变压器接线端子导电排环氧浇注料的配方与工艺
时间:2012-02-01 08:13来源: 作者: 点击:次
陕西宏业机电化工有限公司·710043.摘 要：论述了变压器接线端子导电排环氧浇注料存在的问题.解决方案.生产出批量产品提供给用户.用途越来越广.资料介绍.根据我们对该厂原先采用的
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变压器接线端子导电排环氧浇注料的配方与工艺改进 |
卜宏钧
（陕西宏业机电化工有限公司·710043）
摘 要：论述了变压器接线端子导电排环氧浇注料存在的问题、原因分析、解决方案、测试结果。经过反复筛选灌封胶配方、改进工艺、测试性能、上机试验，生产出批量产品提供给用户。参考我们提供的浇注工艺生产的导电排，其电器绝缘性能和耐冷热冲击性能均达到使用要求，满足了客户的要求。
关键词：环氧浇注料；变压器；接线端子导电排；浇注工艺
0 前言
环氧树脂浇注料有粘接性能优异、力学性能高、固化收缩小、工艺性好、电性能好、稳定性好等优点，用途越来越广。许多行业在使用浇注料、灌封料时都有其自己的特殊要求，但共性是提高环氧树脂体系的韧性、改进树脂体系配方设计这一大难点。变压器厂生产的导电排绝缘浇注层也同样存在一些问题需要解决。
1 问题的由来
某变压器厂生产的导电排绝缘层是将环氧树脂胶直接浇注在铜排上形成，经过-40℃/12h＋120℃/12h 四个周期的冷热循环温度冲击，或使用一段时间后，绝缘层有如下问题出现：
⑴ 铜排与粘接体之间由于粘接不牢且有缝隙而漏油；
⑵ 粘接体与浇注体之间由于粘接不牢而漏油；
⑶ 浇注体与密封圈之间形成一凹槽而漏油。
2 原因分析
环氧胶粘剂的基本成分是环氧树脂和固化剂。由于环氧树脂中含有极性的脂肪羟基和醚键，对金属材料具有较高的粘接性,因而具有很高的粘接强度。与金属材料相比，纯的环氧树脂较脆，线膨胀系数较大。资料介绍，纯铜的线膨胀系数为1.8×10-5、纯环氧树脂的线膨胀系数为6×10-5、添加200份SiO2的环氧树脂线膨胀系数为3～3.5×10-5。根据我们对该厂原先采用的环氧树脂胶性能和浇注工艺的分析，认为造成导电排绝缘层粘接不牢开裂的主要原因有：一是环氧树脂胶韧性不够；二是胶与铜基材的线膨胀系数相差过大。
相对应的解决开裂问题主要措施有：
⑴ 改进铜排与玻璃纤维带的粘接工艺，提高粘接强度；
⑵ 降低浇注料的线膨胀系数与金属材料相匹配；
⑶ 采用适当的固化剂，使固化反应在较低温度下缓慢进行，有效地控制防热峰以降低浇注料的热应力。
⑷ 尽可能加大填料量，降低浇注料的内应力。
3 解决方案
⑴ 将原先采用的既作粘结剂又作浇注料的一种环氧树脂胶改为两种：底层选用粘结力强、柔韧性好、抗开裂、耐油性好的常温固化环氧—改性胺体系灌封胶1103/2040；浇注料选用热变形温度高、韧性好、抗开裂的高温固化环氧—酸酐灌封胶1103/1818。此两种灌封胶的主要性能指标见表1。
⑵ 为降低材料成本,提高固化物的耐热性,减小线膨胀系数,防止开裂,在1103中加入适量的600目活性硅微粉。
表1 两种灌封胶的主要技术指标
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指标项目 |
1103 |
2040 |
1818 |
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外观 |
淡黄色粘稠液体 |
棕红色透明液体 |
淡黄色透明液体 |
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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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固化条件 |
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60℃/2h或25℃/24h |
120℃～130℃/4h～6h ＋140℃～150℃/1h～2h |
⑶调整铜排的浇注工艺：
① 在铜排的边缘钻φ3小孔数个，将要浇注的部分打毛，并用丙酮清洗干净；
② 将铜排要浇注部分先涂一层1103/2040常温灌封胶，再边缠绕玻璃丝带边涂抹该胶，至此玻璃丝带厚度达到4mm～5mm后，室温完全固化；
③ 模具在110℃～120℃温度条件下预热1h～2h，放入导电排，将已按比例配制好且已加热除湿脱气的1103/1818高温灌封胶注入；
④ 预固化温度、时间为110℃～120℃/1h～2h；后固化温度、时间为120℃～130℃/4h～6h + 140℃～150℃/1h～2h；
⑤ 固化完全后，使浇注好的导电排随停止加热的烘箱逐渐冷却，以消除热应力。
4 测试结果
采用上述解决方案生产的导电排，其电气绝缘性能见表2。
表2 浇注完成的导电排电器绝缘性能
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项目 |
测试结果 |
项目 |
测试结果 |
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体积电阻率(25℃)（Ω·cm） |
3×1015 |
邵氏硬度 |
75～80 |
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介电强度(25℃)/（kV/mm） |
≥25 |
冷热冲击 |
-40℃/12h＋120℃/12h 四个循环96 h无开裂 |
5 结论
通过对某变压器厂生产的导电排具体分析，实地考察，我们反复筛选灌封胶配方、测试性能、上机试验，生产出批量产品提供给用户。参考我们提供的浇注工艺生产的导电排，其电器绝缘性能和耐冷热冲击性能均达到使用要求，满足了客户的要求。
感谢环氧树脂应用技术协会西北分会的几位专家给我们提供的可贵帮助！ |
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