孟德雙

(四川省工業(yè)設(shè)備安裝公司, 四川成都 610031)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，電力事業(yè)獲得了突飛猛進(jìn)地發(fā)展，電網(wǎng)覆蓋面積逐漸擴(kuò)大，電網(wǎng)系統(tǒng)的等級(jí)越來(lái)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(fèi)，而且為電力的安全輸送提供了堅(jiān)實(shí)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(duì)新型材料——環(huán)氧樹脂材料進(jìn)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(jiǎn)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(jī)，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(jī)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(guó)的絕緣技術(shù)和電機(jī)技術(shù)都獲得飛速發(fā)展，與發(fā)達(dá)國(guó)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(chǎng)合不同時(shí)，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(shí)際需要對(duì)環(huán)氧樹脂、填充料、固化劑等材料進(jìn)行一個(gè)合適的配比設(shè)計(jì)，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(huì)得到一個(gè)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(dòng)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(shí)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(dòng)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(shí)間為10 h左右；另一種是快速固化法，固化時(shí)間一般為15 min。在實(shí)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(jìn)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(huì)對(duì)施工場(chǎng)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(lái)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(diǎn)，在多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中得到了極大的推廣和應(yīng)用。

目前很多國(guó)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(jìn)，因此該國(guó)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(guó)的用量?jī)H有13 %，由此說明我國(guó)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(qiáng)度高等顯著特點(diǎn)，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(jī)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(lái)的真空澆筑，再到后來(lái)的自動(dòng)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(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(lái)的電力設(shè)備發(fā)展過程中，環(huán)氧樹脂一定會(huì)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(shí)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(huì)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(huì)產(chǎn)生巨大的張力，進(jìn)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(huì)對(duì)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(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著電力設(shè)備的發(fā)展速度越來(lái)越快，環(huán)氧樹脂材料也得到相應(yīng)的改進(jìn)，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(lái)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(wú)法應(yīng)用在一些對(duì)部件結(jié)構(gòu)性能要求較高的場(chǎng)所中，因此環(huán)氧樹脂材料的力學(xué)性能應(yīng)該得到進(jìn)一步改進(jìn)。隨著各行各業(yè)對(duì)火災(zāi)控制越來(lái)越嚴(yán)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(wú)法滿足半導(dǎo)體元器件的使用需求，因此在未來(lái)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(lái)的研發(fā)過程中，應(yīng)該進(jìn)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(wú)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(jìn)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(wú)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(lái)的發(fā)展方向。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文首先對(duì)新型節(jié)能材料的概念進(jìn)行闡述分析，然后以環(huán)氧樹脂為例，對(duì)環(huán)氧樹脂的成分、澆筑工藝進(jìn)行系統(tǒng)全面地分析研究，進(jìn)而對(duì)新型節(jié)能材料有一個(gè)簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)；然后從電子電器、電力設(shè)備、生產(chǎn)生活方面對(duì)環(huán)氧樹脂的應(yīng)用進(jìn)行全面細(xì)致地分析研究，對(duì)環(huán)氧樹脂的重要性有一個(gè)更深的認(rèn)識(shí)；最后對(duì)環(huán)氧樹脂材料的發(fā)展趨勢(shì)做出了評(píng)測(cè)預(yù)估，得出在未來(lái)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。