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发表于 2007-6-4 01:21:41
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来自： 中国广西桂林
树脂浇注
随便找的,但有点参考价值.其实我也试图寻找真空浇注环氧树脂工艺技术的书籍,本站内没找到,准备上书店看看.
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环氧树脂浇注是将环氧树脂、固化剂和其他配合料浇注到设定的模具内，由热塑性流体交联固化成热固性制品的过程。由于环氧树脂浇注产品集优良的电性能和力学性能于一体，因此环氧树脂浇注在电器工业中得到了广泛的应用和快速的发展。
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6 M [1 w! G" q 一、环氧树脂浇注的基本工艺方法 & g( s% C# m( f9 h9 X5 h9 b& u
环氧树脂浇注的工艺方法，从不同的工艺条件去理解有不同的区分方法。从物料进入模具的方式来区分可分为浇注和压注。浇注指物料自流进入模具。它又分常压浇注和真空浇注。压注指物料在外界压力下进入模具，并且为了强制补缩，在物料固化过程中，仍保持着一定的外压，它由过去的简单加压凝胶法发展成现在成熟的自动压力凝胶法。
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从物料固化温度来区分可分为常温浇注法和高温浇注法。选用常温或高温浇注法是由浇注材料的本身性质所决定的，其根本区别是浇注材料固化过程中所必需的温度条件。从物料固化的速度来区分可分为普通固化法和快速固化法。物料进入模具至拆模所需的时间为初固化时间，普通固化法需几个甚至十几个小时，快速固化法只需十几分钟至几十分钟。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，现代浇注工艺中应用比较成熟的浇注工艺方法主要是真空浇注法和自动压力凝胶法。 6 X3 y6 w% ^! @! Y/ ~4 E
- M! f; T; ]- R7 h- k0 h" e 1、真空浇注工艺
0 C' `7 n; e3 h, W, ?3 L 真空浇注工艺是目前环氧树脂浇注中应用最为广泛、工艺条件最为成熟的工艺方法。对于一件环氧树脂浇注的电器绝缘制品，它要求外观完美、尺寸稳定、力学性能、电性能合格。它的这些性能取决于制件本身的设计、模具的质量、浇注用材料的选择、浇注工艺条件的控制等各个方面。环氧树脂真空浇注的技术要点就是尽可能减少浇注制品中的气隙和气泡。为了达到这一目的，在原料的预处理、混料、浇注等各个工序都需要控制好真空度、温度及工序时间。 . C/ ?1 |5 v- X! @9 ?
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2、自动压力凝胶工艺 , S. e! u+ c' Y1 h, x
自动压力凝胶工艺是20世纪70年代初由瑞士CIBA-Geigy公司开发的技术。因为这种工艺类似于热塑性塑料注射成型的工艺方法，因此也称其为压力注射工艺。它的最为显著的优点是大大提高了浇注工效。可以说自动压力凝胶技术的开发成功及在工业上的大量应用，是真空浇注由间歇、手工操作向自动化生产发展的一场革命，它和真空浇注的主要区别在于：
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(1)浇注材料是在外界压力下通过管道由注人口注入模具。 % C( I* @% L6 f) N* n
(2)物料的混料处理温度低，模具温度高。 5 K" T6 B) u# T4 e; r W1 _
(3)物料进入模具后，固化速度快，通常为十几分钟至几十分钟。 2 ]& j6 f, P+ `" `" B. H% @
(4)模具固定在液压机上，模具加热由模具或模具固定板上的电热器提供。
, x; S# o+ }+ e; ~; [ (5)模具的合拆由液压机上的模具固定板移动来完成。 % `% w, _; @6 f5 c s" ^: `
7 v( U0 e c- \) ]& Q+ g q x 自动压力凝胶工艺的特点：模具利用率高，生产周期短，劳动效率高；模具装卸过程中损伤程度低，模具使用寿命长；自动化程度高，操作人员劳动强度轻；制品成型性好，产品质量有所提高。
* c# ]' C; W( i) U0 Y7 |; r二、环氧树脂浇注材料(一) 1 x& s8 V9 z' Y: F% K* W
环氧树脂浇注材料包括：环氧树脂、固化剂、填充剂、增韧剂、固化促进剂、着色剂、脱模剂等等。
$ i9 G, B8 ^4 `! v+ u& s; G 1、环氧树脂
0 \& B$ h4 d+ z+ x5 R- f 用于浇注的环氧树脂以BPA型树脂为主。通常使用相对分子质量在1000以下的中、低相对分子质量的树脂。由于环氧树脂必须同固化剂及其他添加剂固化成型后，才能呈现出其材料的特性。因此固化剂和其他添加剂也同样影响浇注件的性能。单就环氧树脂而言，相对分子质量越大，其浇注产品的韧性越好，在要求浇注产品有一定机械强度和韧性的用途中，通常选用相对分子质量在500～1000的固体树脂。在要求有较好的加工操作性能时，常使用相对分子质量低于500的液体树脂或液体树脂与固体树脂混用。为了提高耐热性能，可以采用添加多功能团的环氧树脂。如酚醛环氧树脂。为了提高阻燃性能，可以添加卤素化环氧树脂。为了提高耐候性能，可以选用脂环族环氧树脂。 0 t3 x3 n K, q5 ~' F1 |
8 n( B# l0 Z/ P: ? 2、固化剂
) r# C/ p: L, b! G( `' ] 固化剂在浇注材料中与环氧树脂同等重要，对浇注产品的性能及浇注的工艺性都有很大的影响。对于变送电设备的绝缘件，因为要有一定的高温机械强度和耐蠕变性能，所以主要使用酸酐类固化剂。这些酸酐固化剂有：邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、四氢化邻苯二甲酸酐、甲基四氢化邻苯二甲酸酐、六氢化邻苯二甲酸酐及其他类酸酐。为了满足浇注产品的质量性能及其加工时的工艺性能，往往采用混合酸酐及一些改性酸酐。胺类固化剂也可用于环氧浇注，特别是一些改性芳香胺类固化剂用于电气绝缘件的浇注，能得到耐热性、耐裂纹性好，耐化学腐蚀性优良的铸件。此外，酚醛树脂、聚酰胺树脂等也可用于环氧浇注的固化剂。
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3、填充材料
[6 A C/ t& u9 s% s 填充材料的作用是提高环氧树脂浇注件的耐热性、耐寒性、耐磨性和导热性，也可提高浇注件的硬度和耐化学腐蚀性，可降低浇注件的收缩率及热膨胀系数，还可以降低成本。某些填充料还可增加浇注件的耐电弧能力。填充料的种类、纯度、粒度、填充量等对浇注件的性能及浇注工艺操作性均有很大的影响，在很多场合下，作为填充料，希望填充量很高，同时又希望与树脂混合后的黏度不很大，这就需要选择合适的填充料的粒度。填充料粒度越大，同等量填充料的浇注混合物的黏度越小，但填充料沉降的可能性增大。填充料粒度过小，同等量填充料的浇注混合物的黏度增大，影响浇注的工艺操作性。因此，填充料过细或过粗都不适于使用。另外，填充料的填充量及填充料粒度的选择与选用的浇注树脂、固化剂种类及浇注工艺条件有很大的关系。用于浇注材料的常用填充料有金属氧化物、碳酸盐、氟化物及金属粉等。硅微粉是电气绝缘浇注中常用的填充料。它与环氧树脂的混合性能好，浇注后产品的电绝缘性、机械特性均很好，并且价格低廉，因此在浇注中被广泛应用。目前硅微粉粒度的大小已形成了从200目到1000目的几个系列，并已开发了经硅烷偶联剂处理的特种硅微粉新品种，其颗粒表面与环氧树脂结合更牢固，增强了浇注件的强度。氧化铝粉也是环氧浇注中常用的填充料。它的耐化学腐蚀性很好，尤其是耐氟类化合物的腐蚀，因此在SF6电器中的浇注绝缘件，氧化铝粉填充料被更多的使用。碳酸钙也是常用的填充料，它的特点是浇注件便于切削、价格低、密度相对轻，并且浇注件的电性能也很好，因此应用也很多。 三、环氧树脂浇注产品的性能(一)
7 R1 H, ]; o$ T% u 环氧树脂浇注绝缘件，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，它在电器产品中既要求起到绝缘的作用，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。
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# f# ?9 b% U" z+ Q j. T1 J 1、浇注件的外观质量
0 L7 A, g# ?" u5 s 浇注件的外观质量包括如下内容：尺寸、形位公差、表观平整度、气泡缺陷程度，开裂变形程度等。
: j, n4 c! f' I; { O6 ]$ y0 w0 } 浇注件是一次模具成型，由于材料、工艺等多种不稳定因素而造成零件的同一性没有机械加工准确。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，虽然浇注件也可用切削加工的方法进行终加工，但那样会破坏浇注制件表面的致密薄层，影响浇注件的抗潮湿性和表面耐电压能力。同时也增加成本，因此浇注件的表观质量也是浇注绝缘件重要的质量要求之一。
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, u. l) T2 i3 H$ S& [) j# f (1)浇注件表面要求致密而均匀，不允许有气泡和缺陷。 . p" V' S- u: {) m- S8 T
(2)浇注件上的法兰孔及其他一些装配尺寸、要求一定程度的稳定。
1 ? F5 a8 j/ V4 |2 L# T4 {9 [ (3)浇注件的装配面、密封面的平整度、粗糙度要有一定的保证。表观质量一般借助尺寸测量工具、仪器并通过检测人员的目测检查。 $ \& q' e4 A, w- c4 N+ s3 X
浇注件容易出现的问题及其发生的原因分析(二)
- B$ a/ G2 F8 f+ d: O9 q7 @ (4)制件机械强度不足浇注绝缘件在电器工作中，往往受到一定外力。绝缘拉杆、支撑杆受到拉力、压力、弯曲力。空气开关、SF6开关绝缘件受到内压、外力等等。机械强度不足会造成绝缘件断裂、弯曲、爆裂等质量事故。造成制件机械强度不足的原因： ! `) @, d) g6 }: y) [, K2 J7 Q; J
& @% c, ~* X: O" S6 S 1)材料选用或配方不合理。 ( |( ^, F) C, Z( W( e- `
2)固化不好。配料操作时计量不准或固化时间太短，固化温度过低。 " b! u4 e& z0 Q9 y- c8 v2 W) Z
3)浇注时产生气泡、裂缝、缺陷等。
* p% t! m5 Y6 o: S, Q 4)制件设计有问题，结构不合理。
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5 A( [2 o5 j& k. j% _( u (5)制件电性能达不到要求主要表现为局部放电高、漏电、电极击穿、用电寿命过短等，产生的原因： 3 `" H% Y: `8 j- J1 _
1)浇注件机械强度不足，造成绝缘件内部损伤。 + W" S2 H6 r: l* ?% O7 _6 p1 G5 o
2)浇注时产生气泡、裂缝、缺陷等。
) `% C5 \0 |8 S- y1 V: F+ l 3)材料选用或配方设计不合理。如材料中导电离子超标，填料选择不当等。 3 ]: }! H+ Y7 C7 I# }
4)电器使用环境恶劣，表面老化、劣化太快。
% ]% q H$ M. I/ l/ D 5)制件设计不合理。 6 z9 ]% v6 S$ W6 O+ p7 k
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8.2.5应用示例
0 t0 T2 ]* o8 C1 A' y- A 以英国Bitrez@公司的电工浇注料为例。 3 J- m. [- H% _7 C" X
1.配方(质量比)
4 R- W& O* t$ M5 O3 n& Y2 Z$ ?4 k NO.1.CPR 600/CPH 085体系
' A, I/ k5 x% o0 O2 q 改性环氧树脂CPR600，黏度(25℃)8.5～15Pa.s 100
3 b( n$ B I E& C 改性酸酐CPH085，黏度(25℃)0.15～0.30Pa?s 100 . k3 e' \$ i8 d0 g9 ~# t# ^
改性胺CPH105，低黏度液体 1 ' x$ H! R2 f, F" }
增塑剂CPR064，低黏度液体 10
x( ?$ @$ o" g, z$ `$ s* L 硅微粉，含水量<0.2％ 400 9 U2 L/ `, s2 }8 f5 t, j/ c
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NO.2.CPR 068/CPH 068体系
2 V- Y2 t( R9 f+ Z/ H 改性环氧树脂CPR068，黏度(25℃)8.5～15Pa?s,环氧值0.50～0.55Eq/100g，100 ! Q g' d: W+ ~2 e3 ]+ Q7 s+ d! t
改性酸酐CPH068，黏度(25℃)1.5～2.5Pa?s 80 3 Z0 u$ f. i( d8 G' p. M. Y$ T W& q
硅微粉，含水量<0.2% 270
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NO.3.CPR068/CPH079体系 4 X5 @2 @8 U0 F
改性环氧树脂CPR068，黏度(25℃)8.5～15Pa?s，环氧值0.50～0.55Eq/100g 100 4 y% d$ N+ N4 E2 C
改性酸酐CPG079，黏度(25℃)1.5～4.0Pa?s 100 ; p2 Z# W7 Y* u& a$ o
硅微粉，含水量<0.2% 300
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$ X& Q# w; d! s; P NO.4.CPR690/CPH690体系
( R1 _! j: g1 K0 ~" ~* t 加填料改性环氧树脂CPR690，黏度(25℃)75～200Pa?s，环氧值0.22～0.235Eq/100g 100
t+ i( \; R* E4 e 加填料改性酸酐CPH690，黏度(25℃)2.5～7.5Pa?s 100 # w, G- a0 x! w3 V0 n0 a
( p7 B6 F$ E( z% ?# i9 X) m7 s
2.浇注工艺
$ y1 R! g% v; X1 x4 l 树脂及固化剂分别在50℃左右预热，以便输送和在真空下搅拌均匀并脱气泡。
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) ~8 i2 p& C: O* d4 G" K8 G 3.浇注体性能 ! e* L- {' N% Z
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4.应用 + F* {0 Q! U5 k2 |$ t6 P5 ]6 w
可用于绝缘子、变压器、套管、开关部件。. p! t! O; ^- b E9 |
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