環(huán)氧樹脂電絕緣材料的配方設(shè)計(jì)時(shí),環(huán)氧樹脂和固化劑時(shí)組成環(huán)氧樹脂固化物的兩種基本成分。還應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求,產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,運(yùn)行環(huán)境的要求和施工工藝條件等參數(shù),并綜合考慮產(chǎn)品性能和價(jià)格比等,加入一些輔助材料,以增強(qiáng)配方組分的功能特征和改善工藝特性,降低成本。這些材料概括起來就是稀釋劑、填料、增韌劑、促進(jìn)劑等。 環(huán)氧樹脂稀釋劑的作用時(shí)是用來降低環(huán)氧樹配方的黏度,使之滿足環(huán)氧樹脂各類電絕緣性能及工藝要求。環(huán)氧樹脂本身黏度較大,必須用丙酮、二甲苯、環(huán)氧丙烷丁基醚、環(huán)氧丙烷苯基醚等稀釋而降低到所需的黏度以便使用。凡事能參加固化反應(yīng)的稀釋劑稱為活性稀釋劑,它們具有可反應(yīng)的基團(tuán),凡事不能參加反應(yīng)的稀釋劑則稱為非活性稀釋劑。 增塑劑 大部分是短分子鏈的高沸點(diǎn)有機(jī)化合物,與環(huán)氧樹脂有良好的形容性,但與環(huán)氧樹脂和固化劑不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),只是通過物理作用的混合,減少固化樹脂交聯(lián)點(diǎn)間鏈的運(yùn)動(dòng)的勢壘,降低玻璃化溫度,使之柔韌,但是拉伸強(qiáng)度,彎曲強(qiáng)速,彈性模量,電絕緣性能均受到影響而下降。因此電工、電器環(huán)氧樹脂澆注件、層壓制品、引拔制品等均不采用,這類增塑劑,如鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯等,又稱為外增劑。 增韌劑 能參加環(huán)氧樹脂固化體系固化反應(yīng)的,并能成為環(huán)氧樹脂固化物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的一部分,同時(shí)能有效地提高環(huán)氧樹脂固化物的韌性,提高耐冷熱溫度的沖擊,提高剝離強(qiáng)度,減少固化時(shí)的放熱,從而減少熱應(yīng)力及收縮率。反應(yīng)性增韌性,其中含單官能基的有長鏈的單環(huán)氧化合物,長鏈烷基酚;含多官能基的有長鏈的二元胺幾二元酸,十二烯基丁二酸酐,桐油酸酐,多羥基化合物或脂肪酸制得的環(huán)氧樹脂,末端為羥基的聚酯樹脂,聚酰胺樹脂,聚硫橡膠。末端為羥基的丁腈橡膠等。 側(cè)鏈環(huán)氧樹脂是由雙酚A等多元酚與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷先反應(yīng)生成縮聚物,然后再與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)來制備的。它具有良好的韌性,與雙酚A 型環(huán)氧樹脂具有很好的形容性。雙酚A上側(cè)鏈越長,對增加環(huán)氧樹脂固化物的韌性就越有利。但其相容性、固化反應(yīng)速度和固化物的機(jī)械強(qiáng)度及耐溶劑性將下降,常取側(cè)鏈平均長度C7。 酸酐固化環(huán)氧樹脂時(shí)電工行業(yè)環(huán)氧澆注絕緣的典型配方體系,為了使環(huán)氧固化物具有柔韌性,防止開裂,常常加入一定長鏈的多元醇化合物,在固化時(shí)先于酸酐反應(yīng)得到酸性酯,再與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基反應(yīng),最終生成固化物。從而在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中引進(jìn)了長鏈分子,對固化物進(jìn)行化學(xué)改性。分子鏈中的醚鍵存在使用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中分子鏈的柔性大大增加,因而是一種優(yōu)良的環(huán)氧活性增韌劑。聚醚型增韌劑,其分子結(jié)構(gòu)為長鏈線型分子結(jié)構(gòu)的聚合物,兩端以羥基基團(tuán)終止。具備耐紫外線、耐候性,提高了大分子鏈的柔韌性,降低了固化物的內(nèi)應(yīng)力,從而提高固化物的力學(xué)性能和電氣絕緣性能,抗撕裂性能和耐冷熱終極性能。它們的低黏度液體,無毒、無刺激性的揮發(fā)性,與各類環(huán)氧樹脂、固化劑、促進(jìn)劑等均能良好相容,混合使用方便,工藝性好,兼具增韌與稀釋雙重功能,可用于加熱固化的環(huán)氧酸酐體系,也可用于室溫固化環(huán)氧-胺類體系。其用量一般是環(huán)氧樹脂的10%~20%。 線型聚酐系列增韌固化劑,其分子結(jié)構(gòu)式直鏈分子上有6~10個(gè)碳的二價(jià)化合物,以羧基終止的線型聚合酸酐,其相對分子質(zhì)量為750~2000,具有酸酐系列中最長的分子鏈結(jié)構(gòu),聚酐系列品種有聚己二酸酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐。它們可與其他酸酐固化劑復(fù)配和使用,這樣可以大大擴(kuò)大聚酐的應(yīng)用范圍,調(diào)節(jié)環(huán)氧樹脂固化物的剛性-韌性關(guān)系,達(dá)到抗撕裂耐冷熱沖擊的技術(shù)要求,其中尤以聚癸二酸酐的增韌效果最佳。它們應(yīng)用于變壓器、互感器、盆式絕緣子等電氣產(chǎn)品的澆注絕緣以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電子、電器產(chǎn)品的密封等。 合成高分子橡膠彈性體是環(huán)氧樹脂增韌改性的有效材料之一,這些材料有液體端羧基丁腈橡膠、端羥基丁腈橡膠、聚硫橡膠、液體無規(guī)羧基丁腈橡膠、端羧基聚丁二烯、端環(huán)氧基丁腈橡膠等。 |