环氧树脂真空浇注工艺探索

环氧树脂真空浇注工艺探索

马萍萍

马萍萍

大连第一互感器有限责任公司116200

摘要：环氧树脂真空浇注工艺技术的合理应用能有效提升浇注制品的质量，因而该项近代工艺技术已经得到了人们的认可与普遍的应用。本文主要从技术类别、材料选择以及浇注、固化工艺等方面就环氧树脂真空浇注工艺展开探索。

关键词：环氧树脂；真空浇注；盆式电压互感器

在经济与技术的支持下，在国家战略的推动下，我国的特高压输变电已经进入高速发展的阶段，这就要求特高压输变电中的各项电力设备与零件都要有良好的性能与过硬的质量，气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）作为特高压输变电中的关键设备，必须要具备良好的使用性能，而GIS的使用性能又在很大程度上受盆式电压互感器这一主要绝缘零件的影响，因而盆式电压互感器不仅要有良好的绝缘性能，同时还必须具备较高的耐SF6气体腐蚀性能以及机械性能【1】。下文在分析环氧树脂真空浇注工艺技术主要类别的基础上，就环氧浇注件生产中原材料的选择以及具体的浇注固化工艺做一番分析。

1环氧树脂真空浇注工艺技术分类

环氧树脂真空浇注工艺技术主要应用于电工、电子、电器等产品的密封绝缘处理中，施工工艺方面较多，具体的施工方式还需要根据产品的结构做具体的选择。环氧树脂真空浇注工艺技术中的“浇注”是一个广义的词语，其中包含有多项施工工艺，具体如灌封、浇注、以及包封等环氧树脂成型工艺【2】。下面做具体的分析。

1.1包封工艺技术

包封工艺技术主要应用于小型电子元件的密封绝缘中，如电感线圈、薄膜电容器以及电阻器等。受产品结构影响，包封工艺的操作技术以及配方较为特殊，在包封操作中，必须要采用专用的包封流水线，利用“接触变形性环氧树脂配方体系”的特殊无流挂混合料，对上述产品进行浸渍封装，浸渍封装后进行热固化，并最终被环氧树脂包封成一密封体系，进而有效提升电气元件运行的安全性与可靠性。包封工艺是目前应用最为广泛的一种密封绝缘方式，具有工艺简单、用料简单、生产批量大、产品质量高等优势。

1.2浇注工艺

环氧树脂浇注同样属于一种绝缘加工方式（铸型），其加工流程大体如下：将电气、电工等部件进行组装，按照一定的形式组装好后将放置于专用的金属模具中进行固定（模具中涂有脱模剂），之后将其放入真空浇注罐中进行浇注，热固化后脱去模具，一个整体绝缘制品便完成【3】。使用该种工艺技术制作出的浇注成品完成度同样较高，并且各项使用性能也能得到有效保证。

1.3灌封工艺

环氧树脂的灌封工艺指的是对分列电子元器件组装后，将其放置并固定到专用的壳体内，通常情况下都是专用壳体都是由金属或塑料制成，完成电子元器件的组装与放置后，使用自动灌封机、环氧树脂配方体系混合料进行灌注，灌注完成且固化完成后其与专用壳体形成一个整体，进而实现保密、固定、绝缘等的优化效果。树脂灌封工艺技术成品质量高且操作简单便捷即、成本也不是很高，因此实际应用较为广泛，是目前电子分列元器件的主要密封绝缘方式之一。

2环氧树脂真空浇注工艺原料选择分析

2.1填料选择

在环氧树脂体系中加入调料的目的是有效降降低纯树脂的固化收缩率，提升固化物的导热性能等。目前使用最为普遍的一种环氧树脂浇注料为氧化铝。因为RF-22型氧化铝粉在现实生活中使用的较为普遍，所以下文主要以该种填料为例进行说明：在环氧浇注体系中，如果氧化铝填料的比例在一定范围内增大，那么固化物的机械强度也会得到相应的提升。为确保浇注的质量，在进行实际的填充浇注时需要检测试样的拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度，在经过准确的试样检测后，我们得出适当的填充材料的配比为100：400【5】。其中，氧化铝填料的粒径分布与中位粒径同样会影响浇注试样的强度，如果填料试样中氧化铝的大粒子占比较大，中位粒径较大，那么就会导致其的表面积较小，在密封过程中树脂容易浸润粒子表面，但大粒子反而容易沉淀下来，影响氧化铝不能在环氧树脂体系内均匀分布，进而使得试样强度降低。

2.2树脂选择

在一定的工艺条件下，酸酐类与双酚A环氧树脂固化剂在经过固化反应后能交联生成三维立体网状结构的热固性高分子材料；而双酚A环氧树脂固化剂在经过固化反应后其的机械性与绝缘性又会显著上升，因而被广泛应用于高压电器上的绝缘部件。不同的树脂其内部的分子量分布不同，所以呈现出的状态也是不同的，在几类影响树脂性能的因素中，环氧值较为重要，环氧值影响树脂的固化反应时间、固化程度以及固化后的机械强度，在这种情况下，为确保树脂固化后的各项性能指标使用要求，就需要根据具体的材料体系，将材料的双氧值确定在一个合理的范围之内【6】。除此之外，影响树脂性能的因素还有总氮含量、无机氯、有机氯等，具体如：树脂中如果含有过高的有机氯，会使固化后处于高温状态下的材料的绝缘性能降低；树脂中如果含有过高的无机氯，则会使成型后的绝缘件的电性能降低，因此在选择树脂材料时应综合考虑。

3浇注与固化

3.1混合料脱气预处理

在一定的工艺时间以及一定的温度下，将氧化铝填料与环氧树脂材料通过薄膜脱气进行脱气预处理，将固化剂在固化剂罐内进行脱气预处理，确保混合料能达到浇注要求。具体工艺如下：在进行混合料的脱气预处理时，采用真空浇注的处理方式，通过备料罐的搅拌桨将混合料螺旋提升到脱气伞业上，在一定力的作用下，伞业上的混合料会沿着页面流淌下来并形成一层物料薄层，借此通过真空泵吸出附着于薄层上的气泡，就完成了混合料的脱气预处理。

3.2终混料浇注

终混料指的是按照一定的比例，将已经经过脱气处理的固化剂以及树脂与填料经过混料器进行适当的混合，形成中混料后将其浇注到模具内。在混合材料以及浇注施工中，材料混合的时间长度是一个施工难点，如果混合时间过长，会让材料的粘合度急剧上升，甚至造成混料器的堵塞，而时间过短则可能无法达到预期的粘合效果，所以在进行材料的混合时，应当根据适当的比例合理控制混合时间，确保材料的使用性能。

3.3固化工艺

将终混料浇注到模具后，就需要立即将模具放置到特定的固化炉中进行固化，在转移模具的过程中，一定要确保模具中的材料不能外流出来，在进行固化时，还需要根据环氧浇注料的体系合理设定固化温度。为确保成品质量，固化炉温度的变化应遵循一定的规律，通常情况下，在固化初期，环氧浇注料体系会放出大量的热，因此升温的速率会较为平缓，而在经过一定的时间后就会进入恒温运行，恒温段的温度应符合一定标准，固化时间要保证在24h左右。

结语

总结全文可知，环氧树脂真空浇注工艺技术的合理应用能有效提升浇注制品的质量，按照一定的比例，将氧化铝填料与双酚A环氧树脂、酸酐类固化剂混合浇筑，在经固化成型后能使电气元件的绝缘性、抗腐蚀性等多种性能得到显著提升。

参考文献：

[1]梁伟文.环氧树脂真空浇注过程中产品的气泡控制[J].同行，2016（06）：13.

[2]李佳林，汪江昆，高振.发电厂干式变高压侧凸台绝缘损坏原因分析及现场处理[J].电工技术，2016（01）：12+14.

[3]王建华.环氧树脂绝缘件气孔形成原因分析及改进措施[J].上海电气技术，2014，7（04）：12-14.

[4]隋森.环氧树脂真空浇注生产线混料罐活塞缸加工工艺研究[J].高压电器，2013，49（06）：109-112.

[5]王晓梅，程晓宇，樊百虎.高压电器环氧树脂浇注成型工艺及模具设计[J].模具技术，2012（05）：31-34.

[6]宋晓光，史鸿威，左智华，周华.环氧树脂浇注电流互感器制造工艺的研究[J].科技创新导报，2012（10）：56.