硅微粉添量对环氧浇注胶性能有那些影响？

文章来源：https://www.hayond.cn 发布时间：2020-03-26 浏览次数：67

随着电机绝缘技术的发展,要求环氧浇注胶具有良好的电气性能和机械性能,以满足电机在恶劣环境下的使用要求。环氧浇注胶一般由双酚A 环氧树脂、酸酐类固化剂及填料制成。非金属矿物填料是环氧浇注胶的重要组分之一,其作用不仅在于降低环氧树脂固化物的成本,更在于降低环氧树脂的反应放热值和固化收缩率,减小固化物线膨胀系数,从而提高环氧浇注胶的综合性能。环氧浇注胶的性能优劣与环氧树脂所采用的固化工艺密切相关。我们研究了浇注体系中硅微粉填料添加量对环氧浇注胶性能的影响,获得了导热性能、机械性能和电学性能综合优化的环氧浇注胶。

硅微粉添加量对体系导热系数的研究

在环氧树脂中填充硅微粉,最显著的作用就是提高浇注材料的导热系数,导热系数高的材料有助于将固化过程中产生的热量有效导出,从而降低材料的温度。在不影响浇注工艺和浇注件力学性能的前提下,可以最大限度地填充粉体,以提高浇注胶的导热系数。图1是硅微粉添加量对体系导热系数的影响,可以发现,体系的导热系数随硅微粉填充量的增加而增大。

图1 硅微粉添加量对体系导热性能的影响

硅微粉添加量对体系机械性能的影响

图2是硅微粉添加量对体系弯曲和拉伸性能的影响。从图2可以看出,随着硅微粉含量的增加,浇注体系的弯曲强度和拉伸强度均呈先下降再增加最后再下降的变化趋势。在硅微粉的添加量较小时,硅微粉易在环氧树脂中发生沉降,导致分散不均匀,从而产生较多的应力集中点,使得固化后的机械强度下降。随着氧化硅加入量的增加,即其有效填充体积增大,减小了浇注试样的固化收缩,使收缩内应力降低,因此浇注材料的拉伸强度及弯曲强度随填料量增加而提高;但填料的加入量过大,树脂对填料颗粒的充分浸润难以实现,颗粒间易团聚,固化过程中团聚体将成为应力集中点,固化物的机械强度反而降低。

图2 硅微粉添加量对体系弯曲和拉伸性能的影响

硅微粉添加量对体系电学性能的影响

在高等级环氧浇注胶中,对材料的介电性能有较高的要求,介电常数和介电损耗越小越好。图3是硅微粉添加量对体系介电常数和介电损耗的影响。介电常数和介电损耗的变化趋势均随着填料含量的增加而升高,特别是在200 份以前数值升高较快,随后趋于平稳,这主要是由于硅微粉的介电常数和介电损耗均高于树脂基体导致。

图3 硅微粉添加量对体系电学性能的影响

结论

通过研究体系中硅微粉含量对环氧浇注胶性能的影响发现,浇注体系的导热系数、介电常数以及介质损耗因数都随硅微粉添加量的增加而升高,而体系的弯曲强度和拉伸强度均呈先下降再增加最后再下降的变化趋势。在硅微粉添加量为280份时,体系机械性能最佳。