環(huán)氧樹脂灌封膠具有許多優(yōu)點(diǎn)，如優(yōu)良的力學(xué)性能、電絕緣性、耐熱性、耐腐蝕性以及與各種材料良好的粘接性能等，因而被廣泛地應(yīng)用在干式變壓器、互感器、電抗器等電器設(shè)備的整體灌注密封上。然而，隨著電器領(lǐng)域的發(fā)展，電器使用環(huán)境越來越苛刻，環(huán)氧樹脂灌封料逐漸暴露出其缺陷，即固化物易開裂，特別是在低溫環(huán)境下更易開裂。環(huán)氧樹脂灌封料的低溫開裂問題，嚴(yán)重影響了電器產(chǎn)品的質(zhì)量和在使用中的安全穩(wěn)定性，一直是環(huán)氧樹脂灌封工作中迫切需要解決的問題。因此提高環(huán)氧樹脂灌封膠抗開裂性能的研究十分重要。
環(huán)氧灌封膠開裂原因分析：
環(huán)氧樹脂灌封料產(chǎn)生低溫開裂的原因是多方面的，如配方設(shè)計(jì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和灌封工藝等。同時(shí)，低溫開裂現(xiàn)象的產(chǎn)生往往是上述多種因素共同作用的結(jié)果。
其中環(huán)氧樹脂灌封膠料由于配方設(shè)計(jì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、灌封工藝等方面的因素，在固化過程中會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，在內(nèi)應(yīng)力作用下，灌封膠料內(nèi)不同程度的缺陷和細(xì)微的裂紋擴(kuò)展造成開裂。所以，內(nèi)應(yīng)力的存在是導(dǎo)致灌封料開裂的根本原因。
1、從組分上看，環(huán)氧灌封膠一般是A/B雙組份，A組分由經(jīng)過加工或改性后的環(huán)氧樹脂與顏填料、助劑組成，環(huán)氧樹脂本身的耐溫極限在120℃，高溫使得環(huán)氧樹脂分子老化斷鍵；B組分一般采用胺類和酸酐類環(huán)氧固化劑，屬于加成縮合性固化劑，容易產(chǎn)生氣泡，酸酐類與胺類相比，固化溫度較高，固化時(shí)間長，收縮率小，耐溫性好，但耐溶劑、耐堿性較差，固化后均形成熱固性產(chǎn)品，硬度高，在外界冷熱交變環(huán)境下容易出現(xiàn)細(xì)小裂紋，失去密封性。
2、從結(jié)構(gòu)上看，環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基與固化劑活性基團(tuán)反應(yīng)，環(huán)氧值高的固化后交聯(lián)度高，強(qiáng)度大，但較脆，高溫下易開裂；環(huán)氧值中等的在冷熱溫度下性能良好；環(huán)氧值低的交聯(lián)度低，強(qiáng)度較差。
3、在配方設(shè)計(jì)中，顏填料的密度、粒徑、形狀等對(duì)性能影響很大，顏填料的分散狀態(tài)也對(duì)性能有較大影響，各組分間的配比、用量需要經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化，配方設(shè)計(jì)不當(dāng)，不能提高灌封膠的綜合性能。
4、從工藝上看，由于環(huán)氧類灌封膠多屬于加成縮合型固化，固化中產(chǎn)生副產(chǎn)物，如甲醇、氨氣等氣體，工藝操作不當(dāng)內(nèi)部及表面會(huì)聚集大量氣孔，氣孔會(huì)大大降低環(huán)氧灌封膠的強(qiáng)度，在冷熱溫度下會(huì)產(chǎn)生大量裂紋。
環(huán)氧灌封膠開裂解決方案：
1、通過對(duì)環(huán)氧樹脂改性，控制環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值，選擇合適的固化劑，來控制反應(yīng)的速度、交聯(lián)度、脂和填料密度、各組分間的配比和用量，提高灌封膠的耐溫性、耐輻照、附著力、氣密性，降低灌封膠的密度。
2、在工藝上也要不斷摸索，為了避免產(chǎn)生氣孔，澆筑時(shí)要沿著器壁緩慢澆筑，有條件的可以先抽真空排起泡再澆筑成型;澆筑時(shí)可以先灌封大部分，待固化后再灌封剩余小部分，可以避免縮孔;可以使用不同種類的灌封膠搭配，比如與組件或線圈接觸的采用環(huán)氧灌封膠，其余部位使用有機(jī)硅灌封膠，控制兩個(gè)種類的用量關(guān)系。
合理設(shè)計(jì)環(huán)氧樹脂灌封產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，能有效降低灌封料中的內(nèi)應(yīng)力。因此，在環(huán)氧樹脂灌封中嵌件和灌封模具的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下列原則：
3、灌封模具的尺寸形狀要有利于灌封料自由收縮，有利于分散應(yīng)力。嵌件和灌封模具應(yīng)避免出現(xiàn)尖角、銳棱或角度急劇變化的部位，盡量采用圓形。因?yàn)閳A形四周所產(chǎn)生應(yīng)力均勻一致，而在棱角處最容易因應(yīng)力集中造成環(huán)氧樹脂開裂。嵌件個(gè)數(shù)應(yīng)盡量少，避免應(yīng)力集中的個(gè)數(shù)。必要時(shí)應(yīng)采用柔性過渡的方法，即設(shè)計(jì)彈性緩沖層，以緩解內(nèi)應(yīng)力對(duì)灌封體的沖擊。
這樣，可大大減少環(huán)氧樹脂灌封件中的內(nèi)應(yīng)力，從而提高其抗低溫開裂性能。
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