AFG-90环氧树脂在控制电机上的应用

陈刚

一、前言

控制电机运行条件苛刻,常在高温、高湿的状态下工作,电机温升高达100℃以上。它的转速较高,通常为6350转/分,电机从启动到达额定转速所需的阶跃时间只有77毫秒。它的转速还与电源脉冲频率有关,脉冲频率愈高,电机转速越快,1000赫芝的高频控制电机转速高达10000-12000转/分。因此,这类电机的绝缘结构需要具有较高水平的电气和机械强度。为取得高温下固化物变性极微,良好的导热性、耐湿性及优良的绝缘强度,其环氧固化物的绝缘等级宜设计为F级-H级。作为全密封整体绝缘结构,环氧树脂浇注料配方是一个重要环节。

二、常见高温环氧树脂浇注材料配方分析

以往的高温环氧配方体系,一般以脂环族R-122(6207)环氧树脂为基体,用邻苯二甲酸酐作固化剂,丙三醇为促进剂。这类体系在配制和操作过程中明显地暴露其弱点:

1、可能产生“暴聚”现象。R-122环氧树脂和邻苯二甲酸酐(PA)均是固体,容易吸潮。配料混合时,如有微量水份带入,水的促进作用将大大加快固化速率。也即在浇注时会产生大量气泡,在甚时发生“暴聚”,铸成泡沫体固化物。降低产品的质量。

2、散发大量剌激性气体,工人操作条件恶劣。在配制混和R-122树脂-MA过程中,顺丁烯二酸酐大量挥发;在溶解顺酐时伴有大量升华体,飘浮于空气中严重剌激呼吸道系统。操作结束后,工人常感头晕、眼花、鼻塞。是不符合环保要求的。

三、新型材料的选择

对于新型环氧树脂,为确保环氧树脂固化物的热稳定性,宜提高其官能团,以增加固化交联密度。

AFG-90系芳香胺缩水甘油基型环氧树脂(氨基),是新近发展的一类新型多官能团品种。粘度约1500-3000厘泊(室温25℃,相当于E-51环氧树脂),活性较大,与酸酐类固化剂的反应约为双酚A型环氧树脂的10倍;它也可用双氰双胺、三级胺衍生物作固化剂,其得到的固化物具有高的交联密度,在高温下表现良好的机械性能。AFG-90环氧树脂粘度低的这一特性,适合于浇注,配制时可加入较多量的填料,保持良好的浇注工艺性。

四、AFG-90氨基环氧树脂固化物性能测试

AFG-90氨基环氧树脂能提高浇注料的耐热等级,为综合考虑其固化物的电性能、机械性能及浇注工艺性,常采用以AFG-90环氧为主,匹配一定比例的双酚A环氧,用液态酸酐为固化剂的配方体系。

1、AFG-90环氧树脂与酸酐固化后有较高的交联密度,固化物热稳定性有所提高。对于不同AFG-90的加入量,马丁耐热的变化如图一(略)。

2、AFG-90环氧树脂活性较大,能大大加速浇注料凝胶速度。AFG-90树脂不同加入量对凝胶速度的影响见图二(略)。

3、环氧固化物的刚度得到提高。AFG-90树脂的不同加入量对抗弯强度的影响见图三(略)。

实验测试数据表明,当AFG-90环氧树脂含量在80%时,若进一步提高后阶段的固化温度(例如提高到180℃,则马丁耐热将升高到169℃。

五、结论

1、AFG-90环氧树脂粘度较低,仅相当于E-51环氧树脂,甚至在低温0℃时还具有良好的流动性,大大改善了浇注料的工艺性。

2、AFG-90环氧树脂与液态酸酐类固化物配方体系的固化物,具有较好的热态机械强度和热稳定性,是一种新型的耐高温环氧树脂。

3、AFG-90环氧树脂为基体,匹配一定比例的双酚A环氧树脂,可取得所需要的凝胶时间、马丁耐热和机械特性,以满足控制电机技术性能的要求。

 摘自:“全国环氧树脂应用技术学会”

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