從深層次把握環氧澆注產品質量

  2006年9月19日訊：環氧樹脂在電氣電工領域的應用主要是澆注產品，隨著應用的擴大應用業對其質量要求也越來越高。環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家日前指出，環氧樹脂澆注產品制造業對產品質量高度重視，但要真正提高產品質量，還應從深層次上進行把握。
  環氧樹脂行業協會的這位專家表示，所謂深層次就是指澆注件的物理、力學性能。環氧樹脂澆注絕緣件如澆注絕緣互感器、澆注絕緣變壓器及其他澆注絕緣電器產品的質量要求，因其在電氣領域中所擔負的作用不同而不同。并且不同的澆注絕緣產品影響質量的因素也不一樣，單就澆注絕緣件而言，一般情況下在電器產品中既要求起到絕緣的作用，既要承受一定的電壓又是支承結構件、承擔一定的力。這樣就決定了澆注件既應具有電性能，又應當具有一定的力學性能，而用于電器的裝配也應當具有一定的外形尺寸特性。澆注件物理力學的特性內容同環氧樹脂在其他材料應用領域中的內容基本相同，對于電器絕緣件其材料的耐熱性和力學特性尤為重要。
  先要關注的是耐熱性考慮到電氣機械的發熱。澆注絕緣件的耐熱性是一項重要性能。具有交聯結構的高分子材料的電氣特性和力學性能在Tg附近要發生顯著的變化，而且長時間受熱會發生熱老化。所以Tg是材料耐熱性的重要指標。在實用中常用熱變性溫度(HDT)來代替Tg。標準的電器用澆注件(BPA環氧樹脂-酸酐固化系)的Tg為100～11O℃，使用溫度高為85～90℃。部分特殊用途的澆注絕緣件，其Tg要求達到125℃或更高。
  力學特性需認真進行檢測。檢測澆注件力學性能的項目主要有抗張、抗彎、沖擊及抗壓強度、彈性模量、撓度等，在澆注件的實際工作中評價和分析零件的蠕變強度和耐龜裂性更加必要。一是蠕變要使澆注絕緣件能擔當起結構部件的作用，蠕變特性的評價在實際使用中非常重要。我們常用的評價方法是檢測材料的抗彎強度和沖擊韌度，或其也通過破壞性試驗所得到的極限強度。這些強度數據同蠕變強度基本上相對應，但這不是絕對的。長時間承受荷重的絕緣件的蠕變斷裂特性有時會同在靜止或短時間內所測得的上述強度有很大的差異。因此，蠕變速度的評價，蠕變斷裂時間的推算是工程技術人員研究的重要課題。
  二是內應力和耐龜裂性一個絕緣澆注產品是由樹脂混合料與熱膨脹系數及彈性系數不一樣的金屬導體、鐵心等其他材料的構件澆注在一起所構成的。環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家說，固化時所產生的內應力、使用過程中的冷熱變化而產生的熱應力會使樹脂層產生裂紋，嵌入金屬件和樹脂層發生剝離，從而使絕緣性、耐電暈性能降低。所以掌握內應力是十分重要的。
  環氧澆注料注入模具以后，可以分為升溫過程(A-B)，反應固化過程(B-D)，冷卻過程(D-F)，C點是凝膠化點，E點是Tg點，即固化物由高彈態向玻璃態轉變點。B-C階段的收縮雖然大，但那是液體狀態，成問題的內應力發生在C點以后，特別是發生在固化以后的冷卻過程中，即Tg以下的冷卻過程，并且應力的大小與冷卻速度有關。因此，降低樹脂固化溫度，減慢樹脂固化后的冷卻速度，添加增韌材料，降低Tg都可減小內應力，防止鑄件發生裂紋。實用中，澆注件因使用過程中電器本身的發熱及周圍氣溫的變化，受到冷熱沖擊的作用也會產生裂紋。澆注件耐冷熱沖擊性受樹脂的種類、填充料的材質、濃度，鑄件的厚度、均勻性、嵌件等因素的影響。樹脂的韌性好，熱膨脹系數低，耐冷熱沖擊性強。另外，填充料材質、形狀及填充量的選擇也很重要。