一種環(huán)氧樹脂真空脫氣溫度控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂真空脫氣溫度控制器，用于當(dāng)改變環(huán)氧樹脂混合料配方或抽真空工況時(shí)，通過檢測(cè)不同溫度對(duì)真空脫氣效果的影響，來確定環(huán)氧樹脂真空脫氣工藝的溫度與抽真空時(shí)間設(shè)定值，由于液態(tài)環(huán)氧樹脂混合料的各組成材料及其配比的靈活多樣，其真空攪拌脫氣性能差異很大因此需要針對(duì)性地確定工藝溫度值。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]環(huán)氧樹脂材料配方的設(shè)計(jì)靈活性和多樣性，使環(huán)氧樹脂在電力、電子電器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，特別是電力互感器、變壓器、絕緣子等電器的澆注材料和電子器件的灌封材料，當(dāng)環(huán)氧樹脂應(yīng)用于高電壓電器時(shí)，要求它具有極低的局部放電量，否則將因局部放電量超標(biāo)而過早老化、漏電甚至于擊穿。環(huán)氧樹脂材料中的氣孔是產(chǎn)生局部放電的最主要原因，因此在環(huán)氧樹脂澆注時(shí)，均采用真空澆注脫氣技術(shù)盡可能減少澆注制品中的氣隙和氣泡。
[0003]基于氣體在液體中溶解度與液體溫度和壓力相關(guān)的原理，在高粘度液體脫氣過程中應(yīng)用較多的是真空攪拌脫氣及真空薄膜脫氣等方法。典型的工藝是將樹脂、固化劑、硅徽粉、增韌劑及色漿按配比計(jì)算出各組份重量，稱重后預(yù)先在烘箱中預(yù)熱，其繞制好的半成品線圈和模具也需在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥處理。不同電壓等級(jí)的半成品線圈，其干燥時(shí)間也不同一般約2?4h。然后啟動(dòng)混料罐、澆注罐的加熱系統(tǒng)及真空系統(tǒng)?；炝瞎逌囟仍O(shè)定為80°C左右，澆注灌溫度設(shè)定為85°C左右，然后將稱量好的物料按順序依次投入到混料灌，然后開啟真空泵，在100?300Pa的真空度范圍內(nèi)抽真空、攪拌80?120分鐘至混合料均勻、脫氣完全。同時(shí)，將已經(jīng)預(yù)熱到100-110°C備用的模具導(dǎo)入澆注罐進(jìn)行常壓或真空澆注。在真空下，將已經(jīng)攪拌均勻、脫氣完全的混合料慢慢注入模具完成澆注。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]在空氣中的高粘度環(huán)氧樹脂混合料液體中，其氣體也具有一定的溶解度，在混合料的液體深處氣泡尺寸很小，通常以微氣泡形式存在，微氣泡依靠自身浮力上升的速度極其緩慢，必須依靠外力將氣泡帶到液面，因此目前較為有效的脫氣方式是采用真空攪拌脫氣和真空薄膜脫氣等方法。
[0005]由于液態(tài)環(huán)氧樹脂混合料的各組成材料及其配比的各不不同，其真空攪拌脫氣工藝性能差異很大，還可能由于環(huán)氧樹脂、固化劑內(nèi)在質(zhì)量問題，造成每批混合料的凝膠時(shí)間不一致，以及使用的真空脫氣設(shè)備性能及其采用的真空攪拌脫泡工藝差異很大，因此現(xiàn)有真空攪拌脫氣的工藝參數(shù)設(shè)置多是憑經(jīng)驗(yàn)或參照相似工藝設(shè)置，針對(duì)性差，其設(shè)定值沒有隨混合料配方或材料的生產(chǎn)廠家或工況的變化而改變，影響脫氣效果和產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明介紹一種環(huán)氧樹脂真空脫氣溫度控制器，用于當(dāng)改變環(huán)氧樹脂混合料配方或生產(chǎn)廠或抽真空工況時(shí)重新確定工藝參數(shù)，其特征是它是通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)不同溫度對(duì)真空攪拌脫氣效果的影響，來確定環(huán)氧樹脂混合料的適用脫泡溫度，并依混合料凝膠溫度與時(shí)間關(guān)系選擇真空攪拌脫氣工序的溫度設(shè)定值和運(yùn)行時(shí)間，從而使溫度設(shè)定值可在原有系統(tǒng)中不影響生產(chǎn)確定后作為平時(shí)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，使它對(duì)各種環(huán)氧樹脂混合料的真空脫氣針對(duì)性更強(qiáng)。
[0006]在特定的壓力和攪拌器的工況下，當(dāng)混料罐溫度不斷升高，混合料中氣體的溶解度降低，周圍水分就向混合料中的小氣泡里蒸發(fā)，隨著溫度升高氣泡不斷生長(zhǎng)膨脹，同時(shí)由于混合料的粘性不斷下降，氣泡表面張力變小，當(dāng)氣泡上升到近液面后，氣泡并不能立刻逸出，而是在壓差的作用下，在近液面下停留一段時(shí)間，當(dāng)掙脫液面張力后，才能逸出或破裂。但由于混合料粘度較大分子間運(yùn)動(dòng)磨擦力較大氣泡上升逸出阻力較大，因此從第一個(gè)氣泡逸出到大量氣泡逸出是一個(gè)與混合料粘度變化有關(guān)的漸進(jìn)過程，隨著溫度升高粘性下降，氣泡不斷生長(zhǎng)及逸出，在特定的混合料、設(shè)備和壓力下當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)氣泡逸出數(shù)量和體積難于隨溫度上升繼續(xù)增加時(shí)的溫度，或因該混合料凝膠溫度時(shí)間限制其工藝不允許溫度繼續(xù)上升，使氣泡逸出數(shù)量和體積無法繼續(xù)增加時(shí)的溫度，這里均稱為該工況下的適用脫泡溫度。由于混合料脫氣工序溫度受凝膠時(shí)間限制有的工藝不取太高，而取較低溫度因?yàn)樗懈L(zhǎng)的脫氣工序允許時(shí)間，但這些都沒有脫氣效果依據(jù)。混合料中氣體在脫氣過程不斷減少，因此氣泡逸出數(shù)量和體積變化是相對(duì)的。本發(fā)明在不影響混合料配比穩(wěn)定的情況下，選取適用脫泡溫度或稍低于該溫度的值作為真空攪拌脫氣工序的溫度設(shè)定值。實(shí)際上，環(huán)氧樹脂隨溫度升高粘度快速下降，但當(dāng)溫度上升到一定值時(shí)，粘度下降趨勢(shì)變緩，最后基本上趨于某個(gè)數(shù)值。由于環(huán)氧樹脂混合料中填充料的填充量越多粒度越細(xì)其混合料黏度增大越多。它使環(huán)氧樹脂溫度、粘度對(duì)應(yīng)關(guān)系在混合料中向粘度增大方向偏移，同時(shí)由于攪拌器結(jié)構(gòu)及其速度選擇不同，使處于不同生長(zhǎng)期的氣泡運(yùn)輸?shù)揭好娌⒈灰莩龅挠行н\(yùn)輸效率，隨溫度和粘度的不同而變化也影響適用脫泡溫度，另一方面當(dāng)環(huán)氧樹脂混合料含固化劑時(shí)，還隨溫度升高和時(shí)間推移粘度將逐漸增高。綜上所述，氣泡逸出效率與環(huán)氧樹脂混合料的粘度密切相關(guān)，而環(huán)氧樹脂混合料粘度又與溫度不成線性關(guān)系，因此對(duì)于不同的混合料就存在不同的適用脫泡溫度。
[0007]環(huán)氧樹脂混合料真空攪拌脫氣工藝所設(shè)定的溫度和真空度不能太高，它是由組成該環(huán)氧樹脂混合料的材料特性所決定，如果超過材料的飽和蒸汽壓，就會(huì)導(dǎo)致材料的揮發(fā)，引起混合料配比的變化，澆注品的質(zhì)量就無法保證。
[0008]系統(tǒng)利用真空度的變化來反映環(huán)氧樹脂混合料中氣泡逸出效率，在某一設(shè)定溫度下，通過暫時(shí)關(guān)閉真空泵，檢測(cè)真空度達(dá)到設(shè)定值的下限值(壓力上限值)的時(shí)間，來反映在該特定工況下氣泡逸出數(shù)量和體積的變化并通過不同溫度點(diǎn)的檢測(cè)比較用于優(yōu)化溫度設(shè)置。
[0009]選擇合適的溫度設(shè)定值能有效保證環(huán)氧樹脂混合料的各組成材料，不會(huì)因?yàn)椴捎眠^低的溫度設(shè)定值影響產(chǎn)品局放性能和生產(chǎn)效率，而盲目采用了過高的溫度設(shè)定值將降低材料品質(zhì)，及組成材料因?yàn)檫^高的溫度設(shè)定值而揮發(fā)影響其配比的穩(wěn)定性，過高的溫度設(shè)定值還使所允許的凝膠時(shí)間縮短，混合料粘性快速增加，從而使真空攪拌脫氣時(shí)間縮短，影響澆注件電絕緣性能，同時(shí)選擇合理的工藝溫度設(shè)定值不受過高溫度限制使之有更廣泛合理的組成材料選擇范圍，和易于保證生產(chǎn)效率和節(jié)能。
[0010]所述一種環(huán)氧樹脂真空脫氣溫度控制器，用于環(huán)氧樹脂真空脫氣系統(tǒng)中混料罐真空攪拌脫氣過程的溫度檢測(cè)控制。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，先將環(huán)氧樹脂、固化劑、硅徽粉、增韌劑及色漿按配比計(jì)算出各組份重量，稱重后按工藝要求預(yù)先在烘箱或熱風(fēng)爐中進(jìn)行預(yù)熱干燥處理后備用，然后啟動(dòng)混料罐、澆注罐的加熱系統(tǒng)及真空系統(tǒng)。其中混料罐先投入環(huán)氧樹脂，再投入硅微粉，并控制混料罐中料溫冷卻至始端溫度下升溫，所述始端溫度是指能確保低于適用脫泡溫度的溫度例如取40°C -55°C左右，然后開啟真空泵先攪拌5?10分鐘使混合料均勻再投入