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二、实验结果与讨论
2.1影响户外环氧树脂浇注料性能的因素探讨
影响户外环氧树脂浇注料性能的主要因素有原料选择与配比、制造工艺及使用工艺条件等。
2.1.1户外浇注料环氧树脂选择
户外环氧树脂浇注料的工作特性除了与户内环氧树脂浇注料相同的耐热性、常态与热态机械强度、电气绝缘性以及浇注工艺性要求外,还由于户外工作环境的特殊性,要求耐大气(紫外线、酸雨)老化、湿热老化、冷热冲击性能。户外环氧树脂浇注料采用自制的具有饱和六元环结构的脂环族缩水甘油醚型环氧树脂,由于树脂分子结构中不含不饱和双键,具有优异的耐紫外线能力,且固化物具有较高的耐热性与弯曲、拉伸强度。但考虑户外运行环境冷热温差变化较大,需要固化物具有较好的耐冷热冲击与机械冲击强度,以避免因温差变化太大出现开裂。因此在脂环族环氧树脂中加入适量的不含苯环结构的柔韧性环氧树脂,有效地改善了浇注料的耐冷热冲击与抗开裂性。
2.1..2固化剂及促进剂选择
选择固化剂同样应具有良好的耐紫外线能力,因此选择具有饱和六元环稳定结构的甲基六氢苯酐作外户外环氧树脂浇注料的固化剂,并对其进行适当改性增加其韧性。在无促进剂条件下,环氧树脂与酸酐反应非常慢,且反应机理及反应产物与促进剂存在下也有所不同。在无促进剂条件下形成的产物有较多的醚键结构,其固化剂用量要比有促进剂时也要少,固化物机械强度也不及有促进剂的好。在促进剂作用下,促进剂既催化羧基与环氧基的加成,也促进羟基与羧基的酯化,并抑制了羟基与环氧基的加成,因此,固化物基本为酯键结构,固化产物机械强度也比无促进剂条件要好。考虑生产效率与固化物性能必须选用促进剂,可选择与户内浇注料相同的叔胺类或咪唑类促进剂。
2.1.3颜填料选择
颜料应选择中性、耐紫外线的颜料,以防止干扰固化反应与长期日晒变色。填料的作用除了降低成本外,最主要的作用是降低固化过程的体积收缩与固化物线膨胀系数,还可提高浇注件的导热性,提高散热性能。因此,填料也是环氧树脂浇注料中不可缺少的组分。填料主要是无机填料,大部分为二氧化硅或氧化铝。除了要求填料的化学纯度,不应夹带导电性杂质,影响绝缘性外,填料在环氧树脂浇注料及固化产物中的分布状况对浇注件的质量也有至关重要的作用,为了使无机填料与有机高分子材料充分结合,必须对其表面进行偶联化处理,使树脂与填料表面充分结合。此外,填料的颗粒形状与粒径分布对消除固化物内应力,增加强度,减少浇注体局部放电现象,消除在浇注与固化过程中因填料沉降而产生浇注体膨胀系数不同导致的浇注件开裂现象同样有不可忽视的作用。
2.1.4原料配比及影响
2.1.4.1固化剂用量
环氧树脂与固化剂的用量比可按下式计算:
固化剂用量= k.酸酐当量/环氧当量
在使用促进剂的条件下,文献推荐的k值在0.9-0.95,而实验发现当k值接近1时,所得浇注体性能更好,特别是Tg最高。固化剂用量对浇注体性能影响如表1。
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