f级高强度环氧玻璃布层压板的研制

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1、F级高强度环氧玻璃布层压板的研制刘锋许自贵赵成李仕文四川东材企业集团公司（621000）摘要本文介绍了F级高强度环氧玻璃布层压板的研制情况，研究了环氧树脂胶粘剂的合成，玻璃布层压板的制备工艺，原材料的影响因素及层压板性能，并与国外同类产品进行了对比。结果表明，F级高强度环氧玻璃布层压板具有高温下强度保持率较高、浸水后绝缘电阻高等特点，可用作F级大型、高压电机、电器设备中作绝缘结构零部件，并可在潮湿环境中使用。关键词环氧树脂绝缘材料玻璃布层压板前言长期以来在我国电工绝缘材料中F级层压板均采用3240环氧酚醛玻璃布层压板，但

2、3240板的热态（130℃）机械强度仅是常态的15%~20%，因此限制了其在大、特种电机、变压器行业的使用，这一矛盾近年来尤显突出。有鉴于此，自八十年代以来，不少绝缘材料厂采用环氧/DDS固化体系开发了F级高强度环氧玻璃布层压板，我公司也于一九九八年开始试制F级高强度环氧玻璃布层压板，由于DDS价格较高，该板虽能满足部分用户的要求，但价格偏高的问题，限制了其推广应用。为此我们合成了一种低成本的耐热树脂，该树脂可自身固化也可作为环氧树脂固化剂，将其加入到环氧/DDS固化体系中不仅可减少DDS的用量，而且还可提高环氧/DDS

3、固化体系的性能，实现了在不降低产品性能的基础上降低产品的材料成本的目的。该产品综合性能达到了国际标准IEC893-3-2“电工用热固性树脂工业硬质层压板规范”中EPGC203（GB5129.5-85中所规定的EPGC3）的技术指标（相当于NEMAG-11），同时针对IEC893-3-2的要求，我们对该板的阻燃性也进行了研究，试制的阻燃板达到了上述标准中EPGC204的技术指标。目前该产品已大量用于F级大型、高压电机、电器设备中，取得了较好经济效益与社会效益。1试验部分1.1F级改性环氧树脂合成1.1.1材料与配方　　　　

4、E-44环氧树脂　　　　　　　　工业品　　　100　　　　4，4－二胺基二苯砜（DDS）　　工业品　　　10~60　　　　耐热树脂　　　　　　　　　　自制　　　10~60　　　　甲苯／酒精混合溶剂　　　　　工业品　　　　适量1.1.2合成工艺按配方规定将E-44环氧树脂、DDS加入反应釜中，升温搅拌，于一定温度下反应一定时间后，加入耐热树脂，在规定温度下反应至胶化时间达到技术要求的规定值，加入甲苯／酒精混合溶剂，冷却，过滤，包装，即得F级改性环氧树脂。1.1.3树脂的性能a、F级改性环氧树脂溶液的常规性能指标见表1，表1

5、树脂溶液的性能项　　　目指　　标外　　　观棕红色透明液体粘度（4#粘度计23℃±2℃）20s～40s固体含量（130℃±2℃0.5h）55%～60%成型时间（160℃±2℃）2min～6minb、F级改性环氧树脂溶液的贮存稳定性F级改性环氧树脂有一定的贮存稳定性，室温条件下贮存四个月后胶化时间由起始值的4′47″/160℃±2℃变化为2′06″/160℃±2℃。仍可满足预浸料制备、层压板压制的工艺要求。2.2玻璃布预浸料的制备用F级改性环氧树脂溶液浸渍经偶联剂处理的无硷玻璃布，在双效立式上胶机上按如下工艺条件制备预浸料：

6、车速∶1.0m/min～8.0m/min，塔温∶100℃～150℃预浸料的性能指标见表2。表2预浸料的性能项　　　目指　　标外观黄褐色树脂含量（40±2）%可溶性树脂含量≥90%挥发物含量≤2%2.3玻璃布层压板的制备将预浸料裁成所需尺寸，按工艺要求铺放，两面垫上涂有脱模剂的光滑不锈钢板，再垫上垫纸及铁板后送入压机，其压制工艺条件如表3所示。表3层压板压制工艺预热热压温度（℃）压力（Mpa）时间（min）温度（℃）压力（Mpa）时间（min）80～1601～730～60185±57120按上述工艺压制成型后冷却至50℃以

7、下出模，即得F级高强度环氧玻璃布层压板。2结果与讨论2.1F级改性环氧树脂的耐热性F级环氧树脂粉末的快速热老化结果见表4。表4快速热老化数据（升温速度5℃/min、空气中）失重率%5101520253035404550温度℃285311330352374394414432449466注：以上数据由核工业第九研究院提供由表4可知，树脂的表观分解温度为271.7℃，热分解温度为330℃，根据割线法计算的温度指数为172.4℃，由此可得出以下结论，F级环氧树脂的温度指数为172.4℃，F级高强度环氧玻璃布层压板可作为F级绝缘材

8、料使用。2.2F级高强度环氧玻璃布层压板的机电性能F级高强度环氧玻璃布层压板的机械电气性能如表5所示，表中的指标值均为IEC893-3-2“电工用热固性树脂工业硬质层压板规范”中EPGC203的技术指标。图1、图2列出了层压板的弯曲强度、体积电阻率随温度变化的曲线。从图中可看出F级高强度环氧玻璃布层压板具有较好的高温