环氧树脂材料性能.pdf

二十世纪四十年代末，环氧树脂开始被应用于电工绝缘领域，至

今已经有五十余年的历史。

双酚A型环氧树脂/酸酐体系是当前输变电设备绝缘浇注材料的

主要品种，其优点突出：

具有良好的粘接性；

固化过程中收缩率低；

在固化过程中不产生小分子；

耐热性、耐药品性优良；

机械强度高；

电气绝缘性能优良。

但其缺点也很明显：

脆性大，抗开裂性能差：如产品浇注后开裂，存放期开裂，低

温开裂，在线路运行中开裂；

脆性往往导致设备性能不达标：如局放不达标，耐冷热冲击不

达标，动热稳定性不达标，绝缘子抗弯力不达标等；

随着对输变电设备性能要求的提高，问题越发突显出来。例如：

1、结构复杂的输变电设备及部件应力集中问题显著，更容易开

裂；

2、设备使用条件更加严酷，如需要经受强烈温度冲击，适应电

网运行波动，提高动热稳定性，保证长期质量，降低局放等。

产生上述问题的原因在于环氧树绝缘材料在输变电设备制造

过程及使用过程中会受到多种力的作用：

1、固化过程中由于化学反应发生收缩产生的收缩应力；

2、环氧树脂与金属的线膨胀系数的差异产生的应力

表2-1几种常用材料的线膨胀系数

材料名称线膨胀系数(10-6/℃)

石英0.5

铝~24

铜~16

环氧树脂~100

3、绝缘层自身因温度变化而产生应力

4、电动力与外力作用

可见，绝缘体受力是必然的，不能消除的，而且是不断变化的，

这种应力的存在是使环氧树脂绝缘层产生内部裂纹的主要原因，而这

种力又是客观存在的，因此只有提高环氧树脂本身抵抗这种内部应力

的能力才是减弱和消除内部缺陷，从而降低局放的主要手段。

提高环氧树脂绝缘浇注制品品质的三个环节

1、设计合理

2、提高环氧树脂绝缘材料的韧性

3、浇注工艺合理

从以上三点来看，由于设计一般是固定的，所以运用合理的工艺

和提高环氧树脂本身的韧性，减弱和消除绝缘体内部的气泡或缺陷是

降低局放的根本方法。

自动压力凝胶工艺不同于真空浇注：（1）浇注物料是在外界压

力下通过浇注入模具的：（2）物料混合处理时温度低，而固化时模

具温度较高；（3）固化速度快，通常为十几分钟至几十分钟。APG

工艺过程包括3个过程：前期混料、自动压力凝胶、成型后固化。

APG工艺所需设备主要有模具、前期混料装量、移动式注射专用压

力容器、全液压自动压力凝胶成型机、空气压缩机、固化后所需的烘

箱以及必备的辅机等。

自动压力凝胶工艺(简称APG)APG)作为由瑞士汽巴公司开发的环氧

树脂新型应用工艺，目前在发达国家已得到普遍应用，近年国内厂家

也开始开发、生产这一材料，并在性能上达到了国际较先进水平。浙

江嘉化实业股份有限公司开发的APG环氧材料，与瑞士汽巴同类产

品质量基本一致。国内产品何以在短时间内，达到较先进水平？国内

有关专家对此从材料角度进行了深入剖析。

APG材料主要由A料、B料组成。浙江嘉化制备料组成。浙江嘉化制备A料基本由本

公司自制，主要包括JH-225环氧树脂、改性剂、促进剂、增韧剂。

将JH-225环氧树脂加入改性剂，在一定温度下反应一段时间后，形

成改性的无溶剂中等粘度双酚A型环氧树脂JH-925A，即为A料。

此树脂既有较高的反应活性、又能在较高温度下长期存放，外观为无

色或浅黄色透明粘稠液体，环氧值/(eq·100g-1)为0.51～0.54，可水

解氯/%为≤0.1，粘度(25℃)/Pa·s为10～20，密度(25℃)/(kg·m-3)

为1.14～1.18，贮存时间达1年。B料的制备过程是：在甲基四氢苯

酐中加入活性增韧剂、促进剂后升温反应，冷却到一定温度后加入稳冷却到一定温度后加入稳

定剂，形成异构化