硅微粉添量對環氧澆注膠性能有那些影響？

文章來源：http://www.dyqzzz.cn 發布時間：2020-03-26 瀏覽次數：145

隨著電機絕緣技術的發展,要求環氧澆注膠具有良好的電氣性能和機械性能,以滿足電機在惡劣環境下的使用要求。環氧澆注膠一般由雙酚A 環氧樹脂、酸酐類固化劑及填料制成。非金屬礦物填料是環氧澆注膠的重要組分之一,其作用不僅在于降低環氧樹脂固化物的成本,更在于降低環氧樹脂的反應放熱值和固化收縮率,減小固化物線膨脹系數,從而提高環氧澆注膠的綜合性能。環氧澆注膠的性能優劣與環氧樹脂所采用的固化工藝密切相關。我們研究了澆注體系中硅微粉填料添加量對環氧澆注膠性能的影響,獲得了導熱性能、機械性能和電學性能綜合優化的環氧澆注膠。

硅微粉添加量對體系導熱系數的研究

在環氧樹脂中填充硅微粉,最顯著的作用就是提高澆注材料的導熱系數,導熱系數高的材料有助于將固化過程中產生的熱量有效導出,從而降低材料的溫度。在不影響澆注工藝和澆注件力學性能的前提下,可以最大限度地填充粉體,以提高澆注膠的導熱系數。圖1是硅微粉添加量對體系導熱系數的影響,可以發現,體系的導熱系數隨硅微粉填充量的增加而增大。

圖1 硅微粉添加量對體系導熱性能的影響

硅微粉添加量對體系機械性能的影響

圖2是硅微粉添加量對體系彎曲和拉伸性能的影響。從圖2可以看出,隨著硅微粉含量的增加,澆注體系的彎曲強度和拉伸強度均呈先下降再增加最后再下降的變化趨勢。在硅微粉的添加量較小時,硅微粉易在環氧樹脂中發生沉降,導致分散不均勻,從而產生較多的應力集中點,使得固化后的機械強度下降。隨著氧化硅加入量的增加,即其有效填充體積增大,減小了澆注試樣的固化收縮,使收縮內應力降低,因此澆注材料的拉伸強度及彎曲強度隨填料量增加而提高;但填料的加入量過大,樹脂對填料顆粒的充分浸潤難以實現,顆粒間易團聚,固化過程中團聚體將成為應力集中點,固化物的機械強度反而降低。

圖2 硅微粉添加量對體系彎曲和拉伸性能的影響

硅微粉添加量對體系電學性能的影響

在高等級環氧澆注膠中,對材料的介電性能有較高的要求,介電常數和介電損耗越小越好。圖3是硅微粉添加量對體系介電常數和介電損耗的影響。介電常數和介電損耗的變化趨勢均隨著填料含量的增加而升高,特別是在200 份以前數值升高較快,隨后趨于平穩,這主要是由于硅微粉的介電常數和介電損耗均高于樹脂基體導致。

圖3 硅微粉添加量對體系電學性能的影響

結論

通過研究體系中硅微粉含量對環氧澆注膠性能的影響發現,澆注體系的導熱系數、介電常數以及介質損耗因數都隨硅微粉添加量的增加而升高,而體系的彎曲強度和拉伸強度均呈先下降再增加最后再下降的變化趨勢。在硅微粉添加量為280份時,體系機械性能最佳。