變壓器接線端子導(dǎo)電排環(huán)氧澆注料的配方與工藝
時(shí)間:2012-02-01 08:13來(lái)源: 作者: 點(diǎn)擊:次
陜西宏業(yè)機(jī)電化工有限公司·710043.摘 要：論述了變壓器接線端子導(dǎo)電排環(huán)氧澆注料存在的問(wèn)題.解決方案.生產(chǎn)出批量產(chǎn)品提供給用戶.用途越來(lái)越廣.資料介紹.根據(jù)我們對(duì)該廠原先采用的
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變壓器接線端子導(dǎo)電排環(huán)氧澆注料的配方與工藝改進(jìn) |
卜宏鈞
（陜西宏業(yè)機(jī)電化工有限公司·710043）
摘 要：論述了變壓器接線端子導(dǎo)電排環(huán)氧澆注料存在的問(wèn)題、原因分析、解決方案、測(cè)試結(jié)果。經(jīng)過(guò)反復(fù)篩選灌封膠配方、改進(jìn)工藝、測(cè)試性能、上機(jī)試驗(yàn)，生產(chǎn)出批量產(chǎn)品提供給用戶。參考我們提供的澆注工藝生產(chǎn)的導(dǎo)電排，其電器絕緣性能和耐冷熱沖擊性能均達(dá)到使用要求，滿足了客戶的要求。
關(guān)鍵詞：環(huán)氧澆注料；變壓器；接線端子導(dǎo)電排；澆注工藝
0 前言
環(huán)氧樹脂澆注料有粘接性能優(yōu)異、力學(xué)性能高、固化收縮小、工藝性好、電性能好、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，用途越來(lái)越廣。許多行業(yè)在使用澆注料、灌封料時(shí)都有其自己的特殊要求，但共性是提高環(huán)氧樹脂體系的韌性、改進(jìn)樹脂體系配方設(shè)計(jì)這一大難點(diǎn)。變壓器廠生產(chǎn)的導(dǎo)電排絕緣澆注層也同樣存在一些問(wèn)題需要解決。
1 問(wèn)題的由來(lái)
某變壓器廠生產(chǎn)的導(dǎo)電排絕緣層是將環(huán)氧樹脂膠直接澆注在銅排上形成，經(jīng)過(guò)-40℃/12h＋120℃/12h 四個(gè)周期的冷熱循環(huán)溫度沖擊，或使用一段時(shí)間后，絕緣層有如下問(wèn)題出現(xiàn)：
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(huán)氧膠粘劑的基本成分是環(huán)氧樹脂和固化劑。由于環(huán)氧樹脂中含有極性的脂肪羥基和醚鍵，對(duì)金屬材料具有較高的粘接性,因而具有很高的粘接強(qiáng)度。與金屬材料相比，純的環(huán)氧樹脂較脆，線膨脹系數(shù)較大。資料介紹，純銅的線膨脹系數(shù)為1.8×10-5、純環(huán)氧樹脂的線膨脹系數(shù)為6×10-5、添加200份SiO2的環(huán)氧樹脂線膨脹系數(shù)為3～3.5×10-5。根據(jù)我們對(duì)該廠原先采用的環(huán)氧樹脂膠性能和澆注工藝的分析，認(rèn)為造成導(dǎo)電排絕緣層粘接不牢開(kāi)裂的主要原因有：一是環(huán)氧樹脂膠韌性不夠；二是膠與銅基材的線膨脹系數(shù)相差過(guò)大。
相對(duì)應(yīng)的解決開(kāi)裂問(wèn)題主要措施有：
⑴ 改進(jìn)銅排與玻璃纖維帶的粘接工藝，提高粘接強(qiáng)度；
⑵ 降低澆注料的線膨脹系數(shù)與金屬材料相匹配；
⑶ 采用適當(dāng)?shù)墓袒瘎构袒磻?yīng)在較低溫度下緩慢進(jìn)行，有效地控制防熱峰以降低澆注料的熱應(yīng)力。
⑷ 盡可能加大填料量，降低澆注料的內(nèi)應(yīng)力。
3 解決方案
⑴ 將原先采用的既作粘結(jié)劑又作澆注料的一種環(huán)氧樹脂膠改為兩種：底層選用粘結(jié)力強(qiáng)、柔韌性好、抗開(kāi)裂、耐油性好的常溫固化環(huán)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(kāi)裂的高溫固化環(huán)氧—酸酐灌封膠1103/1818。此兩種灌封膠的主要性能指標(biāo)見(jiàn)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(shù),防止開(kāi)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(shù)指標(biāo)
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指標(biāo)項(xiàng)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(diào)整銅排的澆注工藝：
① 在銅排的邊緣鉆φ3小孔數(shù)個(gè)，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(dá)到4mm～5mm后，室溫完全固化；
③ 模具在110℃～120℃溫度條件下預(yù)熱1h～2h，放入導(dǎo)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(yù)固化溫度、時(shí)間為110℃～120℃/1h～2h；后固化溫度、時(shí)間為120℃～130℃/4h～6h + 140℃～150℃/1h～2h；
⑤ 固化完全后，使?jié)沧⒑玫膶?dǎo)電排隨停止加熱的烘箱逐漸冷卻，以消除熱應(yīng)力。
4 測(cè)試結(jié)果
采用上述解決方案生產(chǎn)的導(dǎo)電排，其電氣絕緣性能見(jiàn)表2。
表2 澆注完成的導(dǎo)電排電器絕緣性能
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項(xiàng)目 |
測(cè)試結(jié)果 |
項(xiàng)目 |
測(cè)試結(jié)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(qiáng)度(25℃)/（kV/mm） |
≥25 |
冷熱沖擊 |
-40℃/12h＋120℃/12h 四個(gè)循環(huán)96 h無(wú)開(kāi)裂 |
5 結(jié)論
通過(guò)對(duì)某變壓器廠生產(chǎn)的導(dǎo)電排具體分析，實(shí)地考察，我們反復(fù)篩選灌封膠配方、測(cè)試性能、上機(jī)試驗(yàn)，生產(chǎn)出批量產(chǎn)品提供給用戶。參考我們提供的澆注工藝生產(chǎn)的導(dǎo)電排，其電器絕緣性能和耐冷熱沖擊性能均達(dá)到使用要求，滿足了客戶的要求。
感謝環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)協(xié)會(huì)西北分會(huì)的幾位專家給我們提供的可貴幫助！ |
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