环氧树脂电绝缘材料的配方设计时,环氧树脂和固化剂时组成环氧树脂固化物的两种基本成分。还应根据产品的技术要求,产品的结构复杂性,运行环境的要求和施工工艺条件等参数,并综合考虑产品性能和价格比等,加入一些辅助材料,以增强配方组分的功能特征和改善工艺特性,降低成本。这些材料概括起来就是稀释剂、填料、增韧剂、促进剂等。 环氧树脂稀释剂的作用时是用来降低环氧树配方的黏度,使之满足环氧树脂各类电绝缘性能及工艺要求。环氧树脂本身黏度较大,必须用丙酮、二甲苯、环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚等稀释而降低到所需的黏度以便使用。凡事能参加固化反应的稀释剂称为活性稀释剂,它们具有可反应的基团,凡事不能参加反应的稀释剂则称为非活性稀释剂。 增塑剂 大部分是短分子链的高沸点有机化合物,与环氧树脂有良好的形容性,但与环氧树脂和固化剂不发生化学反应,只是通过物理作用的混合,减少固化树脂交联点间链的运动的势垒,降低玻璃化温度,使之柔韧,但是拉伸强度,弯曲强速,弹性模量,电绝缘性能均受到影响而下降。因此电工、电器环氧树脂浇注件、层压制品、引拔制品等均不采用,这类增塑剂,如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯等,又称为外增剂。 增韧剂 能参加环氧树脂固化体系固化反应的,并能成为环氧树脂固化物网络结构中的一部分,同时能有效地提高环氧树脂固化物的韧性,提高耐冷热温度的冲击,提高剥离强度,减少固化时的放热,从而减少热应力及收缩率。反应性增韧性,其中含单官能基的有长链的单环氧化合物,长链烷基酚;含多官能基的有长链的二元胺几二元酸,十二烯基丁二酸酐,桐油酸酐,多羟基化合物或脂肪酸制得的环氧树脂,末端为羟基的聚酯树脂,聚酰胺树脂,聚硫橡胶。末端为羟基的丁腈橡胶等。 侧链环氧树脂是由双酚A等多元酚与环氧乙烷或环氧丙烷先反应生成缩聚物,然后再与环氧氯丙烷反应来制备的。它具有良好的韧性,与双酚A 型环氧树脂具有很好的形容性。双酚A上侧链越长,对增加环氧树脂固化物的韧性就越有利。但其相容性、固化反应速度和固化物的机械强度及耐溶剂性将下降,常取侧链平均长度C7。 酸酐固化环氧树脂时电工行业环氧浇注绝缘的典型配方体系,为了使环氧固化物具有柔韧性,防止开裂,常常加入一定长链的多元醇化合物,在固化时先于酸酐反应得到酸性酯,再与环氧树脂的环氧基反应,最终生成固化物。从而在网络结构中引进了长链分子,对固化物进行化学改性。分子链中的醚键存在使用网络结构中分子链的柔性大大增加,因而是一种优良的环氧活性增韧剂。聚醚型增韧剂,其分子结构为长链线型分子结构的聚合物,两端以羟基基团终止。具备耐紫外线、耐候性,提高了大分子链的柔韧性,降低了固化物的内应力,从而提高固化物的力学性能和电气绝缘性能,抗撕裂性能和耐冷热终极性能。它们的低黏度液体,无毒、无刺激性的挥发性,与各类环氧树脂、固化剂、促进剂等均能良好相容,混合使用方便,工艺性好,兼具增韧与稀释双重功能,可用于加热固化的环氧酸酐体系,也可用于室温固化环氧-胺类体系。其用量一般是环氧树脂的10%~20%。 线型聚酐系列增韧固化剂,其分子结构式直链分子上有6~10个碳的二价化合物,以羧基终止的线型聚合酸酐,其相对分子质量为750~2000,具有酸酐系列中最长的分子链结构,聚酐系列品种有聚己二酸酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐。它们可与其他酸酐固化剂复配和使用,这样可以大大扩大聚酐的应用范围,调节环氧树脂固化物的刚性-韧性关系,达到抗撕裂耐冷热冲击的技术要求,其中尤以聚癸二酸酐的增韧效果最佳。它们应用于变压器、互感器、盆式绝缘子等电气产品的浇注绝缘以及结构复杂的电子、电器产品的密封等。 合成高分子橡胶弹性体是环氧树脂增韧改性的有效材料之一,这些材料有液体端羧基丁腈橡胶、端羟基丁腈橡胶、聚硫橡胶、液体无规羧基丁腈橡胶、端羧基聚丁二烯、端环氧基丁腈橡胶等。 |