环氧树脂浇注件界面剂应用的研究

材料环氧树脂热膨胀系数差异较大，造成了其界面间局部应力过于集中，影响了浇注件的整体强度。在金属嵌件表面涂抹界面剂，可以有效增加金属嵌件与树脂部分的黏接强度，提升浇注件的机械强度。

关键词：界面剂；剪切强度；水压强度；环氧树脂浇注

中图分类号：TM21 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.110

文章编号：2095-6835（2016）11-0110-01

1 概述

环氧树脂浇注件是 GIS中的重要零件，它起到了支撑导体、绝缘、隔离气室等作用。环氧浇注件多数由环氧树脂体系材料、金属嵌件、屏蔽环、金属法兰等组成。在生产过程中，环氧浇注件对树脂部分和金属嵌件界面的处理，一直是环氧树脂真空浇注工艺控制的难点之一。在浇注、固化过程中，整体体系温度提升，而树脂部分与金属嵌件的热膨胀系数差异较大，并且由于环氧树脂体系中填料的加入，使环氧树脂材料对金属嵌件的浸润性较差，这造成金属嵌件和树脂部分界面间局部应力集中，从而影响了环氧浇注件的整体机械强度。由于类似界面原因，部分环氧树脂浇注成型的接线端子，其树脂部分和金属部分浇注成型后容易产生缝隙，如果处理不当，可能造成其气密性差等现象。

目前，处理环氧界面问题主要有两种方法：①在金属嵌件表面进行喷砂处理。表面喷砂有效增加了表面的粗糙度，提升了树脂和金属的黏接效果。②在金属表面涂覆界面剂。这可以有效增加树脂和金属的黏接强度。应用在环氧树脂浇注件中的界面剂主要有两种：①橡胶类界面剂。该类界面剂主要成分为氯丁橡胶、增塑剂、硫化剂、填充剂、溶剂等。②环氧类界面剂。该界面剂主要成分为E-51环氧树脂、邻苯二甲酸二酯、环氧固化剂、增韧剂、溶剂等。

本文主要探讨上述两种界面剪切强度的测定，以及在金属嵌件表面喷砂的条件下，涂抹界面剂对环氧浇注件机械强度的影响。

2 试验方案及结果分析

2.1 试验方法及样片制备

本文依据国家标准《GB7124 -86胶粘剂拉伸剪切强度测定方法》分别选用橡胶类、环氧类界面剂制备拉伸剪切标准试样进行试验。测试拉伸剪切强度的设备使用电子万能拉伸实验机，其加载速率为5 mm/min。样片选用Q235钢材作为基材，先用无水乙醇擦拭试样表面，再用蒸馏水清洗备用。

橡胶类界面剂采用A型胶，A型胶用二甲苯进行稀释，室温下将黏度控制在1 200～1 500 Pa·s，涂覆厚度约为15～20 μm，通风条件下晾置1 h左右，将两个金属片用40 N左右的力压紧，放入烘箱中进行固化。环氧类界面剂采用B型胶，B型胶室温下将黏度在1 500～1 700 Pa·s，涂覆厚度为15～20μm，通风条件下晾置1 h左右，将两个金属片用40 N左右的力压紧，放入烘箱中进行固化。其他条件均相同，分别制备涂抹橡胶类和环氧类界面剂的标准样片各5片进行试样。

2.2 实验结果分析

试验结果如下：橡胶类界面剂剪切强度（6.05 MPa、7.22 MPa、6.54 MPa、6.65 MPa、5.96 MPa），环氧类界面剂剪切强度（7.13 MPa、6.62 MPa、5.51 MPa、7.67 MPa、5.78 MPa）。

可以看出，以上两种界面剂均有较好的剪切强度，橡胶类界面剂中氯丁橡胶与环氧树脂粘接性能比较好。增塑剂等改性物质的加入，增加了其模量，降低了膨胀性，提升了耐冲击性。使用橡胶类界面剂时控制黏度尤为重要——若其黏度较大，界面剂难以浸润金属界面，其接触面积大大减少，胶膜极易剥离，影响了试样的剪切强度。环氧类界面剂因环氧树脂含有活性基团，所以其有良好的黏接性、较高的模量，影响其黏接效果的主要因素是基体树脂的选择。

2.3 不同界面处理的盆式绝缘子水压强度试验

为了验证界面剂在提升盆式绝缘子机械强度方面的作用，选择三相盆式绝缘子进行水压破坏试验。共选择相同型号三相盆式绝缘子6个，其生产工艺按照正常的生产工艺执行，6个盆式绝缘子为同一批生产，保证其工艺条件的一直性。其中，1#、2#导体上不涂抹界面剂，仅喷砂处理，3#、4#导体上涂抹橡胶类界面剂，并喷砂处理，5#、6#导体上涂抹环氧类界面剂，并喷砂处理。水压破坏结果1#—1.70 MPa、2#—1.80 MPa、3#—2.40 MPa、4#—2.30 MPa、5#—2.30 MPa、6#—2.60 MPa。

可以看出，3#、4#、5#、6#试验件与1#、2#试验件水压破坏强度对比，涂抹界面剂的盆式绝缘子水压破坏强度比未涂抹界面剂的有了较大提升。

3 结论

金属嵌件表面涂抹界面剂，提升了树脂和嵌件的黏接能力。环氧树脂浇注件金属嵌件先进行表面喷砂处理，再涂抹适合的界面剂，是提升绝缘浇注件整体强度的有效手段。在生产中，对控制嵌件表面清洁度、嵌件喷砂后浇注的时间等工艺控制也是十分重要的。

参考文献

[1]李国福，邱长江.环氧浇注技术中的金属嵌件问题[J].绝缘材料通讯，1994（1）：42-47.

[2]孙曼灵.热固性树脂机体的收缩与内应力[J].热固性树脂，1993，8（4）：49-55.

[3]赵颖，吴雪峰，白晓萍.环氧浇注体与嵌件间粘接强度的研究[J].高压电气，2014（50）：52-55.

〔编辑：胡雪飞〕

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