宋曉光

【摘 要】本文主要針對(duì)環(huán)氧樹脂自動(dòng)壓力凝膠技術(shù)（APG工藝），以環(huán)氧樹脂體系充氣柜用固封極柱為研究對(duì)象，闡述了零部件預(yù)處理、模具溫度、注射壓力（注滿時(shí)間）、保壓壓力等對(duì)其產(chǎn)品的性能影響。

【關(guān)鍵詞】環(huán)氧樹脂；APG工藝；局部放電；固封極柱

0 前言

環(huán)氧樹脂自問世以來，以其粘結(jié)強(qiáng)度高、收縮率低、化學(xué)穩(wěn)定性好、電絕緣性能優(yōu)良、機(jī)械強(qiáng)度高、加工性能好等優(yōu)點(diǎn)，在國防軍工、高壓電器、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，是重要的精細(xì)高分子材料之一。

在電氣絕緣行業(yè)，環(huán)氧樹脂是固體絕緣的主要原料，主要用于澆注和APG注射兩大工藝生產(chǎn)的互感器、固封極柱及絕緣制品等產(chǎn)品。環(huán)氧樹脂體系主要是填料、樹脂、固化劑、增韌劑和促進(jìn)劑，目前大多樹脂廠家已將促進(jìn)劑及增韌劑加到樹脂中，生產(chǎn)加工時(shí)較為方便。

APG技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，縮短了固化時(shí)間，提高了模具利用率，同時(shí)產(chǎn)品的固化收縮率降低，大大提高了產(chǎn)品內(nèi)部的致密性，提高了產(chǎn)品的絕緣性能、機(jī)械強(qiáng)度和尺寸精度。

1 簡(jiǎn)述生產(chǎn)流程

環(huán)氧樹脂固封即把真空斷路器主導(dǎo)電回路單極或三極的全部或部分零部件采用APG或真空澆注等技術(shù)，澆注成一個(gè)整體，使其免受外界環(huán)境的影響，獲得最佳的絕緣強(qiáng)度的工藝過程。

固封極柱的主要生產(chǎn)流程是產(chǎn)品零件的清洗及預(yù)熱、原材料的制備、模具預(yù)熱、裝模、注射成型、后固化、打磨等。主要確定預(yù)埋件預(yù)處理工藝、原料制備工藝、注射工藝（注射溫度、注射壓力、保壓時(shí)間及壓力、調(diào)斜高度等）、后固化工藝等工藝條件對(duì)產(chǎn)品性能的影響。

2 制造工藝過程對(duì)性能的影響

2.1 預(yù)埋件的預(yù)處理過程

預(yù)埋件的預(yù)處理工藝通常是采用酒精將其進(jìn)行清洗，洗掉灰塵和污漬，對(duì)于尺寸較大的嵌件，還需要涂覆適當(dāng)?shù)恼辰觿蕴岣吡慵c環(huán)氧樹脂之間的結(jié)合力，避免產(chǎn)品出現(xiàn)開裂等缺陷。一般金屬預(yù)埋件都需要進(jìn)行噴砂處理，橡膠類預(yù)埋件需要進(jìn)行打磨處理。

除此之外，預(yù)埋件還需要在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行預(yù)熱處理，通常零件的實(shí)測(cè)溫度與模具的實(shí)測(cè)溫度相近，確保產(chǎn)品的固化過程是由外向內(nèi)的逐步進(jìn)行，且通過加壓的注料方式，及時(shí)補(bǔ)充材料固化引起的收縮。

2.2 混合料的制備過程

混合料主要是由環(huán)氧樹脂、固化劑、色粉、硅微粉等組成，是采用前期混料裝置進(jìn)行制備，通常有兩種方式，一種AH型攪拌混料裝置，是由攪拌小車、攪拌架中的攪拌蓋升降液壓裝置、攪拌無級(jí)變速裝置、真空泵系統(tǒng)等組成，攪拌小車是一種壓力容器，可以承受注射保壓壓力，并且具有加熱、攪拌的功能。另外一種是采用環(huán)氧樹脂和固化劑、填料分別混料脫氣后，采用定量配比，靜態(tài)混料裝置，然后通過壓力直接進(jìn)行注射。

對(duì)于固封極柱來說，對(duì)樹脂體系的要求較高，在室溫下穩(wěn)定，又要高溫下有高反應(yīng)活性，能迅速自動(dòng)凝膠；混合料的流動(dòng)性好；反應(yīng)速度不易過快，防止大量的氣泡產(chǎn)生；內(nèi)部應(yīng)力較小，具有良好的抗開裂性能和溫度沖擊性能；所用的硅微粉填料，其粒徑大小適中，且不易沉降。

在混合料制備的過程中，生產(chǎn)人員需要提前了解混合料的粘度與時(shí)間的關(guān)系、粘度與溫度的關(guān)系，粘度過低將造成注射壓力較小情況下就很快注滿型腔，型腔內(nèi)氣體不易排出，然而過高將造成原料制備過程中，氣體包裹在混合料中，造成產(chǎn)品內(nèi)部有氣孔等缺陷。因此，混合料的制備過程，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)幕炝蠝囟?、混料時(shí)間、抽真空時(shí)間，以及混合料的有效使用時(shí)間，并根據(jù)混合料的粘度變化，適當(dāng)調(diào)整產(chǎn)品的注料壓力。

2.3 注射成型過程

產(chǎn)品的注射成型是APG生產(chǎn)過程中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在環(huán)氧樹脂自動(dòng)壓力凝膠液壓成型機(jī)上進(jìn)行，該設(shè)備具有靜模、動(dòng)模、上抽芯、下抽芯、注射、調(diào)斜、上、下抽芯平移等功能。并要求具有溫度自動(dòng)控制、自動(dòng)保壓控制、液壓系統(tǒng)等功能。

產(chǎn)品的模具安裝固定在成型機(jī)上，環(huán)氧樹脂混合料通過壓力注射到高溫的模腔中，混合料先充滿模腔，并逐步凝膠成型，在此過程中生產(chǎn)人員需要注意混合料的凝膠時(shí)間與溫度之間的關(guān)系，進(jìn)而選取適當(dāng)?shù)哪＞邷囟?、注射壓力、保壓時(shí)間及壓力等工藝參數(shù)。

2.4 后固化工藝過程

產(chǎn)品注射成型后，需要放置在固化爐中進(jìn)行后固化，固化爐一般是采用電加熱的烘箱，且有熱風(fēng)循環(huán)功能、定時(shí)功能。產(chǎn)品經(jīng)一定溫度一定時(shí)間后，環(huán)氧樹脂的固化度提高，進(jìn)而提高了產(chǎn)品的機(jī)械性能。在此過程中，需要注意產(chǎn)品降溫速率，過快則存在產(chǎn)品開裂的風(fēng)險(xiǎn)，特別是內(nèi)部有較大預(yù)埋件的產(chǎn)品。若需要提高固化爐的利用率，可以將產(chǎn)品用棉被包裹，然后在出爐后。

3 結(jié)論

固封極柱作為電氣設(shè)備中至關(guān)重要的一部分，其質(zhì)量尤為重要，生產(chǎn)時(shí)在嚴(yán)格控制各個(gè)制造工藝環(huán)節(jié)保證質(zhì)量的同時(shí)，還需要不斷地探索研究能夠有效提高生產(chǎn)效率的工藝過程，在保證質(zhì)量的同時(shí)降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孫曼靈.環(huán)氧樹脂應(yīng)用原理與技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2002，9.

[2]陳平，劉勝平，等.環(huán)氧樹脂[M].化學(xué)工業(yè)出版社，1999.

[3]龐鳴威.APG技術(shù)現(xiàn)狀及工藝裝備[J].

[4]GB/T 7354-2003高壓試驗(yàn)技術(shù).局部放電測(cè)量[S].

[5]GB/T 311.1-1997高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合[S].

[責(zé)任編輯：朱麗娜]