變壓器接線端子導電排環氧澆注料的配方與工藝
時間:2012-02-01 08:13來源: 作者: 點擊:次
陜西宏業機電化工有限公司·710043.摘 要：論述了變壓器接線端子導電排環氧澆注料存在的問題.解決方案.生產出批量產品提供給用戶.用途越來越廣.資料介紹.根據我們對該廠原先采用的
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變壓器接線端子導電排環氧澆注料的配方與工藝改進 |
卜宏鈞
（陜西宏業機電化工有限公司·710043）
摘 要：論述了變壓器接線端子導電排環氧澆注料存在的問題、原因分析、解決方案、測試結果。經過反復篩選灌封膠配方、改進工藝、測試性能、上機試驗，生產出批量產品提供給用戶。參考我們提供的澆注工藝生產的導電排，其電器絕緣性能和耐冷熱沖擊性能均達到使用要求，滿足了客戶的要求。
關鍵詞：環氧澆注料；變壓器；接線端子導電排；澆注工藝
0 前言
環氧樹脂澆注料有粘接性能優異、力學性能高、固化收縮小、工藝性好、電性能好、穩定性好等優點，用途越來越廣。許多行業在使用澆注料、灌封料時都有其自己的特殊要求，但共性是提高環氧樹脂體系的韌性、改進樹脂體系配方設計這一大難點。變壓器廠生產的導電排絕緣澆注層也同樣存在一些問題需要解決。
1 問題的由來
某變壓器廠生產的導電排絕緣層是將環氧樹脂膠直接澆注在銅排上形成，經過-40℃/12h＋120℃/12h 四個周期的冷熱循環溫度沖擊，或使用一段時間后，絕緣層有如下問題出現：
⑴ 銅排與粘接體之間由于粘接不牢且有縫隙而漏油；
⑵ 粘接體與澆注體之間由于粘接不牢而漏油；
⑶ 澆注體與密封圈之間形成一凹槽而漏油。
2 原因分析
環氧膠粘劑的基本成分是環氧樹脂和固化劑。由于環氧樹脂中含有極性的脂肪羥基和醚鍵，對金屬材料具有較高的粘接性,因而具有很高的粘接強度。與金屬材料相比，純的環氧樹脂較脆，線膨脹系數較大。資料介紹，純銅的線膨脹系數為1.8×10-5、純環氧樹脂的線膨脹系數為6×10-5、添加200份SiO2的環氧樹脂線膨脹系數為3～3.5×10-5。根據我們對該廠原先采用的環氧樹脂膠性能和澆注工藝的分析，認為造成導電排絕緣層粘接不牢開裂的主要原因有：一是環氧樹脂膠韌性不夠；二是膠與銅基材的線膨脹系數相差過大。
相對應的解決開裂問題主要措施有：
⑴ 改進銅排與玻璃纖維帶的粘接工藝，提高粘接強度；
⑵ 降低澆注料的線膨脹系數與金屬材料相匹配；
⑶ 采用適當的固化劑，使固化反應在較低溫度下緩慢進行，有效地控制防熱峰以降低澆注料的熱應力。
⑷ 盡可能加大填料量，降低澆注料的內應力。
3 解決方案
⑴ 將原先采用的既作粘結劑又作澆注料的一種環氧樹脂膠改為兩種：底層選用粘結力強、柔韌性好、抗開裂、耐油性好的常溫固化環氧—改性胺體系灌封膠1103/2040；澆注料選用熱變形溫度高、韌性好、抗開裂的高溫固化環氧—酸酐灌封膠1103/1818。此兩種灌封膠的主要性能指標見表1。
⑵ 為降低材料成本,提高固化物的耐熱性,減小線膨脹系數,防止開裂,在1103中加入適量的600目活性硅微粉。
表1 兩種灌封膠的主要技術指標
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指標項目 |
1103 |
2040 |
1818 |
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外觀 |
淡黃色粘稠液體 |
棕紅色透明液體 |
淡黃色透明液體 |
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粘度mpas |
1000～1500(25℃) |
3000～5000(25℃) |
90～150(40℃) |
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配比 |
100 |
25 |
30～35 |
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使用期（100g/25℃） |
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≥30min |
≥4h |
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固化條件 |
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60℃/2h或25℃/24h |
120℃～130℃/4h～6h ＋140℃～150℃/1h～2h |
⑶調整銅排的澆注工藝：
① 在銅排的邊緣鉆φ3小孔數個，將要澆注的部分打毛，并用丙酮清洗干凈；
② 將銅排要澆注部分先涂一層1103/2040常溫灌封膠，再邊纏繞玻璃絲帶邊涂抹該膠，至此玻璃絲帶厚度達到4mm～5mm后，室溫完全固化；
③ 模具在110℃～120℃溫度條件下預熱1h～2h，放入導電排，將已按比例配制好且已加熱除濕脫氣的1103/1818高溫灌封膠注入；
④ 預固化溫度、時間為110℃～120℃/1h～2h；后固化溫度、時間為120℃～130℃/4h～6h + 140℃～150℃/1h～2h；
⑤ 固化完全后，使澆注好的導電排隨停止加熱的烘箱逐漸冷卻，以消除熱應力。
4 測試結果
采用上述解決方案生產的導電排，其電氣絕緣性能見表2。
表2 澆注完成的導電排電器絕緣性能
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項目 |
測試結果 |
項目 |
測試結果 |
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體積電阻率(25℃)（Ω·cm） |
3×1015 |
邵氏硬度 |
75～80 |
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介電強度(25℃)/（kV/mm） |
≥25 |
冷熱沖擊 |
-40℃/12h＋120℃/12h 四個循環96 h無開裂 |
5 結論
通過對某變壓器廠生產的導電排具體分析，實地考察，我們反復篩選灌封膠配方、測試性能、上機試驗，生產出批量產品提供給用戶。參考我們提供的澆注工藝生產的導電排，其電器絕緣性能和耐冷熱沖擊性能均達到使用要求，滿足了客戶的要求。
感謝環氧樹脂應用技術協會西北分會的幾位專家給我們提供的可貴幫助！ |
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