从深层次把握环氧浇注产品质量

  2006年9月19日讯：环氧树脂在电气电工领域的应用主要是浇注产品，随着应用的扩大应用业对其质量要求也越来越高。环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家日前指出，环氧树脂浇注产品制造业对产品质量高度重视，但要真正提高产品质量，还应从深层次上进行把握。
  环氧树脂行业协会的这位专家表示，所谓深层次就是指浇注件的物理、力学性能。环氧树脂浇注绝缘件如浇注绝缘互感器、浇注绝缘变压器及其他浇注绝缘电器产品的质量要求，因其在电气领域中所担负的作用不同而不同。并且不同的浇注绝缘产品影响质量的因素也不一样，单就浇注绝缘件而言，一般情况下在电器产品中既要求起到绝缘的作用，既要承受一定的电压又是支承结构件、承担一定的力。这样就决定了浇注件既应具有电性能，又应当具有一定的力学性能，而用于电器的装配也应当具有一定的外形尺寸特性。浇注件物理力学的特性内容同环氧树脂在其他材料应用领域中的内容基本相同，对于电器绝缘件其材料的耐热性和力学特性尤为重要。
  先要关注的是耐热性考虑到电气机械的发热。浇注绝缘件的耐热性是一项重要性能。具有交联结构的高分子材料的电气特性和力学性能在Tg附近要发生显著的变化，而且长时间受热会发生热老化。所以Tg是材料耐热性的重要指标。在实用中常用热变性温度(HDT)来代替Tg。标准的电器用浇注件(BPA环氧树脂-酸酐固化系)的Tg为100～11O℃，使用温度高为85～90℃。部分特殊用途的浇注绝缘件，其Tg要求达到125℃或更高。
  力学特性需认真进行检测。检测浇注件力学性能的项目主要有抗张、抗弯、冲击及抗压强度、弹性模量、挠度等，在浇注件的实际工作中评价和分析零件的蠕变强度和耐龟裂性更加必要。一是蠕变要使浇注绝缘件能担当起结构部件的作用，蠕变特性的评价在实际使用中非常重要。我们常用的评价方法是检测材料的抗弯强度和冲击韧度，或其也通过破坏性试验所得到的极限强度。这些强度数据同蠕变强度基本上相对应，但这不是绝对的。长时间承受荷重的绝缘件的蠕变断裂特性有时会同在静止或短时间内所测得的上述强度有很大的差异。因此，蠕变速度的评价，蠕变断裂时间的推算是工程技术人员研究的重要课题。
  二是内应力和耐龟裂性一个绝缘浇注产品是由树脂混合料与热膨胀系数及弹性系数不一样的金属导体、铁心等其他材料的构件浇注在一起所构成的。环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家说，固化时所产生的内应力、使用过程中的冷热变化而产生的热应力会使树脂层产生裂纹，嵌入金属件和树脂层发生剥离，从而使绝缘性、耐电晕性能降低。所以掌握内应力是十分重要的。
  环氧浇注料注入模具以后，可以分为升温过程(A-B)，反应固化过程(B-D)，冷却过程(D-F)，C点是凝胶化点，E点是Tg点，即固化物由高弹态向玻璃态转变点。B-C阶段的收缩虽然大，但那是液体状态，成问题的内应力发生在C点以后，特别是发生在固化以后的冷却过程中，即Tg以下的冷却过程，并且应力的大小与冷却速度有关。因此，降低树脂固化温度，减慢树脂固化后的冷却速度，添加增韧材料，降低Tg都可减小内应力，防止铸件发生裂纹。实用中，浇注件因使用过程中电器本身的发热及周围气温的变化，受到冷热冲击的作用也会产生裂纹。浇注件耐冷热冲击性受树脂的种类、填充料的材质、浓度，铸件的厚度、均匀性、嵌件等因素的影响。树脂的韧性好，热膨胀系数低，耐冷热冲击性强。另外，填充料材质、形状及填充量的选择也很重要。