática”, no contexto desta invenção, denota uma resina epóxi tendo unidades estruturais cicloalifáticas, ou seja, dizer que ele inclui tanto compostos glicidila cicloalifáticos e compostos β-metil glicidila, assim como reinas epóxi baseadas em óxidos de cicloalquileno. “Líquido em temperatura ambiente (RT)” é entendido como compreendendo compostos despejáveis, que estão líquidos a 25°C, isto é, em viscosidade baixa a média (viscosidade de menos do que 20.000 mPa.s determinada com um equipamento Rheomat, tipo 115; MS DIN 125; D = 11/s a 25°C).

[48] Compostos glicidila cicloalifáticos adequados e compostos βmetilglicidílicos são os ésteres glicidílicos e os ésteres β-metilglicidílicos de ácidos policarboxílicos cicloalifáticos, tais que o ácido tetraidroftálico, ácido 4-metil tetraidroftálico, ácido hexaidroftálico, ácido 3-metil hexaidroftálico e ácido 4-metil hexaidroftálico.

[49] Outras resinas epóxi cicloalifáticas adequadas são os éteres diglicidílicos e éteres β-metilglicidílicos de alcoóis cicloalifáticos, tais que 1,2-diidroxicicloexano, 1,3-diidroxicicloexano e 1,4-diidroxicicloexano, 1,4cicloexanodimetanol, 1,1-bis(hidroximetil)cicloex-3-eno, bis(4hidroxicicloexil) metano, 2,2-bis(4-hidroxicicloexil) propano e bis (4hidroxicicloexil) sulfona.

[50] Exemplos de resinas epóxi tendo estruturas de óxido de cicloalquileno são éter bis(2,3-epoxiciclopentílico), éter 2,3-epoxiciclopentil glicidílico, 1,2-bis (2,3-epoxiciclopentil) etano, dióxido de vinil cicloexeno, 3',4',-epoxicicloexanocarboxilato de 3,4-epoxocicloexilmetila, 3',4',-epoxi-6'metilcicloexanocarboxilato de 3,4-epoxi—6-metilcicloexilmetila, bis(3,4epoxicicloexilmetil)adipato e bis (3,4-epópxi-6-metilcicloexilmetil)adipato.

[51] Resinas epóxi cicloalifáticas preferidas são éter bis(4

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 18/55 / 28 hidroxicicloexil)metano diglicidílico, éter 2,2-bis (4-hidroxicicloexil)propano diglicidílico, éter diglicidílico do ácido tetraidroftálico, éter diglicidílico do ácido 4-metil tetraidroftálico, éter diglicidílido do ácido 4-metil hexaidroftálico, 3',4'-epoxicicloexanocarboxilato de 3,4-epoxicicloexil metila e, de um modo especial, o éster diglicidílico do ácido hexaidroftálico.

[52] Resinas epóxi alifáticas podem ser também usadas. Como “resinas epóxi alifáticas” é possível usar os produtos de epoxidação de ésteres do ácido graxo insaturado. É preferível usar compostos contendo epóxi, derivados a partir de ácidos mono e poli-graxos tendo de 12 a 22 átomos de carbono e um número iodo de a partir de 30 a 400, por exemplo o ácido aluroleico, ácido miristoleico, ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido gadoleico, ácido erúcico, ácido ricinoleico, ácido linoléico, ácido linolênico, ácido elaídico, ácido licânico, ácido araquidônico e ácido clupanodônico.

[53] Por exemplo, são adequados os produtos de epoxidação de óleo de soja, óleo de linhaça, óleo de perila, óleo de tungue, óleo de oiticica, óleo de açafrão, óleo de semente de papoula, óleo de cânhamo, óleo de caroço de algodão, óleo de girassol, óleo de colza, triglicerídeos poliinsaturados, triglicerídeos de plantas euforbiáceas, óleo de nozes moídas, óleo de oliva, óleo de caroço de oliva, óleo de amêndoas, óleo de paina, óleo de avelã, óleo de caroço de damasco, óleo de fruto de faia, óleo de tremoço, óleo de milho, óleo de sésamo, óleo de semente de uva, óleo de lalemancia, óleo de rícino, óleo de arenque, óleo de sardinha, óleo de savelha, óleo de baleia, talóleo, e derivados dos mesmos.

[54] São também adequados os derivados insaturados superiores, que podem ser obtidos através de reações de desidrogenação subsequentes daqueles óleos.

[55] As ligações duplas olefínicas dos radicais de ácido graxo insaturados dos compostos antes mencionados podem ser epoxidadas de acordo com métodos conhecidos, por exemplo, através de reação com

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 19/55 / 28 peróxido de hidrogênio, opcionalmente na presença de um catalisador, um hidroperóxido de alquila ou um perácido, por exemplo, ácido perfórmico ou ácido peracético. Dentro do escopo da invenção, tanto os óleos inteirmanete oxidados, como os derivados parcialmente epoxidados, que ainda contêm ligações duplas, podem ser usados para o componente (a).

[56] É preferido o uso de óleo de soja epoxidado e de óleo de linhaça epoxidado.

[57] As misturas de resinas epóxi I) a V) acima mencionadas podem ser também usadas. A composição curável de acordo com a presente invenção comprende, de um modo preferido, um éter glicidílico ou um éster glicidílico aromático ou cicloalifático, líquido ou sólido a 25°C, de um modo especialmente preferido o éter diglicidílico ou o éster diglicidílico de bisfenol A ou de bisfenol F. As resinas epóxi preferidas podem ser também obtidas através da reação de um éter poliglicidílico e de um éster poliglicidílico com alcoóis, tais que dióois. A reação com dióis aumenta o peso molecular.

[58] É especialmente preferida uma resina epóxi, que é um éter glicidílico de bisfenol A, que é reagido com menos do que uma quantidade equimolar de bisfenol A.

[59] De acordo com uma modalidade preferida, a composição curável compreende uma resina epóxi selecionada a partir do grupo, que consiste de éter poliglicidílico, éster poli (β-metil glicidílico), éter poliglicidílico, éter poli(e-metilglicidílico) e misturas dos mesmos.

[60] De um modo preferido, a composição curável de acordo com a presente invenção compreende uma resina epóxi cicloalifática, que é preferivelmente selecionada a partir do grupo, que consiste do éter bis (4hidroxicicloexil) metano diglicidílico, éter 2,2-bis (4-hidroxicicloexil)propano diglicidílico, éster diglicidílico do ácido tetraidroftálico, éter diglicidílico do ácido 4-metil tetraidroftálico, éster diglicidílico do ácido 4metil hexaidroftálico, 3',4'-epoxicicloexano carboxilato de 3,4-epoxicicloexil

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 20/55 / 28 metila, e éster diglicidílico do ácido hexaidroftálico.

[61] De um modo preferido, a composição curável compreende, de um modo adicional, um agente de endurecimento, de um modo mais preferido um agente de endurecimento anidrido.

[62] Mais preferivelmente, a composição compreende, de um modo adicional, um anidrido ou um ácido policarboxílico.

[63] O agente de endurecimento anidrido pode ser constituído por anidridos poliméricos alifáticos, por exemplo o polianidrido polissebácico ou o polianidrido poliazeláico, ou ainda anidridos carboxílicos cíclicos.

[64] Os anidridos carboxílicos cíclicos são, de um modo especial, preferidos.

[65] Exemplos de anidridos carboxílicos cíclicos são:

anidrido succínico, anidrido citracônico, anidrido itacônico, anidridos succíncios alquenil-substituídos, anidrido dodecenil succínico, anidrido maleico e anidrido tricarbalílico, um produto de adição de anidrido maléico com ciclopentadieno ou metil ciclopentadieno, um produto de adição do ácido linoleico com anidrido maleico, anidridos endoalquileno tetraidroftálicos, anidrido metil tetraidroftálico e anidrido tetraidroftálico, as misturas isoméricas dos dois últimos compostos sendo, em especial, adequadas.

[66] De um modo preferido, o agente de endurecimento é um agente de endurecimento anidrido, que é mais preferivelmente selecionado a partir do grupo, que consiste de anidrido metil tetraidroftálico; anidrido metil4-endometileno tetraidroftálico, anidrido metil hexaidroftálico; anidrido tetraidroftálico.

[67] Mais preferivelmente, o agente de endurecimento anidrido é um anidrido de poliéster, que é obtenível através da reação de um dianidrido com uma quantidade menos que equimolar de dióis.

[68] Em especial, é preferido o produto de reação do anidrido metil

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 21/55 / 28 tetraidroftálico com um polietileno glicol, que está comercialmente disponível sob a marca registrada XB 5993, de Hunstman, Suíça.

[69] As composições de acordo com a invenção compreendem, de um modo opcional, um acelerador de cura como um componente adicional. Os aceleradores adequados são conhecidos daqueles versados na arte. Os exemplos que podem ser mencionados são:

complexos de aminas, em especial de aminas terciárias, com tricloreto de boro ou com trifluoreto de boro;

aminas terciárias, tais que benzil dimetil amina;

derivados de uréia, tais que N-4-clorofenil-N', N'-dimetil uréia (monurona);

imidazóis substituídos ou não-substituídos, tais que imidazol ou 2-fenil imidazol.

[70] Os aceleradores preferidos são as aminas terciárias, em especial benzil dimetil amina, e imidazóis (por exemplo, 1-metil imidazol) para as composições acima, que compreendem óleos epoxidados.

[71] Os agentes de cura e, quando aplicável, os aceleradores, são usados nas quantidades usualmente efetivas, ou seja, dizer em quantidades suficientes para a cura das composições de acordo com a invenção. A razão dos componentes do sistema de resina/agente de endurecimento/acelerador depende da natureza dos compostos usada, da taxa de cura requerida, e das propriedades desejadas para o produto final e pode ser prontamente determinada por aquele versado na arte. De um modo geral, de 0,4 a 1,6 equivalentes, de um modo preferido de 0,8 a 1,2 equivalentes, de grupos anidrido por equivalente epóxi, podem ser usados.

[72] Os aceleradores de cura são usados, de um modo usual, em quantidades de a partir de 0,1 a 20 partes, em peso, por 100 partes, em peso, de resina(s) epóxi.

[73] A composição curável de acordo com a presente invenção

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 22/55 / 28 pode compreender, de um modo adicional, outros aditivos: tais que um flexibilizante, agentes antideposição, agentes de coloração, agentes de supressão de espuma, estabilizadores de luz, agentes de liberação de molde, agentes de enrijecimento, promotores de adesão, agentes de retardo de chama, e aceleradores de cura.

[74] A composição curável de acordo com a presente invenção, pode ser usada para a fabricação de componentes ou de partes de equipamento elétrico.

[75] Deste modo, uma outra modalidade da presente invenção consiste no uso da composição curável de acordo com a presente invenção para a fabricação de componentes ou de partes de um equipamento elétrico. De um modo preferido, o componente elétrico é selecionado a partir do grupo, que consiste de transformadores, escovas, isolantes, comutadores, sensores, conversores, e vedações terminais de cabo. De um modo preferido, a composição curável é usada para a sobremoldagem direta de uma câmara a vácuo de uma engrenagem de comutação.

[76] As composições curáveis de acordo com a presente invenção são, de um modo preferido, curadas por calor. Os produtos curados obtidos demonstram propriedades mecânicas surpreendentemente excelentes, de um modo particular em termos de resistência à formação de fissuras por ciclo térmico.

[77] Deste modo, uma outra modalidade da presente invenção consiste em um produto curado, que é obtenível através da cura de uma composição curável de acordo com a presente invenção.

[78] Os produtos curados de acordo com a presente invenção são usados, de um modo preferido, como um material de construção eletricamente isolante para componentes elétricos ou eletrônicos, de um modo mais preferido para câmaras a vácuo de engrenagens de comutação.

[79] Uma outra modalidade da presente invenção consiste em um

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 23/55 / 28 método para a fabricação de um equipamento de isolamento elétrico, que compreende os estágios de:

a) aplicar uma composição curável de acordo com a presente invenção ao alojamento de componentes elétricos; e

b) curar a composição curável.

[80] Uma modalidade preferida da presente invenção é um método para a fabricação de um isolamento elétrico para um aparelho elétrico, que compreende os estágios:

a) aplicar uma composição curável de acordo com a presente invenção a um alojamento cerâmico de uma engrenagem de comutação; e

b) curar a composição curável.

[81] A composição curável de acordo com a presente invenção, é preferivelmente usada para a sobremoldagem direta de um alojamento cerâmico de uma câmara a vácuo de uma engrenagem de comutação. Deste modo, de acordo com uma modalidade preferida do método de acordo com a presente invenção, a composição curável é diretamente aplicada a um alojamento cerâmico da engrenagem de comutação. Dentro do significado do presente pedido, aplicar diretamente significa que a composição curável é aplicada diretamente sobre a superfície cerâmica, sem que seja separada por uma camada de tampão flexível.

[82] De acordo ainda com uma modalidade preferida do método de acordo com a presente invenção, a composição curável de acordo com a presente invenção é aplicada a, de um modo preferido injetada no interior de uma forma previamente aquecida, que contém o alojamento cerâmico do aparelho elétrico.

[83] A forma previamente aquecida possui uma temperatura em uma faixa de 130 a 160°C. É ainda preferido que a composição curável seja curada por calor, de um modo preferido em uma temperatura em uma faixa de a partir de 130 a 160°C. De um modo geral, a composição curável é curada

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 24/55 / 28 durante, pelo menos, 10 minutos, de um modo preferido durante de 10 a 60 minutos.

[84] O método de acordo com a presente invenção compreende, de um modo preferido, os estágios:

a) injetar a composição curável no interior de um molde preaquecido, tendo uma temperatura em uma faixa de 130 a 160°C, e em que o referido molde contém um alojamento cerâmico de uma engrenagem de comutação;

b) curar pelo menos parcialmente a composição curável;

c) remover o molde, e

d) opcionalmente pós-curar a composição curável.

[85] É particularmente preferido que a composição curável e esteja em contato direto com a superfície do alojamento cerâmico da engrenagem de comutação.

Exemplos:

Tabela 1: Matérias primas usadas nos Exemplos

XB 5992®	Resina epóxi de Bisfenol A de baixa viscosidade, modificada, líquida, com um equivalente epóxi de 4,9-5,1 eq/kg. Fornecedor: Huntsman, Suíça.
XB 5993®	Agente de cura anidrido, pré-acelerado, modificado, líquido. Fornecedor: Hunstman, Suíça.
Bayferrox®225	Agente de coloração de pigmento de óxido de ferro. Forncedor: Bayer, Alemanha.
Tecosil®44i	Sílica fundida com um tamanho de partícula médio (d50) de 10,5 mícrons.Fornecedor: CE Minerals, Greeneville, TN, USA
Amosil®520	AMOSIL® 520 é produzido a partir de sílica amorfa natural, através de moagemcom separação de ar subsequente. Tamanho de partícula médio (d50); 21 mícrons. Fornecedor: Quarzwerke, Alemanha
Tremin® 283-100 EST	Volastonita tratada superficialmente com epóxi-silano, com um tamanho de partícula médio (d50) de 8 mícrons. Fornecedor: Quarzwerke, Alemanha.
Tremin® 283-600 EST	Volastonita tratada superficialmente com

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epóxi-silano, com um tamanho de partícula médio (d50) de 3,5 mícrons. Fornecedor: Quarzwerke, Alemanha.

1. Exemplo Comparativo C1 (apenas sílica fundida Tecosil® 44i) [86] Em um vaso de aço aquecível, 100 g de XB 5992® são misturados com 90 g de XB 5993® e a mistura é aquecida, ao mesmo tempo em que é ligeiramente agitada com um agitador propulsor a cerca de 60°C, durante cerca de 5 minutos. Então o misturador é detido e 2 g de Bayferrox® 225 é adicionado e o misturador é novamente iniciado durante cerca de 1 minuto. Subsequentemente, enquanto sob agitação, 342 g de Tecosil® 44i são adicionados, em porções, e a mistura é aquecida a 60°C, sob agitação, durante cerca de 10 minutos. Então o misturador é detido e o vaso é cuidadosamente desgaseificado através da aplicação de um vácuo durante cerca de 1 minuto.

[87] Uma pequena parte da mistura é usada para medir a viscosidade a 60°C, com um equipamento Rheomat (tipo 115, MS DIN 125 D = 11/s). A principal parte da mistura é despejada em um molde de aço aquecido a 140°, de um modo a preparar as placas para a determinação das propriedades (espessura de 4 mm). O molde é então colocado em um forno durante cerca de 30 minutos, a 140°C. Após curar o molde termicamente, o molde é retirado do forno e as placas são então resfriadas à temperatura ambiente (25°C).

2. Exemplo Comparativo C2 (apenas volastonita: Tremin® 283-100EST) [88] Em um vaso de aço aquecível, 100 g de XB 5992® são misturados com 90 g de XB 5993® e a mistura é aquecida enquanto é ligeiramente agitada com um agitador propulsor a cerca de 60°C, durante cerca de 5 minutos. Então, o misturador é detido e 2 g de Bayferrox® 225 são adicionados e o misturador é novamente iniciado durante cerca de 1 minuto. Subsequentemente, enquanto sob agitação, 342 g de Tremin® 283-100 EST são adicionados, em porções, e a mistura é aquecida a 60°C, sob agitação, durante cerca de 10 minutos. Então o misturador é detido e o

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 26/55 / 28 vaso é cuidadosamente desgaseificado pela aplicação de um vácuo durante cerca de 1 minuto. Uma pequena parte da mistura é usada para medir a viscosidade a 60°C com um equipamento Rheomat (tipo 115, MS DIN 125 D = 11/s).

3. Exemplo 1 de acordo com a invenção (50% de Tecosil® 44i + 50% de Tremin® 283-100 EST).

[89] Em um vaso aquecível, 100 g de XB 5992® são misturados com 90 g de XB 5993® e a mistura é aquecida enquanto sob ligeira agitação com um agitador propulsor, a cerca de 60°C, durante cerca de 5 minutos. Então, o misturador é detido e 2 g de Bayferrox® 225 são adicionados e o misturador é novamente iniciado durante cerca de 1 minuto. Subsequentemente, enquanto sob agitação, 171 g de Tremin® 283-200 EST e 171 g de Tecosil® 44i são adicionados, em porções, e a mistura é aquecida a 60°C, sob agitação, durante cerca de 10 minutos. Então, o misturador é detido e o vaso é cuidadosamente desgaseificado pela aplicação de um vácuo durante cerca de 1 minuto.

[90] Uma pequena parte da mistura é usada para medir a viscosidade a 60°C, com um equipamento Rheomat (tipo 115, MS DIN 125 D = 11/s).

[91] A principal parte da mistura é despejada em um molde de aço aquecido a 140°C, de um modo a preparar placas para a determinação das propriedades (espessura de 4 mm). O molde é então colocado em um forno durante 30 minutos, a 140°C. Após a cura térmica do molde, o molde é então retirado do forno e as placas são resfriadas à temperatura ambiente (25°C).

4. Exemplo Comparativo C3 (apenas sílica naturalmente amorfa Amosil® 520) [92] Em um vaso aquecível, 100 g de XB 5992® são misturados com 90 g de XB 5993® e a mistura é aquecida enquanto sob ligeira agitação

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 27/55 / 28 com um agitador propulsor a cerca de 60°C, durante cerca de 5 minutos. Então o misturador é detido e 2 g de Bayferrox® 225 são adicionados e o misturador é novamente iniciador durante cerca de 1 minuto. Depois disso, enquanto sob agitação, 342 g de Amosil® 520 são adicionados, em porções, e a mistura é aquecida a até 60°C, sob agitação, durante cerca de 10 minutos. Então o misturador é detido e cuidadosamente desgaseificado pela aplicação de um vácuo durante cerca de 1 minuto.

[93] Uma pequena parte da mistura é usada para medir a viscosidade a 60°C, com um equipamento Rheomat (tipo 115, MS DIN 125 D = 11/s).

[94] A parte principal da mistura é despejada em um molde de aço aquecido a 140°C, de um modo a preparar placas para a determinação das propriedades (espessura de 4 mm). O molde é então colocado em um forno durante cerca de 30 minutos a 140°C. Após a cura térmica do molde, o molde é então retirado do forno e as placas são resfriadas à temperatura ambiente (25°).

5.Exemplo Comparativo C4 (apenas volastonita: Tremin® 283-600 EST) [95] Em um vaso aquecível, 100 g de XB 5992® são misturados com 90 g de XB 5993® e a mistura é aquecida enquanto sob ligeira agitação com um agitador propulsor a cerca de 60°C, durante cerca de 5 minutos. Então o misturador é detido e 2 g de Bayferrox® 225 são adicionados e o misturador é novamente iniciador durante cerca de 1 minuto. Subsequentemente, enquanto sob agitação, 342 g de Tremin® 283-600 EST são adicionados, em porções, e a mistura é aquecida a até 60°C, sob agitação, durante cerca de 10 minutos. Então o misturador é detido e cuidadosamente desgaseificado pela aplicação de um vácuo durante cerca de 1 minuto.

[96] Uma pequena parte da mistura é usada para medir a viscosidade a 60°C, com um equipamento Rheomat (tipo 115, MS DIN 125 D

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 28/55 / 28 = 11/s).

[97] A parte principal da mistura é despejada em um molde de aço aquecido a 140°C, de um modo a preparar placas para a determinação das propriedades (espessura de 4 mm). O molde é então colocado em um forno durante cerca de 30 minutos a 140°C. Após a cura térmica do molde, o molde é então retirado do forno e as placas são resfriadas à temperatura ambiente (25°).

6.Exemplo 2 de acordo com a invenção:(85% de Amosil® + 15% de Tremin® 283-600 EST) [98] Em um vaso aquecível, 100 g de XB 5992® são misturados com 90 g de XB 5993® e a mistura é aquecida enquanto sob ligeira agitação com um agitador propulsor a cerca de 60°C, durante cerca de 5 minutos. Então o misturador é detido e 2 g de Bayferrox® 225 são adicionados e o misturador é novamente iniciador durante cerca de 1 minuto. Subsequentemente, enquanto sob agitação, 51, 3 g de Tremin® 283-600 EST e 290, 7 g de Amosil® 520 são adicionados, em porções, e a mistura é aquecida a até 60°C, sob agitação, durante cerca de 10 minutos. Então o misturador é detido e cuidadosamente desgaseificado pela aplicação de um vácuo durante cerca de 1 minuto.

[99] Uma pequena parte da mistura é usada para medir a viscosidade a 60°C, com um equipamento Rheomat (tipo 115, MS DIN 125 D = 11/s).

[100] A parte principal da mistura é despejada em um molde de aço aquecido a 140°C, de um modo a preparar placas para a determinação das propriedades (espessura de 4 mm). O molde é então colocado em um forno durante cerca de 30 minutos a 140°C. Após a cura térmica do molde, o molde é então retirado do forno e as placas são resfriadas à temperatura ambiente (25°).

[101] As quantidades referidas nas tabelas que se seguem são

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 29/55 / 28 fornecidas em partes, em peso.

[102] Todas as amostras de teste foram condicionadas a 23°C, e sob uma umidade relativa de 50%, durante 48 horas.

Tabela 2:

Componentes	Exemplo Comparativo C1	Exemplo Comparativo C2	Exemplo 1 ( de acordo com a invenção)	Média (C1; C2)	Efeito acima da média
XB 5992®	100	100	100
XB 5993®	90	90	90
Bayferrox® 225	2	2	2
Quarzgutmehl CE (Tecosil® 44i)	342	-	171
Volastonita Tremin® EST	283-100	-	342	171
Viscosidade a 60° ¹⁾	Pa s	29.0	28.5	20.0	28.8	30%
Resistência à tração ²⁾	MPa	83	84	90	83.5	8%
Alongamento na ruptura³)	%	1.0	0.9	1.1	1.0	16%
Resitência flexural ⁴⁾	MPa	114	120	135	117.0	15%
Solicitação da Fibra⁵)	%	1.1	1.2	1.2	1.2	4%
K1c⁶⁾	MPa/m²	2.0	2.7	2.7	2.4	15%
G1c⁷⁾	J/m²	298	565	475	431.5	10%
CTE (abaixo da Tg)⁹⁾	ppm/K	29.9	31.7	28.6	30.8
Tg (1^a corrida)⁹)	°C	104	100	98	102.0
RI = f/(tg, CTE, G1C, alongamento)¹⁰)	°C	-50	-65	-97	-60	62%

Tabela 3:

	Exemplo Comparativo C3	Exemplo Comparativo C4	Exemplo 2 (de acordo com a invenção)	Espectativa 3-4	Efeito acima da média
XB 5992®	100	100	100
XB 5993®	90	90	90
Bayferrox® 225	2	2	2
Amosil® 520	342	-	290.7
Volastonita Tremin® EST	283-100	-	342	51.3
Viscosidade a 60° ¹⁾	Pa s	7.6	too high	8.6	10.0	14%
Resistência à tração ²⁾	MPa	80	n.m	86	80.0	8%
Alongamento na ruptura³)	%	0.9	n.m	1.1	0.9	22%
Resitência flexural ⁴⁾	MPa	108	n.m	128	108.0	19%
Solicitação da Fibra⁵)	%	1.0	n.m	1.1	1.0	10%
K1c⁶⁾	MPa/m²	2.1	n.m	2.4	2.2	9%
G1c⁷⁾	J/m2	335	n.m	441	335.0	32%
CTE (abaixo da Tg)⁹⁾	ppm/K	27.5	n.m	25.7	27.5
Tg (1a corrida)⁹)	°C	102	n.m	105	102.0
RI = f/(tg, CTE, G1C, alongamento)¹⁰)	°C	-76		-131	-76	71%

n.m.: não medido ^determinado a 60°C com um equipamento Rheomat (tipo 115, MS DIN 125;

D = 11/s)

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 30/55 / 28 ²⁾ de acordo com a ISO 527-1 (1993), amostra de teste tipo B (190 x 20,5 x 4 mm); velocidade de teste: 1,0 mm/minuto ³⁾ de acordo com a ISO 527-1 (1993), amostra de teste tipo B ( 190 x 20,5 x 4mm); velocidade de teste: 1,00 mm/min.

⁴⁾ determinado de acordo com a ISO178, dimensão da amostra de teste 80 x 10 x 4 mm; velocidade de teste: 2,00 mm/min.

⁵⁾ determinado de acordo com a ISO 178, dimensão da amostra de teste: 80 x 10 x 4 mm; velocidade de teste: 2,00 mm/min.

⁶⁾ , ⁷⁾resistência à fratura expressado em valores de K1c e G1c, de terminado de acordo com a PM 216, dimensão da amostra de teste: 80 x 34 x 4 mm; amostra de teste: 0,50 mm/min.

⁸⁾ CTE = coeficiente de expansão térmica ⁹⁾ determinado de acordo com a ISO 11359-2: 1999, 10-20 mg; alteração de temperatura: 10,0 k/min, dimensão da espécie de teste: 50 x 4 x 4 mm; alteração de temperatura: 2K/minuto

10) RI= índice de fissuramento [103] O índice de fissuramento fornecido na Tabela 2 e 3 é uma função de diferentes parâmetros mecânicos, todos os quais são capazes de influenciar o comportamento de fissuramento no caso de estresse causado por alterações na temperatura, combinados para formar uma única variável, o assim denominado índice de fissuramento. O índice de fissuramento permite com que uma comparação objetiva das qualidades mecânicas de diferentes sistemas seja efetuada de um modo mais fácil.

[104] As especificações qualitativas que se seguem, relativas aos efeitos de alterações em parâmetros individuais sobre o comportamento de variação de temperatura, podem ser derivadas empiricamente:

1. Quanto mais alto o valor da Tg, mais fraco é o comportamento de variação de temperatura.

2. Quanto mais baixo o valor de G1C, mais fraco é o

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 31/55 / 28 comportamento de variação de temperatura.

3. Quanto mais baixo é o valor de alongamento, mais fraco é o comportamento de variação de temperatura.

4. Quanto mais alto o coeficiente de expansão (CTE), mais fraco é o comportamento de variação de temperatura.

[105] No entanto, quando vários parâmetros são alterados de um modo simultâneo, não é mais possível realizar especificações qualitativas acerca do comportamento de variação de temperatura resultante. Quando, por exemplo, ambos o valor da Tg e o valor de Gic se elevam, mas o valor de CTE diminui, não é mais possível realizar previsões no que se refere ao comportamento de variação de temperatura, que é esperado.

[106] Em Ciba Spezialitatenchemie, as avaliações estatísticas de valores de medição usando um grande número de sistemas extremamente variados conduziu a uma fórmula para calcular uma nova variável, o assim denominado índice de fissuramento, cuja forma é extremamente útil a partir do ponto de vista de tecnologia aplicativa. Usando esta variável, é agora possível, mesmo no caso de carga múltiplas, efetuar determinações no que se refrre ao comportamento de variação de temperatura a ser esperado.

[107] + 224, 25

A fórmula é a que se segue:

RI = 498 08 Z°,18480890 g⁰,194114601 18)-0,391334273 t°,158387791 em que = índice de fissuramento; Z = alongamento na tração em %; G = G_1C em J/m²;

A= coeficiente de expansão em ppm /K e T = Tg em °C.

[108] Usando aquela fórmula, um decréscimo no valor do índice de fissuramento indica uma melhora na resistência à variação de temperatura, que deve ser esperada. O índice de fissuramento está bastante bem correlacionado com a temperatura de fissuramento média em °C, o que pode ser determinado em um teste de fissuramento prático.

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 32/55 / 28

A temperatura de fissuramento e, deste modo, também o índice de fissuramento fornecem uma indicação da temperatura, acima da qual as fissuras são prováveis de serem formadas (causadas pelo estresse no caso de flutuações de temperatura e de diferenças nos coeficientes de expansão do composto e da inserção metálica).

Discussão dos resultados

Tabela 2: Comparação dos exemplos comparativos C1 e C2 com o exemplo 1 de acordo com a invenção:

a) Aspectos de viscosidade [109] Composições ou apenas com o filtro Tecosil® 44i (de um modo a obter um baixo CTE) ou apenas com a volastonita Tremin® 283-100 EST (de um modo a obter uma boa dureza = alto Kic e Gic) não são uma solução adequada para o problema a ser solucionado, pois ambos os sistemas (exemplos comparativos C1 e C2) demonstram viscosidade que são muito altas. A partir de uma mistura a 1:1 de C1 e C2, poderia, em princípio, ser esperado que os valores fornecidos na coluna “média (C1; C2) fossem obtidos. É óbvio, que também a viscosidade esperada da mistura seria muito alta para o objeto da invenção (a provisão de um sistema de fusão para a moldagem direta de engrenagens de comutação a vácuo). Foi, deste modo, inesperado verificar que a viscosidade do Exemplo 1 (que, é, em princípio, uma mistura a 1:1 de C1 e de C2) é muito mais baixa e, portanto, aplicável para a aplicação desejada.

b) Aspectos mecânicos [110] A resistência à tração de C1 e C2 são quase as mesmas e isto seria esperado para a mistura. No entanto, o exemplo 1 conduz a uma resistência à tração 8% mais alta do que aquela esperada quando do cálculo da média.

[111] O comportamento da resistência flexural está em linha com esta observação e é 15% mais alta do que aquela que seria esperada.

Exemplo Comparativo C2, o sistema com volastonita

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 33/55 / 28 [112] Devido à carga em forma de agulha, altos valores para Kic e Gic são esperados. No entanto, a alta dureza observada é ainda insuficiente para conduzir a um índice de fissuramento total muito baixo “RI”. O exemplo comparativo C2 conduz apenas a um índice de fissuramento “RI” de -65°C. Experiências práticas mostraram que um valor em torno de -100°C é usualmente necessário para resistir a estresses que ocorrem em engrenagens de comutação a vácuo sobremoldadas. Deste modo, C2 poderia não ser adequado para a sobremoldagem direta de uma engrenagem de comutação a vácuo.

[113] O exemplo comparativo C1 é o sistema que contém apenas sílica fundida. O valor para o CTE é mais baixo do que em C2, mas os valores para K1c e G1c são mais baixos do que para a composição de acordo com o Exemplo Comparativo C2, que compreende volastonita. Considerando todos estes fatores, C1 apenas conduz a uma temperatura de formação de fissura de -50°C, que é muito alta para a sobremoldagem direta de engrenagens de comutação a vácuo.

[114] Foi verificado, de um modo surpreendente, que a combinação a 1:1 de C1 e C2 não conduz a um K1c médio como esperado, mas a valores muito mais altos. De um modo surpreendente, foi verificado que a composição curável, tal como definida no Exemplo 1, conduz a uma temperatura de formação de fissura de -97°C, que é suficiente para a sobremoldagem direta de engrenagens de comutação a vácuo. Esta baixa temperatura de formação de fissura é 62% melhor (= mais baixa) do que a temperatura calculada com base nos valores mecânicos médios para a mistura de ambas as formulações.

Tabela 3. Comparação dos exemplos comparativos C3 e C4 com o exemplo 2 da invenção:

a) Aspectos de viscosidade [115] A composição e acordo com o exemplo comparativo C3 compreende apenas sílica amorfa natural como carga. A viscosidade

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 34/55 / 28 determinada é suficientemente baixa para a sobremoldagem direta de engrenagens de comutação.

[116] A composição de acordo com o exemplo comparativo C4 compreende apenas a carga de volastonita. A viscosidade da referida composição é muito alta e, como uma consequência, foi impossível medir a viscosidade. A alta viscosidade torna a composição de acordo com C4 não adequada para aplicações de sobremoldagem direta.

[117] Neste tipo de volastonita, a viscosidade é drasticamente aumentada, tendo sido verificado, de um modo surpreendente, que a substituição de 15%, em peso, de sílica por volastonita apresentava apenas um ligeiro efeito sobre a viscosidade.

b) Aspectos mecânicos:

[118] A composição do exemplo comparativo C3 conduz a propriedades mecânicas similares às da composição de acordo com C1. A temperatura de fissuramento RI determinada para a composição curada de acordo com C3 conduz a -76°C, o que é ainda muito alto para a aplicação desejada.

[119] A composição de acordo com o exemplo comparativo C4 possui uma viscosidade, que é muito alta para a produção de placas de teste e para medir as propriedades mecânicas.

[120] A composição do exemplo 2 compreende apenas uma pequena porção de volastonita, comparada à sílica (15: 85), de um modo a testar condições mais extremas.

[121] Não existem dados disponíveis para a formulação contendo apenas a volastonita do tipo Tremin® 283-600 EST, pois foi impossível fundir as amostras de teste, devido à alta viscosidade. Portanto, apenas uma previsão de aperfeiçoamentos a ser esperada, quando da combinação de ambas as cargas mencionadas na Tabela 3, poderia ser efetuada. Era esperado que uma adição menor, de apenas 15% de volastonita, não deveria apresentar um efeito dramático. No entanto, foi revelado que o desempenho mecânico aumento de um modo

Petição 870190088716, de 09/09/2019, pág. 35/55 / 28 significativo. Virtualmente, todas as propriedades foram muito melhores do que as da composição compreendendo apenas a carga Amosil 520 (C3). A temperatura de fissuramento diminuiu para -131°C, o que é 71% melhor do que o obtido unicamente com a carga Amosil 520. Devido à baixa viscosidade, a formulação de acordo com o exemplo 2 é adequada para a sobremoldagem direta de engrenagens de comutação a vácuo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição curável, caracterizada pelo fato de que compreende:

a) uma resina epóxi, e

b) uma composição de carga, que compreende:

i) volastonita tendo um tamanho de partícula médio (dso) de 2 a 50 pm, e ii) sílica amorfa,

c) um agente de endurecimento anidrido de poliéster obtenível a partir da reação de um dianidrido com uma quantidade menos que equimolar de um diol compreendendo polietileno glicol, em que pelo menos uma das cargas da composição de carga é tratada superficialmente com um silano e a razão, em peso, de sílica amorfa para volastonita é de 10:1 a 1:10.
2. Composição curável de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a sílica amorfa possui um tamanho de partícula médio (dso) em uma faixa de 2 a 50 pm.
3. Composição curável de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a volastonita e/ou a sílica amorfa é superficialmente tratada com um silano selecionado a partir do grupo, que consiste de amino silano, epoxi silano, silano (met)acrílico, metil silano e vinil silano.
4. Composição curável de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a sílica amorfa é sílica amorfa natural ou sílica fundida.
5. Produto curado, caracterizado pelo fato de ser obtenível através da cura de uma composição curável como definida na reivindicação 1.
6. Método para a fabricação de um componente de equipamento de isolamento elétrico, caracterizado pelo fato de que

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2 / 2 compreende os estágios:

a) aplicar uma composição curável como definida na reivindicação 1, para o alojamento de componentes elétricos; e

b) curar a composição curável.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o componente elétrico é selecionado a partir do grupo, que consiste de um transformador, uma escova, um isolante, um comutador, um sensor, um conversor e uma vedação terminal de cabo.
8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o componente elétrico é uma engrenagem de comutação.
9. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a composição curável é aplicada diretamente a um alojamento cerâmico de uma câmara a vácuo de uma engrenagem de comutação.