孟德雙

(四川省工業(yè)設(shè)備安裝公司, 四川成都 610031)

進入21世紀(jì)以來，電力事業(yè)獲得了突飛猛進地發(fā)展，電網(wǎng)覆蓋面積逐漸擴大，電網(wǎng)系統(tǒng)的等級越來越高。隨著科學(xué)技術(shù)地發(fā)展，一大批新型節(jié)能材料逐漸應(yīng)用在電力系統(tǒng)當(dāng)中，不但減少了電力能源的浪費，而且為電力的安全輸送提供了堅實的保障，尤其是環(huán)氧樹脂材料在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得電力系統(tǒng)發(fā)生了質(zhì)的改變，因此對新型材料——環(huán)氧樹脂材料進行系統(tǒng)全面地分析研究，就顯得尤為重要。

1 新型節(jié)能材料簡介

環(huán)氧樹脂已經(jīng)在電子電器行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，并取得了十分出色的成績，例如灌封技術(shù)的應(yīng)用，灌封技術(shù)是將液態(tài)的環(huán)氧樹脂注入到含有電器元件容器之內(nèi)，使環(huán)氧樹脂與電器元件融合在一起，從而獲得性能更加優(yōu)異的電器產(chǎn)品。灌封技術(shù)可以有效避免電子元器件暴露在空氣之中，防止電子元器件出現(xiàn)腐蝕氧化的現(xiàn)象，除此之外，采用灌封技術(shù)的元器件體積更小、絕緣性能更好，可以大大增加電子元器件的抗壓抗沖擊能力。

環(huán)氧樹脂材料在大型電器中也得到了廣泛的應(yīng)用，隨著電力建設(shè)的逐步發(fā)展，電機向著功率更大、穩(wěn)定性更好、絕緣性能更好的方向發(fā)展，而環(huán)氧樹脂就是一種很好的絕緣材料。環(huán)氧樹脂的發(fā)展和應(yīng)用使我國的絕緣技術(shù)和電機技術(shù)都獲得飛速發(fā)展，與發(fā)達國家之間的差距也正在縮小。

2 環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝

2.1 環(huán)氧樹脂的成分分析

環(huán)氧樹脂的類型很多，當(dāng)使用的場合不同時，其生產(chǎn)工藝和化學(xué)成分也有很大的差異，如表1、表2所示為環(huán)氧樹脂的主要成分比例以及不同填充料的作用。

表1 環(huán)氧樹脂的主成分

表2 不同填充料的作用

2.2 環(huán)氧樹脂材料的澆筑工藝

在環(huán)氧樹脂材料澆筑過程中，首先根據(jù)實際需要對環(huán)氧樹脂、填充料、固化劑等材料進行一個合適的配比設(shè)計，并攪拌均勻；然后將混合材料注入到制作好的模具當(dāng)中，當(dāng)混合材料充分固化之后，就會得到一個與模具完全相同的澆筑件。目前，環(huán)氧樹脂材料的澆筑方法有三種：第一種是常壓澆筑法；第二種是真空澆筑法；第三種是自動壓力凝膠成型技術(shù)。澆筑件的要求不同，采用的澆筑方法也存在相應(yīng)的差異：例如高壓開關(guān)絕緣材料的澆筑經(jīng)常使用真空澆筑法，這種方法可以提高澆筑材料的密實度、減少氣泡的產(chǎn)生，使得絕緣材料獲得更加優(yōu)異的性能。

根據(jù)物料填充的模式不同可以分為兩種澆筑方式，第一種是常壓澆筑法，是指澆筑材料自動流入模具內(nèi)；第二種是壓注法，是指通過外界施加一定的壓力，將澆筑材料注入模具內(nèi)。根據(jù)混合材料固化的溫度不同可以分為兩種：一種是常溫澆筑法；另一種是高溫澆筑法。根據(jù)固化速度不同可以分為兩種：一種是普通固化法，一般固化時間為10 h左右；另一種是快速固化法，固化時間一般為15 min。在實際操作過程中，可以根據(jù)不同需要選擇不同的澆筑工藝。

3 新型節(jié)能材料的應(yīng)用分析

3.1 環(huán)氧樹脂材料在電器方面的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，高壓電子元器件的需求量呈現(xiàn)出大幅度增大，而加熱固化雙組分環(huán)氧灌封料是高壓電子元器件中重要的絕緣材料，其用量規(guī)模約占環(huán)氧樹脂整體規(guī)模的30 %。加熱固化雙組分環(huán)氧灌封材料在使用過程中，不但工藝性能好，而且適應(yīng)范圍廣，液體狀態(tài)下粘性較低，不會對施工場所造成太大的污染，逐漸取代了傳統(tǒng)的電器元件絕緣材料，目前已經(jīng)成為電子電器工業(yè)的新寵。而單組分環(huán)氧灌封料是近年來出現(xiàn)的新型節(jié)能材料，該材料具有加工方便、成型快，工藝要求較低等多種優(yōu)點，在多個行業(yè)領(lǐng)域中得到了極大的推廣和應(yīng)用。

目前很多國家都將雙組分環(huán)氧灌裝材料用在電子電器的制造當(dāng)中，日本的新型節(jié)能材料和電子電器技術(shù)最為先進，因此該國家的雙組分環(huán)氧灌裝材料的用量最大，為全球范圍內(nèi)雙組分環(huán)氧灌裝材料總數(shù)的40 %，其次是歐洲地區(qū)，用量約為24 %，而我國的用量僅有13 %，由此說明我國雙組分環(huán)氧灌裝材料的應(yīng)用還有很大的發(fā)展空間。

3.2 環(huán)氧樹脂材料在電力設(shè)備方面的應(yīng)用

環(huán)氧樹脂具有絕緣性能好、強度高等顯著特點，因此在電力設(shè)備中的應(yīng)用也極為廣泛，環(huán)氧樹脂主要用在電磁鐵、電機等電器絕緣部件的澆筑上。目前，電力設(shè)備的絕緣澆筑技術(shù)由最初的常壓澆筑，到后來的真空澆筑，再到后來的自動壓力凝膠成型技術(shù)，充分說明環(huán)氧樹脂材料絕緣澆筑技術(shù)獲得了突飛猛進的發(fā)展，已經(jīng)成為電力設(shè)備生產(chǎn)過程中不可缺少的一部分。環(huán)氧樹脂的性能和生產(chǎn)工藝已經(jīng)遠遠超過了傳統(tǒng)的陶瓷絕緣技術(shù)、玻璃絕緣技術(shù)，因此在未來的電力設(shè)備發(fā)展過程中，環(huán)氧樹脂一定會得到更大的發(fā)展空間。

3.3 環(huán)氧樹脂在生產(chǎn)生活方面的應(yīng)用

灌封稀釋劑按照性質(zhì)不同可以分為兩種：一種是活性稀釋劑；另一種是非活性稀釋劑，在實際生產(chǎn)過程中，使用最多的是非活性稀釋劑，活性稀釋劑的化學(xué)性能穩(wěn)定，與固化劑之間只有物理滲透作用，但是該物質(zhì)有一定的揮發(fā)性，在揮發(fā)過程中會給固化物質(zhì)留下一定的縫隙，因此活性稀釋劑不適合用在較厚的涂層之中。甚至固化表面會產(chǎn)生巨大的張力，進而影響到材料表面的光滑度。固化劑受到溫度的影響非常小，普通的環(huán)氧樹脂最低可承受-60 ℃的低溫，最高可承受100 ℃的高溫，有的特殊的環(huán)氧樹脂低溫膠可以承受-196 ℃的低溫，環(huán)氧樹脂高溫膠可承受396 ℃的高溫，這使得環(huán)氧樹脂的使用范圍非常廣泛。而且環(huán)氧樹脂屬于新型節(jié)能環(huán)保材料，幾乎沒有毒性，不會對人體產(chǎn)生刺激性傷害，因此在生產(chǎn)生活中得到了廣泛應(yīng)用。

4 環(huán)氧樹脂材料的未來發(fā)展趨勢

隨著電力設(shè)備的發(fā)展速度越來越快，環(huán)氧樹脂材料也得到相應(yīng)的改進，例如在大型電力設(shè)備上，絕緣材料不但需要有良好的絕緣性能，還需要承受高溫，因此在未來的發(fā)展過程中，環(huán)氧樹脂材料應(yīng)該向著耐高溫的方向發(fā)展?，F(xiàn)在的環(huán)氧樹脂材料容易出現(xiàn)裂縫、氣泡等現(xiàn)象，還無法應(yīng)用在一些對部件結(jié)構(gòu)性能要求較高的場所中，因此環(huán)氧樹脂材料的力學(xué)性能應(yīng)該得到進一步改進。隨著各行各業(yè)對火災(zāi)控制越來越嚴格，因此需要不斷提高環(huán)氧樹脂材料的阻燃性，降低火災(zāi)發(fā)生的可能性。除此之外，環(huán)氧樹脂還應(yīng)該向著降低吸水性、降低收縮率等方向發(fā)展，使得環(huán)氧樹脂得到更加廣泛的應(yīng)用。

在電子技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，半導(dǎo)體的需求量非常大，而目前的環(huán)氧樹脂材料還無法滿足半導(dǎo)體元器件的使用需求，因此在未來的發(fā)展過程中，如何提高環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)性能，使得環(huán)氧樹脂材料在半導(dǎo)體中得到應(yīng)用，是世界范圍內(nèi)新型材料企業(yè)都應(yīng)該關(guān)注的問題。在傳統(tǒng)的環(huán)氧材料半導(dǎo)體元器件生產(chǎn)過程中，環(huán)氧樹脂很容易出現(xiàn)老化、開裂、分層等現(xiàn)象，使得半導(dǎo)體的使用性能大大降低，因此在未來的研發(fā)過程中，應(yīng)該進一步降低環(huán)氧樹脂材料的膨脹系數(shù)，降低灌封材料的內(nèi)應(yīng)力，從而提高灌封材料的結(jié)構(gòu)性能。

在另一方面，目前已經(jīng)有新型材料企業(yè)將環(huán)氧樹脂材料應(yīng)用在印刷線路板上，但是這種印刷版需要有錫浴過程，普通的環(huán)氧樹脂根本無法承受200 ℃的高溫，因此環(huán)氧樹脂材料在印刷板上的應(yīng)用還處于研發(fā)階段，進一步提高環(huán)保樹脂材料的耐高溫性就顯得尤為重要。在航空航天領(lǐng)域中，電子元器件需要經(jīng)受高溫、低溫、高壓、低壓等多種復(fù)雜惡劣的環(huán)境，但是目前的環(huán)氧樹脂依然無法滿足這樣的要求，因此如何優(yōu)化環(huán)氧樹脂的性能，使得環(huán)氧樹脂在電子印刷板、航空航天領(lǐng)域中得到廣泛使用，是環(huán)氧樹脂未來的發(fā)展方向。

5 結(jié)束語

本文首先對新型節(jié)能材料的概念進行闡述分析，然后以環(huán)氧樹脂為例，對環(huán)氧樹脂的成分、澆筑工藝進行系統(tǒng)全面地分析研究，進而對新型節(jié)能材料有一個簡單的認識；然后從電子電器、電力設(shè)備、生產(chǎn)生活方面對環(huán)氧樹脂的應(yīng)用進行全面細致地分析研究，對環(huán)氧樹脂的重要性有一個更深的認識；最后對環(huán)氧樹脂材料的發(fā)展趨勢做出了評測預(yù)估，得出在未來的發(fā)展過程中，要不斷提高環(huán)氧樹脂的耐高溫性能、抗壓能力、力學(xué)性能等等，使得環(huán)氧樹脂得到更加廣泛的應(yīng)用。