一、环氧树脂在电工绝缘领域中应用的特点
二十世纪四十年代末，环氧树脂开始被应用于电工绝缘领域，至今已经有五十余年的历史。
双酚A型环氧树脂/酸酐体系是当前输变电设备绝缘浇注材料的主要品种，其优点突出：
?具有良好的粘接性；
?固化过程中收缩率低；
?在固化过程中不产生小分子；
?耐热性、耐药品性优良；
?机械强度高；
?电气绝缘性能优良。
但其缺点也很明显：
?脆性大，抗开裂性能差：如产品浇注后开裂，存放期开裂，低温开裂，在线路运行中开裂；
?脆性往往导致设备性能不达标：如局放不达标，耐冷热冲击不达标，动热稳定性不达标，绝缘子抗弯力不达标等；
随着对输变电设备性能要求的提高，问题越发突显出来。例如：
1、结构复杂的输变电设备及部件应力集中问题显著，更容易开裂；
2、设备使用条件更加严酷，如需要经受强烈温度冲击，适应电网运行波动，提高动热稳定性，保证长期质量，降低局放等。
二、环氧树脂绝缘层受力情况分析
产生上述问题的原因在于环氧树绝缘材料在输变电设备制造过程及使用过程中会受到多种力的作用：
1、固化过程中由于化学反应发生收缩产生的收缩应力；
2、环氧树脂与金属的线膨胀系数的差异产生的应力
图2-1 包裹或镶嵌金属零件的绝缘体示意图
3、绝缘层自身因温度变化而产生应力
4、电动力与外力作用
可见，绝缘体受力是必然的，不能消除的，而且是不断变化的，这种应力的存在是使环氧树脂绝缘层产生内部裂纹的主要原因，而这种力又是客观存在的，因此只有提高环氧树脂本身抵抗这种内部应力的能力才是减弱和消除内部缺陷，从而降低局放的主要手段。
三、提高环氧树脂绝缘浇注制品品质的三个环节
1、设计合理
2、提高环氧树脂绝缘材料的韧性
3、浇注工艺合理
从以上三点来看，由于设计一般是固定的，所以运用合理的工艺和提高环氧树脂本身的韧性，减弱和消除绝缘体内部的气泡或缺陷是降低局放的根本方法。
四、提高环氧树脂绝缘材料的抗开裂性能是解决问题的关键
在电工绝缘领域为克服环氧树脂的脆性采取了很多方法，绝大多数采用的是增柔，增柔技术大幅度地降低了树脂绝缘体的耐热性，而抗开裂性增加有限。
环氧树脂合金技术（增韧技术）是大幅度提高环氧树脂绝缘材料抗开裂性的新技术。环氧树脂合金技术与增柔技术不同，不是将材料整体柔性化，而是将环氧树固化物从均相材料变成非均相的多相多组分体系即环氧树脂合金。典型的环氧树脂合金结构是“海岛结构”，见图3-1。
分散尺寸合适，含量恰当的“海岛结构”一经形成，材料的抗开裂性能变就发生突变，几倍几十倍地增加，而原有的机械性能、耐热性能和电气性能不受损失或损失较小，这样的优异性能，正是人们所期望的。
图3-1 双酚A型环氧树脂/酸酐固化物断口形貌
衡量绝缘材料抗开裂性能的标准―断裂韧性(G IC)和冲击韧性
绝缘材料内部不可避免地存在缺陷和微裂纹，应力则在裂纹尖端集中。材料
的开裂总是通过微裂纹的产生，进而扩展实现的。描绘材料抗开裂能力的大小，就是要测量裂纹尖端所能承受的最大外力。
材料的裂纹尖端受力分三种类型：
II型－剪切力III型－错开力
图3-2 裂纹受力的三种类型
材料裂纹在I型受力情况下最容易开裂，断裂韧性(G IC)－表示材料裂纹在I 型受力情况下抵抗裂纹扩展的能力，断裂韧性(G IC)和拉伸强度、弯曲强度一样是材料的本性。
断裂韧性(G IC)单位是焦尔/米2(J/m2)或牛顿/米(N/m)。
五、高韧性奇士环氧树脂绝缘浇注料的结构特征
1、奇士增韧技术采用的是环氧树脂合金技术
环氧树脂合金技术在航天航空等高科技领域已经成功使用三十多年。环氧树脂合金技术的特点是树脂固化物是多相的，不是均相的。典型的多相结构就是“海岛结构”。
2、形成“海岛结构”的两条技术路线：
一条是添加法：将预先制作好的微米尺寸的橡胶粒子添加到环氧树脂组分中去。
另一条是原位分相生成法：让柔软的微米尺寸的橡胶粒子在环氧树脂的固化过程中，自己长出并均匀分布在环氧树脂固化物中。
金岛奇士公司在清华大学高分子研究所原位分相增韧机理多年研究的基础上，开发出独特的低成本的奇士增韧技术。能原位分相生成“海岛结构”的环氧树脂/酸酐浇注产品自1990年就开始在输变电设备制造中得到实际应用。
六、具有“海岛结构”的环氧树脂/酸酐固化物的性能
表6-1到表6-4分别列出了有代表性的几种环氧树脂绝缘材料增韧改性前后的性能（以下均为室温性能）。
表6-1双酚A环氧树脂E39-D/苯酐体系增韧、增柔前后性能
E-39-D /苯酐固化物二丁酯增柔
固化物
奇士合金化的
固化物
模量103(Mpa) 4.96 4.66 4.05
冲击强度(KJ/m2) 1.07 1.11 (+3.7％) 1.57 (+46.7％) 断裂韧性(J/m2) 64.6 107.4 (+66.3%)840.0 (+1200％)热变形温度(℃)99.5 65.4 (-34.1℃)98.6 (-0.9℃)
微观形态不分相不分相海岛结构
固化条件：120℃/24hr
表6-2双酚A环氧树脂E39-D/甲基四氢苯酐体系增韧、增柔前后性能
E-39-D/MeTHPA
固化物加入增柔剂的
固化物
奇士合金化的
固化物
模量103(Mpa) 4.56 4.66 3.56
冲击强度(KJ/m2) 1.21 1.35 (+11.6％) 1.64 (+35.5％)断裂韧性(J/m2) 118.4 184.8 (+56.1%)1352 (+1042％)热变形温度(℃)100 71 (-29℃)90 (-10℃)表6-3 进口环氧树脂浇注料合金化前后的性能
进口APG专用料
固化物奇士合金化的
固化物
杨氏模量(Mpa) 4.46×103 4.02×103
缺口冲击强度(KJ/m2) 1.32 1.87
断裂韧性G1c (J/m2) 106 1250
表6-4 三种环氧树脂绝缘浇注料电气性能
国外产品A国外产品B金岛奇士
产品击穿强度(kV/mm) 20.8 21.2 20.4
GB-1409-78 80℃0.70 0.85 3.57
120℃9.72 7.50 4.06
介电常数GB-1409-78 20℃ 3.36 3.44 3.47 80℃ 3.46 33.61 4.15 120℃ 5.30 5.89 4.64
体积电阻率(Ω?cm) GB-1410-7820℃ 1.53×1016 4.8×1016 5.6×1016 80℃ 4.03×1015 3.1×1015 1.1×1016
121213
西安交大电力设备电气绝缘国家重点实验室测
以上数据告诉我们，环氧树脂合金技术使环氧树脂蕴藏的形变能力得到空前的发挥，大大提高了材料的断裂韧性，这将使材料产生裂纹的可能性变小，并使裂纹不易扩展。而环氧树脂的机械性能、耐热性能和电气性能不损失或损失较小。
此外由于“海岛结构”中分散橡胶粒子的线膨胀系数较大，因而还可以降低环氧树脂固化收缩率，提高制品表面光洁度。
七、金岛奇士环氧树脂合金产品应用实例
1）互感器制造应用实例
华东某互感器制造公司原来使用环氧树脂/苯酐浇注料，使用奇士韧性固化剂后认为：
?可在不增加粘度的条件下增加填料量，工艺性能好；
?极大提高了断裂韧性，同时不影响热性能；
?浇注产品时模拟了恶劣工作条件，产品冬天放置户外，经受风吹雨打，也未发现开裂现象，其性能是其它增韧剂无法比拟的；
?浇注了LZZQB6-10电流互感器100/5A和150/5A，都通过了动热稳定实验，其中100/5A为首次通过；
东北某互感器厂将原来环氧树脂/液体酸酐体系合金化后，用于制备西北高原地区的大型电流互感器，认为：
?产品整机一次通过了条件严格的全套型式试验；
?运行过程中经受了线路过电压，过电流冲击，浇注体始终完好无损；
?具有“海岛结构”的环氧树脂绝缘材料切合实际，易于掌握，深受欢迎。
2)开关制造应用实例
华中某开关厂使用进口料APG工艺制造新型绝缘套筒，型式试验水压不通过。将进口料进行合金化改造，难题得到顺利解决，详见下表。
表7-1 开关绝缘套筒的水压试验情况
进口料制造的绝缘套筒合金化后制备的绝缘套筒
例行实验
0.6Mpa水压
2min不破坏
通过通过
型式实验2.0Mpa水压5min不破坏
1.5Mpa
0～30秒破坏
通过
2.4Mpa破坏
评价：工艺性能好；
耐热性能损失小；
电性能无损失；
价格低，成本增加小；
上海某开关厂使用APG工艺制造断路器上出线的环氧帽，铝合金导体形状复杂，环氧绝缘层厚度不均匀，开裂问题严重。使用环氧树脂合金浇注料，开裂问
题得以解决，认为：
?增韧效果明显，解决了工厂难以克服的开裂问题；
?电性能满足了工厂10KV到35KV制品的使用要求；
?工艺性能良好；
?质量稳定，不再因开裂而影响了产品质量；
3）干式变压器应用实例
沿海某一大型干式变压器厂使用奇士“海岛结构”环氧绝缘料浇注制造SC-1250KV A/10KV和SC9-500KV A/10KV干式变压器，认为：
?工艺性能良好；
?体积收缩率低，外观品质良好；
?耐机械冲击，韧性好；
?变压器出厂检验全部合格，其局部放电测量数据如下：
产品名称：树脂浇铸线圈电力变压器
产品型号：SC-1250kV A/10KV
产品名称：树脂浇铸线圈电力变压器
产品型号：SC-500kV A/10KV
4）绝缘件制造应用实例
北京某厂用APG工艺生产绝缘子，使用了两种环氧树脂材料，弯曲破坏力总不能达到20KN的指标，后改用奇士环氧树脂合金。
图7-1 绝缘子弯曲破坏示意图
三种材料制造的绝缘子破坏力分别是：
A厂环氧树脂料：制作三个试样，弯曲破坏力平均值17.3KN
B厂环氧树脂料：制作三个试样，弯曲破坏力平均值19.5KN
金岛奇士公司合金料：制作六个试样，弯曲破坏力平均值25.6KN，比A料提高了47.9％，比B料提高了31.3％。同时还通过了－40℃的冷冻实验。
金岛奇士环氧树脂合金材料，能使输变设备不再开裂，局放降低，动热稳定性试验得以通过的根本原因在于“海岛结构”提高了材料的断裂韧性G IC。制造高品质输变电设备，合理的设计、正确的制造工艺和优异的材料三者缺一不可。原位分相的“海岛结构”环氧树脂绝缘材料可使制造厂家不再为开裂、局放等问题困扰，成为制造高性能输变电设备的有力保证。
自1990年始，金岛奇士公司的产品经八年的实践考验，于1998年，由原机械工业部重大装备司主持鉴定，评价奇士环氧树脂合金系列产品是“既有技术创新，又有经济实用性的高新技术成果”。该成果获1998年清华大学重大经济效益成果奖，1999年北京科技成果进步二等奖。
八、金岛奇士公司耐候环氧树脂绝缘浇注料推入市场
表8-1 耐候性环氧树脂浇注料性能对比(室温性能)
进口产品金岛奇士产品
缺口冲击强度(KJ/m2) 1.85 2.20
弯曲强度(KJ/m2) 127 109
拉伸模量103(Mpa) 12317 7978
断裂韧性(J/m2) 307 1115
热变形温度(℃)80.3 86.8
击穿强度E B(KV/mm) 24.4 26.2
体积电阻率(1015Ωcm) 5.0 4.0
介电常数ε 3.8 3.9
损耗正切tanδ(×100) 1.3 3.2 固化条件：80℃/6hr+130℃/10hr
电气性能由西安交大电力设备电气绝缘国家重点实验室测
九、金岛奇士公司服务内容
?奇士环氧树脂浇注配合料；（户内型和户外型）；
?奇士韧性酸酐固化剂；
?奇士增韧剂；
?协助工厂调整工艺、改进配方。
石墨片环氧树脂复合材料的力学性能和热性能 酸酐固化的双酚A二缩水甘油醚（DGEBA）与2.5—5%重量的石墨微片增强已被制造出来。对这些复合材料的结构，力学性能，粘弹性进行了研究和比较，XRD研究表明，对复合材料的处理并没有改变原来的纯石墨d-间距。复合材料的拉伸性能测量表明弹性模量与拉伸强度随着石墨微片的浓度增加而增加，储能模量和玻璃化转变温度（Tg）也随着石墨微片浓度上升而上升，但是线性热膨胀系数却降低了。热稳定性通过热重分析测定。与纯环氧树脂相比，这种复合材料表现出较高的热稳定性和炭浓度。通过扫描电子显微镜对这些复合材料的损伤机理加固效果进行了研究。 关键词: 石墨微片环氧树脂复合材料 一．介绍 对更高性能的复合材料的需求不断在增加，以满足更高的要求或取代现有的材料，高性能的连续纤维（如碳纤维，玻璃纤维）增强聚合物基复合材料是众所周知的。然而,这些复合材料在基体性能方面具有一些不足之处，往往限制他们的广泛应用和创造发展的需要新型的复合材料。在塑胶行业,填料的加入对聚合物材料是一种常见的操作。这不仅提高刚度，韧性,硬度,热变形温度,以及模具收缩率,也显著降低了加工成本。事实上,超过50%的聚合物生产都用无机填料以某种填充方式达到所希望的性能。最常用的粒子有碳酸钙、粘土、云母、氢氧化铝、玻璃珠,和金属磷酸盐。填料的选择往往是基于最终产品所需要的性能。改善复合材料的机械和其他性能在很大程度上依赖于填料粒子的含量、颗粒形状和大小,表面特征和分散性。因此,对其增韧的这些复合材料的机理很多来自于如裂纹尖端应力场,应力表面的衔接,剥离∕微裂纹和裂纹偏转等。 据报道,微米级填料填充的复合材料的性能不如那些充满了纳米粒子级相同的填料。此外,改进后的物理性质，化学性质，如表面平整度和阻隔性能，使用传统微米大小的粒子均不能达到。因此，近年来纳米基础的复合材料已引起相当的重视。这些都是一些很有前景的聚合物/粘土纳米复合材料，聚合物/石墨纳米微片材料，聚合物/碳纳米管复合材料。这些纳米复合材料含有非常低量的填料（10％），相比之下，传统的颗粒复合材料常用的填料含量在40-60％的范围内。此外，这些纳米复合材料是准各向同性，由传统方式相比，可以处理连续纤维增强复合材料。 值得一提的是硅酸盐粘土（蒙脱石）和石墨颗粒显示分层的自然结构并具有很高的长宽比（＞1000）。一次插层或剥离的化学过程[7,21]。虽然粘土纳米复合材料显示出较高的强度，弹性模量，热变形温度和阻隔性能，但是石墨烯纳米复合材料显示出优良的导电性能和热导性。碳纳米管也显示出优异的机械性能(模量=1 TPa，强度=10倍的钢)、热、电性能。在此基础上考虑,可以发展这些纳米级粒子提供材料的可修整性。另据报道, 碳纳米管的价格是石墨烯500倍左右,可以用常规方法剥离和复合,而碳纳米管复合材料需要处理技术的发展对于分散，纳米管的波纹和排列。因此，考虑到成本和所需的属性，石墨微片是碳纳米管方面的一个潜在的替代品。然而，在纳米尺度的基本认识强化机制仍是重要和必要的。 众所周知石墨具有高强度和高导热性，它提供了决定真正的多功能复合材料的功能性，并具有成本效益的方式。这种颗粒增强聚合物有许多潜在的应用，例如：阴极射线管和燃料电池，百代唱片，屏蔽电子罩，雷达吸波涂料，热机械增强材料。我们现在的目标是研究制造以环氧树脂为基体，石墨烯微片增强的复合材料，并探讨其力学，热学和粘弹性能以及失效机制作为石墨烯浓度的功能。 2 实验 2.1 原材料 基体材料是三组分环氧系统是由双酚A二缩水甘油醚（DGEBA）通过酸酐固化剂，甲基
环氧树脂种类及性能 一、定义 1、环氧树脂（Epoxy Resin）是泛指含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固化产物的高分子低聚体(Oligomer）。当聚合度n为零时，称之为环氧化合物，简称环氧化物（Epoxide）。这些低相对分子质量树脂虽不完全满足严格的定义但因具有环氧树脂的基本属性在称呼时也不加区别地统称为环氧树脂。典型的环氧树脂结构如下式。 2、环氧基是环氧树脂的特性基团，它的含量多少是这种树脂最为重要的指标。描述环氧基含量有以下几种不同的表示法： ⑴环氧当量：是指含有1 mol环氧树脂的质量，低相对分子质量（分子量）环氧树脂的环氧当量为175～200,随着分子量的增大环氧基间的链段越长，所以高分子量环氧树脂的环氧当量就相应的高。 ⑵环氧值：每100g树脂中所含有环氧基的物质的量（摩尔）。这种表示方法有利于固化剂用量的计量和用量的表示。因为固化剂用量的含义是每100g环氧树脂中固化剂的加入量（part perhundred of resin缩写成phr）。我国采用环氧值这一物理量。 环氧当量=100/环氧值 3、粘度的定义
粘度：液体在流动时，在其分子间产生的内摩擦的性质，称为液体的黏性，黏性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。 粘度单位有两种：1、厘泊 (cps) 2、毫帕秒（m·pas） 1厘泊（cps）= 1 毫帕秒（m·pas） 二、种类及性能 1、双酚A型环氧树脂：双酚A（即二酚基丙烷）型环氧树脂即二酚基丙烷缩水甘油醚。在环氧树脂中它的原材料易得、成本最低，因而产量最大（在我国约占环氧树脂总产量的90％，在世界约占环氧树脂总产量的75％～80％），用途最广，被称为通用型环氧树脂。由双酚A型环氧树脂的分子结构决定了它的性能具有以下特点： ⑴是热塑性树脂，但具有热固性，能与多种固化剂，催化剂及添加剂形成多种性能优异的固化物，几乎能满足各种使用需求。 ⑵树脂的工艺性好。固化时基本上不产生小分子挥发物，可低压成型。能溶于多种溶剂。 ⑶固化物有很高的强度和粘结强度。 ⑷固化物有较高的耐腐蚀性和电性能。 ⑸固化物有一定的韧性和耐热性。 ⑹主要缺点是：耐热性和韧性不高，耐湿热性和耐候性差。 2、双酚F型环氧树脂：这是为了降低双酚A型环氧树脂本身的粘度并具有同样性能而研制出的一种新型环氧树脂。通
中压环氧树脂绝缘件APG工艺浅谈 作者：袁端磊刘亚娟史鸿威 来源：《科技创新导报》2011年第22期 摘要:APG技术目前主要应用于生产中压环氧树脂绝缘制品APG工艺不仅能有效提高生产效率,而且所得制品质量高、尺寸稳定性好,特别适用于中压环氧树脂绝缘件的大规模生产。本文从艺原理,基本特点,和制造现状,简单介绍了APG技术。 关键词:中压环氧树脂绝缘件APG技术 中图分类号:TQ32 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(a)-0060-01 引言 APG技术目前主要应用于生产中压环氧树脂绝缘制品,尤其是应用于真空断路器用固封极柱,复杂、薄璧、多方位抽芯的产品更具优势。当前国内外高压开关正向免维护、复合化、小型化、长寿命、高性能发展。采用APG技术生产中压绝缘制品更显示出突出的技术优势和广阔的发展前景。所以近年来在国内外得到迅速发展,产品涉及5kV固封极柱、支柱绝缘子、带电显示器用绝缘子、触头盒、隔墙套管、转轴、真空断路器的真空筒、盆式绝缘件、电流互感器等。 1 APG技术简介 APG即液态环氧树脂自动压力凝胶,是在环氧树脂真空浇注工艺的基础上发展起来的,是压力凝胶工艺(PG)技术的一种型式。压力凝胶工艺(PG)技术是瑞士Ciba-Geigy公司于1957年发展的一门技术。七十年代初,又对PG技术进一步加以完整,形成了自动压力凝胶工艺(APG)技术。APG工艺过程包括三个过程:前期混料、自动压力凝胶、成型后固化。 2 APG工艺原理 金属嵌件装模后,将模具温度予热到比环氧树脂混合料的温度高80～100℃,即达到140～160℃。然后通过APG设备的加压系统,将贮料罐内的环氧树脂混合体系(已经过真空脱泡处理)通过管道压入模腔内,使环氧树脂混合体系与模具的高温模壁发生快速的热交换。由于,靠近模壁的环氧树脂混合料短时内达到高温状态,从而导致环氧树脂混合料从模具壁附近开始迅速发生固化反应而凝胶化,并向模壁发生固化体积收缩。环氧树混合料的固化收缩部分,即由模腔中心,仍处于压力下的液态的环氧树脂混合料来快速补充。整个模腔内的环氧树脂混合料的凝胶收缩,则由贮料罐内加压的环氧树脂混合料来加以恒定的补充。直到整个模腔内的环氧树脂混合料全部凝胶化后,整个系统才解除压力。
环氧树脂胶(epoxy resin adhesive)一般是指以环氧树脂为主体所制得的胶粘剂,环氧树脂胶一般还应包括环氧树脂固化剂，否则这个胶就不会固化。 1种类折叠编辑本段 环氧树脂胶又分为软胶和硬胶。 1、环氧树脂软胶: 它是一种液型，双组份、软性自干型软胶，无色、透明、具有弹性，轻度划擦表 面即自行恢复原形。适用于涤纶、纸张、塑料等标牌装饰。 2、环氧树脂硬胶: 它是一种液型，双组份硬性胶，无色、透明，适用于金属标牌同时可制作各种水 晶钮扣、水晶瓶盖、水晶木梳、水晶工艺品等高档装饰品。 2分类折叠编辑本段 环氧树脂的分类目前尚未统一，一般按照强度、耐热等级以及特性分类，环氧树脂的主要品种有16种，包括通用胶、结构胶、耐温胶、耐低温胶、水下，潮湿 面用胶、导电胶、光学胶、点焊胶、环氧树脂胶膜、发泡胶、应变胶、软质材料 粘接胶、密封胶、特种胶、被固化胶、土木建筑胶16种。 对环氧树脂胶黏剂的分类在行业中还有以下几种分法: 1、按其主要组成，分为纯环氧树脂胶黏剂和改型环氧树脂胶黏剂; 2、按其专业用途，分为机械用环氧树脂胶黏剂、建筑用环氧树脂胶黏剂、电子 眼环氧树脂胶黏剂、修补用环氧树脂胶黏剂以及交通用胶、船舶用胶等; 3、按其施工条件，分为常温固化型胶、低温固化型胶和其他固化型胶; 4、按其包装形态，可分为单组分型胶、双组分胶和多组分型胶等; 还有其他的分法，如无溶剂型胶、有溶剂型胶及水基型胶等。但以组分分类应用较多。 3特性折叠编辑本段 1. 基本特性:双组份胶水，需AB混合使用，通用性强，可填充较大的空隙
2. 操作环境:室温固化，室内、室外均可，可手工混胶也可使用AB胶专用设备(如AB胶枪 3. 适用温度一般都在-50至+150度 4. 适用于一般环境，防水、耐油，耐强酸强碱 5. 放置于避免阳光直接照射的阴凉地方，保质期限12个月 1、环氧树脂胶是在环氧树脂的基础上对其特性进行再加工或改性，使其性能参 数等符合特定的要求，通常环氧树脂胶也需要有固化剂搭配才能使用，并且需要混合均匀后才能完全固化，一般环氧树脂胶称为A胶或主剂，固化剂称为B胶或固化剂(硬化剂)。 2、反映环氧树脂胶固化前的主要特性有:颜色、粘度、比重、配比、凝胶时间、可使用时间、固化时间、触变性(止流性)、硬度、表面张力等。 粘度(Viscosity):是指胶体在流动中所产生的内部摩擦阻力，其数值由物质种 类、温度、浓度等因素决定。 凝胶时间:胶水的固化是从液体向固化转化的过程，从胶水开始反应起到胶体趋 向固体时的临界状态的时间为凝胶时间，它由环氧树脂胶的混合量、温度等因素决定。 触变性:该特性是指胶体受外力触动(摇晃、搅拌、振动、超声波等)时，随外力作用由稠变稀，当外界因素停止作用时，胶体又恢复到原来时的稠度的现象。 硬度(Hardness):是指材料对压印、刮痕等外力的抵抗能力。根据试验方法不同 有邵氏(Shore)硬度、布氏(Brinell)硬度、洛氏(Rockwell)硬度、莫氏(Mohs)硬度、巴氏(Barcol)硬度、维氏(Vichers)硬度等。硬度的数值与硬度计类型有关，在常用的硬度计中，邵氏硬度计结构简单，适于生产检验，邵氏硬度计可分 为A型、C型、D型，A型用于测量软质胶体，C和D型用于测量半硬和硬质胶体。 表面张力(Surface tension):液体内部分子的吸引力使表面上的分子处于向内 一种力作用下，这种力使液体尽量缩小其表面积而形成平行于表面的力，称为表面张力。或者说是液体表面相邻两部分间单位长度内的相互牵引力，它是分子力的一种表现。表面张力的单位是N/㎡。表面张力的大小与液体的性质、纯度和 温度有关。 3、反映环氧树脂胶固化后特性的主要特性有:电阻、耐电压、吸水率、抗压强度、拉伸(引张)强度、剪切强度、剥离强度、冲击强度、热变形温度、玻璃化转变温度、内应力、耐化学性、伸长率、收缩系数、导热系数、诱电率、耐候性、耐老 化性等。
1、目的 线圈的环氧树脂浇注是一项工艺性强、技术难度较高的生产工序。为确保变压器质量，每个操作人员必须严格按本作业指导书的规定进行操作。未经技术部门同意，任何人不得擅自更改。 2、适用围 指导书适用于10～35kV级树脂绝缘干式电力变压器。 3、工艺装备： 3.1真空浇注设备： 真空浇注罐：可调温度在0～150℃，有恒温控制装置，温度控制精度 ±3℃，真空度小于50Pa。 电动混料罐：可调温度在0～150℃，有恒温控制装置，温度控制精度 ±3℃。 抽真空设备：应具备油水滤清器、冷凝器、真空泵及增压泵等。 3.2专用固化箱：可调温度在0～250℃，并有恒温控制装置，温度控制精度±2℃。 3.3称量工具：50kg电子称 3.4通风、起重等常用设备 4、工作场所的安全防护 4.1工作场所环境要保持整洁与通风,配备。 4.2工作场所溅出物的处理，用锯末或回丝吸干，弃于废物箱。
4.3参与该项工作的作业人员应穿防护服,戴护目镜、手套，在加料、混料时使用呼吸罩。 4.4皮肤保护：开始工作前先清洗后对暴露皮肤涂防护霜，若皮肤被浇注原料粘污，用吸纸擦掉，然后用温水和无碱皂清洗。眼睛沾染了树脂、固化剂或混合料时，应立即用清水进行冲洗10～15分钟，然后请医生诊治。 4.5如作业人员呼吸道吸入原料蒸汽出现不适异兆，应立即将人员转移至通风处并请医生处理。 5、材料及配方 5.1树脂配方（按重量比） 5.1.1采用或化工厂固化剂和增韧剂 树脂：硅微粉：固化剂：增韧剂：色浆：促进剂 百分比20% ：60% : 15% : 5% : 0.2% : 0.03% (围0.03～0.04%) 重量比100 ：300 ：75 ：25 ： 1 ：0.15 (围0.15～0.2) 5.1.2采用清洋化学固化剂和增韧剂 树脂：硅微粉：固化剂：增韧剂：色浆：促进剂 百分比20.7% ：62.1% : 13.9% : 3.3% : 0.207% : 0.03% (围0.02～0.31%) 重量比100 ：300 ：67 ：16 ： 1 ：0.145 (围0.0015～0.002)
环氧树脂复合材料 复合材料是由基体材料和增强材料复合而成的多相体系固体材料。它充分发挥了各组分材料的特点和潜在能力，通过各组分的合理匹配和协同作用，呈现出原来单一材料(均质材料、单相材料)所不具有的优异的新性能，从而达到对材料某些性能的综合要求。复合材料的出现在材料发展史上具有划时代的意义。受到国内外的极大重视。其发展之迅猛在历史上是空前的。已在工业、农业、交通、军事、科学技术和人民生活等各个领域广为应用。尤其是在航空、航天等尖端技领域中已成为不可缺少的重要的结构材料。无怪乎有人认为21世纪将进入“复合材料时代”。 热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛，加工成型简便、生产效率高等特点，并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能，如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性，已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点：酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快，但较脆、需高压成型；不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低，但性能较差；环氧树脂的粘结强度和内聚强度高，耐腐蚀性及介电性能优异，综合性能最好，但价格较贵。因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料，也有人称为环氧增强塑料)的品种很多，其名称、含义和分类方法也没有完全统一，但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合，使之能用作受力结构材料，并能按受力情况设计和制造材料，以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合，以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷
环氧树脂 目录 材料简介 应用特性 类型分类 使用指南 国内主要厂商 环氧树脂应用领域 环氧树脂行业 材料简介 环氧树脂 是泛指分子中含有两个或两个以 上环氧基团的有机高分子化合 物，除个别外 ，它们 的 相对分子质量 都不高。 环氧树脂的 分子结构是以分子链中含有活泼 的环氧基团为其特征 ，环氧基 团 可以位于分子 链的末端、中间或成环状 结构。由于分子结构中 含有活泼的环氧基团，使 它们可与多 种类型的固化 剂发生交联反应而形成不溶、不 熔的具有三向网状结构的高聚 物。 应用特性 1 、 形式 多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用 对形式提出的要求，其 范围可以从极 低的粘度到高熔点固 体。 2 、 固化方便。选用各种不同的 固化剂，环氧树脂体系几乎可 以在 0 ～ 180 ℃温度范围内固化 。 3 、 粘 附力强。环氧树脂分子链中固有的极 性羟基和醚键的存在，使其对各种物质 具有很高的 粘附力。环氧 树脂固化时的收缩性低，产生的 内应力小，这也有助于提高 粘 附强度。 4 、 收缩 性低。 环氧树脂和所用的固化剂的反应是 通过直接加成反应或树脂分子中 环氧基的 开 环聚合反应来 进行的，没有水或其它挥发性副 产物放出。它们和不饱和聚 酯 树脂、酚醛树脂相比， 在固化过程中 显示出很低的收缩性（小于 2%）。 5 、 力学性能。固化后的环氧 树脂体系具有优良的力学性 能。 6 、 电性能 。固化后的环氧树脂体系是一 种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧 的优良绝 缘 材 料。 7 、 化学 稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐 碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固 化环氧体系的 其它性能一样， 化学 稳定性也取决于所选用的树脂和 固化剂。 适当地选用 环氧树脂 和 固化剂，可以 使其具有特殊的化学稳定性 能。 8 、 尺寸稳定性。上述的许多 性能的综合，使环氧树脂体系 具 有突出的尺寸稳定性和耐久性 。 9 、 耐霉菌。固化的环氧树脂 体系耐大多数霉菌，可以在苛 刻 的热带条件下使用。 类型分类 根据分子 结构，环氧树脂大体上可分为五 大类： 1 、 缩水甘油醚类环氧树脂 2 、 缩水甘油酯类环氧树脂 3 、 缩水甘油胺类环氧树脂 4 、 线型脂肪族类环氧树脂 5 、 脂环族类环氧树脂
编辑本段类型 1、活性氢化物与环氧氯丙烷反应； 2、以过氧化氢或过酸（例如过醋酸）将双键进行液相氧化； 3、双键化合物的空气氧化； 4、由于它的性能并不是十分完美的，同时应用环氧树脂的对象也不是千 遍一律的，根据使用的对象不同，对环氧树脂的性能也有所要求，例如有的要求低温快干，有的要求绝缘性能优良。因而要有的放矢对环氧树脂加以改性。 编辑本段应用特性 1、形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对 形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。 2、固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～ 180℃温度范围内固化。 3、粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使 其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。 4、收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应 或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2%）。 5、力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。 6、电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面 漏电、耐电弧的优良绝缘材料。 7、化学稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、 耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。 8、尺寸稳定性。上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出 的尺寸稳定性和耐久性。 9、耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带 条件下使用。
石墨片环氧树脂复合材料的力学性能和热性能
石墨片环氧树脂复合材料的力学性能和热性能 酸酐固化的双酚A二缩水甘油醚（DGEBA）与2.5—5%重量的石墨微片增强已被制造出来。对这些复合材料的结构，力学性能，粘弹性进行了研究和比较，XRD研究表明，对复合材料的处理并没有改变原来的纯石墨d-间距。复合材料的拉伸性能测量表明弹性模量与拉伸强度随着石墨微片的浓度增加而增加，储能模量和玻璃化转变温度（Tg）也随着石墨微片浓度上升而上升，但是线性热膨胀系数却降低了。热稳定性通过热重分析测定。与纯环氧树脂相比，这种复合材料表现出较高的热稳定性和炭浓度。通过扫描电子显微镜对这些复合材料的损伤机理加固效果进行了研究。 关键词: 石墨微片环氧树脂复合材料一．介绍 对更高性能的复合材料的需求不断在增加， 以满足更高的要求或取代现有的材料，高 性 能的连续纤维（如碳纤维，玻璃纤维）增强聚合物基复合材料是众所周知的。然而,这些复合材料在基体性能方面具有一些不足之处，往往限制
他们的广泛应用和创造发展的需要新型的复合材料。在塑胶行业,填料的加入对聚合物材料是一种常见的操作。这不仅提高刚度，韧性,硬度,热变形温度,以及模具收缩率,也显著降低了加工成本。事实上,超过50%的聚合物生产都用无机填料以某种填充方式达到所希望的性能。最常用的粒子有碳酸钙、粘土、云母、氢氧化铝、玻璃珠,和金属磷酸盐。填料的选择往往是基于最终产品所需要的性能。改善复合材料的机械和其他性能在很大程度上依赖于填料粒子的含量、颗粒形状和大小,表面特征和分散性。因此,对其增韧的这些复合材料的机理很多来自于如裂纹尖端应力场,应力表面的衔接,剥离∕微裂纹和裂纹偏转等。 据报道,微米级填料填充的复合材料的性能不如那些充满了纳米粒子级相同的填料。此外,改进后的物理性质，化学性质，如表面平整度和阻隔性能，使用传统微米大小的粒子均不能达到。因此，近年来纳米基础的复合材料已引起相当的重视。这些都是一些很有前景的 聚合物/粘土纳米复合材料，聚合物/石墨纳米微片材料，聚合物/碳纳米管复合材料。这些
环氧树脂的性能及应用特点 环氧树脂、酚醛树脂及不饱和聚酯树脂被称为三大通用型热固性树脂。它们是热固性树脂中用量最大、应用最广的品种。环氧树脂中含有独特的环氧基，以及轻基、醚键等活性基团和极性基团，因而具有许多优异的性能。与其他热固性树脂相比较，环氧树脂的种类和牌号最多，性能各异。环氧树脂固化剂的种类更多，再加上众多的促进剂、改性剂、添加剂等，可以进行多种多样的组合和组配。从而能获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物。几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求。这是其他热固性树脂所无法相比的。 1、环氧树脂及其固化物的性能特点 (1)力学性能高。环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。 (2)粘接性能优异。环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性集团赋予环氧固化物以极高的粘接强度。再加上它有很高的内聚强度等力学性能，因此它的粘接性能特别强，可用作结构胶。 (3)固化收缩率小。一般为1％～2％。是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一(酚醛树脂为8％～10％；不饱和聚酯树脂为4％～6％；有机硅树脂为4％～8％)。线胀系数也很小，一般为6×10-5/℃。所以其产品尺寸稳定，内应力小，不易开裂。 (4)工艺性好。环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型。配方设计的灵活性很大，可设计出适合各种工艺性要求的配方。 (5)电性能好。是热固性树脂中介电性能最好的品种之一。 (6)稳定性好。不合碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。只要贮存得当(密封、不受潮、不遇高温)，其贮存期为1年。超期后若检验合格仍可使用。环氧固化物具有优良的化学稳定性。其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。 (7)环氧固化物的耐热性一般为80～100℃。环氧树脂的耐热品种可达200℃或更高。 (8)在热卧性树脂中，环氧树脂及其固化物的综合性能最好。 2、环氧树脂的应用特点 (1)具有极大的配方设计灵活性和多样性。能按不同的使用性能和工艺性能要求，设计出针对性很强的最佳配方。这是环氧树脂应用中的一大特点和优点。但是每个最佳配方都有一定的适用范围(条件)，不是在任何工艺条件和任意使用条件下都宜采用。也就是说没有“万能”的最佳配方。必须根据不同的条件，设计出不同的最佳配方。由于不同配方的环氧树脂固化体系的固化原理不完全相同，所以环氧树脂的固化历程，即固化工艺条件对环氧固化物的结构和性能影响极大。相同的配方在不同的固化工艺条件下所得产品的性能会有非常的大的差别。所以正确地作出最佳材料配方设计和工艺设计是环氧树脂应用技术的关键，也是技术机密所在。要能生产和开发出自己所需性能的环氧材料，就必须设计出相应的专用配方及其成型工艺条件。因此，就必须深入了解和掌握环氧树脂及其固化剂、改性剂等的结构与性能、它们之间的反应机理以及对环氧固化物结构及性能的影响。这样才能在材料配方设计和工艺设计中得心应手，运用自如，取得最佳方案，生产和开发出性能最佳、成本最低的环氧材料和制品。 (2)不同的环氧树脂固化体系分别能在低温、室温、中温或高温固化，能在潮湿表面甚至在水中固化，能快速固化、也能缓慢固化，所以它对施工和制造工艺要求的适应性很强。环氧树脂可低压成型或接触压成型，因此可降低对成型设备和模具的要求，减少投资，降低成本。 (3)在三大通用型热固性树脂中，环氧树脂的价格偏高，从而在应用上受到一定的影响。但是，由于它的性能优异，所以主要用于对使用性能要求高的场合，尤其是对综合性能要求高的领域。
一、环氧树脂在电工绝缘领域中应用的特点 二十世纪四十年代末，环氧树脂开始被应用于电工绝缘领域，至今已经有 五十余年的历史。 双酚A 型环氧树脂/酸酐体系是当前输变电设备绝缘浇注材料的主要品种，其优点突出： ?具有良好的粘接性；?固化过程中收缩率低； ?在固化过程中不产生小分子；?耐热性、耐药品性优良；?机械强度高； ?电气绝缘性能优良。 但其缺点也很明显： ?脆性大，抗开裂性能差：如产品浇注后开裂，存放期开裂，低温开裂， 在线路运行中开裂； ?脆性往往导致设备性能不达标：如局放不达标，耐冷热冲击不达标，动 热稳定性不达标，绝缘子抗弯力不达标等； 随着对输变电设备性能要求的提高，问题越发突显出来。例如：1、结构复杂的输变电设备及部件应力集中问题显著，更容易开裂； 2、设备使用条件更加严酷，如需要经受强烈温度冲击，适应电网运行波动，提高动热稳定性，保证长期质量，降低局放等。 二、环氧树脂绝缘层受力情况分析 产生上述问题的原因在于环氧树绝缘材料在输变电设备制造过程及使用过程中会受到多种力的作用： 1、固化过程中由于化学反应发生收缩产生的收缩应力； 2、环氧树脂与金属的线膨胀系数的差异产生的应力 表2-1 几种常用材料的线膨胀系数 材料名称线膨胀系数 (10-6/℃) 石英 0.5铝 ~24铜 ~16环氧树脂 ~100图2-1 包裹或镶嵌金属零件的绝缘体示意图 通过管线不仅可以解决吊顶对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行 高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技
5、环氧树脂无溶剂漆 环氧树脂漆的机械强度、电气性能优良，耐化学性、耐潮湿性好，收缩率小，和其他材料的粘接性、相容性好，但价格高，粘度大。 环氧树脂中含有独特的环氧基，以及羟基、醚键等活性基团和极性基团，因而具有许多优异性能。与其他热固性树脂相比，环氧树脂的种类和牌号最多，性能各异。环氧树脂固化剂的种类更多，再加上众多的促进剂、改性剂、添加剂等，可以进行多种多样的组合和组配。从而能获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物。几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求。这是其他热固性树脂所无法相比的。 环氧树脂及其固化物特点 (1) 力学性能高。环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。 (2) 粘结性能优异。环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性基团赋予环氧固化物以极高的粘结强度。另外它有很高的内聚强度等力学性能，因此它的粘结性能特别强，可用作结构胶。 (3) 固化收缩率小。一般为1%-2%，是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一，线膨胀系数也很小，一般为6×10-5/°C，所以产品尺寸稳定，内应力小，不易开裂。 (4) 工艺性好。环氧树脂固化时基本上无低分子挥发物产生，所以可低压成型或接触压成型。配方设计的灵活性很大，可设计出适合各种工艺性要求的配方。 (5) 电性能好。是热固性树脂中介电性能最好的品种之一。 (6) 稳定性好。不含碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质，环氧固化物具有优良的化学稳定性。其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。 (7) 环氧固化物的耐热性一般为80-100°C，耐热品种的环氧树脂可达200°C 或更高。 (8) 综合性能优。在热固性树脂中，环氧树脂及其固化物的综合性能最好[34] 力学性能高:环氧树脂具有很强的内聚力分子结构致密,所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。 粘接性能优异:环氧树脂固化体系中活性极大的羟基,醚键,胺键,酯键环氧基等极性集团赋予环氧固化物以极高的粘接强度。再加上它有很高的内聚强度等力学性能,因此它的粘接性能特别强,可用作结构胶。
热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛，加工成型简便、生产效率高等特点，并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能，如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性，已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点：酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快，但较脆、需高压成型；不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低，但性能较差；环氧树脂的粘结强度和内聚强度高，耐腐蚀性及介电性能优异，综合性能最好，但价格较贵。因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料，也有人称为环氧增强塑料)的品种很多，其名称、含义和分类方法也没有完全统一，但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合，使之能用作受力结构材料，并能按受力情况设计和制造材料，以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合，以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷达罩等。需要指出的是，无论使用的是材料的哪一种功能性，都必须具有必要的力学性能，否则再好的功能材料也没有实用性。已有些功能材料同时还要有很高的强度，如高压绝缘子芯棒，要求绝缘性和强度都很高，是一种绝缘性结构复合材料。 (2)按成型压力可分为高压成型材料(成型压力5—30MPa)，如环氧工程塑料及环氧层压塑料；低压成型材料(成型压力＜2．5MPa)，如环氧玻璃钢和高性能环氧复合材料。玻璃钢和高性能复合材料由于制件尺寸较大(可达几个㎡)、型面通常不是平面，所以不宜用高压成型。否则模具造价太高，压机吨位太大，因而成本太贵。 (3)按环氧复合材料阶性能、成型方法、产品及应用领域的特点，并照顾到习惯上的名称综合考虑可分为：环氧树脂工程塑料、环氧树脂层压塑料、环氧树脂玻璃钢(通用型环氧树脂复合材料)及环氧树脂结构复合材料。 3、环氧树脂复合材料的特性 (1)密度小，比强度和比模量高。高模量碳纤维环氧复合材料的比强度为钢的5倍、铝合金的4倍，钻合金的3．2倍。其比模量是钢、铝合金、钦合金的5．5—6倍。因此，在强度和刚度相同的情况下碳纤维环氧复合材料构件的重量可以大大减轻。这在节省能源、提高构件的使用性能方面，是现有任何金属材料所不能相比的。 (2)疲劳强度高，破损安全特性好。环氧复合材料在静载荷或疲劳载荷作用下，首先在最薄弱处出现损伤，如横向裂纹、界面脱胶、分层、纤维断裂等。然而众多的纤维和界面会阻
WORD格式 环氧树脂 目录 材料简介应用特性类型分类使用指南国内主要厂商环氧树脂应用领域环氧树脂行业 材料简介 物，除个别外，它们环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合的 都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有，环氧基相对分子质量活泼的环氧基团为其特征团 可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。 应用特性 1、形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种 应用对形式提出的要求，其低的粘度到高熔点固 范围可以从极体。 2、固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在 0 ～ 180 ℃温度范围内固化。 3、粘附力强。环氧树脂分子链中固有的具有很高极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质的树脂固化时的收缩性低，产生内应力小，这也有助于提高 粘附力。环氧的粘附强度。 4 环氧基的、收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中开进行的，没有水或其它挥发性产物放出。它们和不饱和聚 环聚合反应来副酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2%）。 5 树脂体系具有优良的力学性、力学性能。固化后的环氧能。 6、电性能。固化后的环氧树脂体系是的优良绝一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧缘 材 料。 7、化学稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固 环氧树脂化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用和
使其具有特殊的化学稳定性固化剂，可以能。 8 性能的综合，使环氧树脂体系 、尺寸稳定性。上述的许多具有突出的尺寸稳定性和耐久性。 9 体系耐大多数霉菌，可以在苛 、耐霉菌。固化的环氧树脂刻的热带条件下使用。 类型分类 根据分子结构，环氧树脂大体上可分为五大类： 1、缩水甘油醚类环氧树脂 2、缩水甘油酯类环氧树脂 3、缩水甘油胺类环氧树脂 4、线型脂肪族类环氧树脂 5、脂环族类环氧树脂 专业资料整理
环氧树脂的主要应用领域 环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能、以及其使用工艺的灵活性是其他热固性塑料所不具备的。因此它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料，在国民经济的各个领域中得到广泛的应用。 ①涂料 环氧树脂在涂料中的应用占较大的比例，它能制成各具特色、用途各异的品种。其共性： (1)耐化学品性优良，尤其是耐碱性。 (2)漆膜附着力强，特别是对金属。 (3)具有较好的耐热性和电绝缘性。 (4)漆膜保色性较好。 但是双酚A型环氧树脂涂料的耐候性差，漆膜在户外易粉化失光又欠丰满，不宜作户外用涂料及高装饰性涂料之用。因此环氧树脂涂料主要用作防腐蚀漆、金属底漆、绝缘漆，但杂环及脂环族环氧树脂制成的涂料可以用于户外。 ②胶粘剂 环氧树脂除了对聚烯烃等非极性塑料粘结性不好之外，对于各种金属材料如铝、钢、铁、铜；非金属材料如玻璃、木材、混凝土等；以及热固性塑料如酚醛、氨基、不饱和聚酯等都有优良的粘接性能，因此有万能胶之称。环氧胶粘剂是结构胶粘剂的重要品种。 环氧树脂胶粘剂的主要用途见表l-1、表l-2及表l-3。 表1-1 环氧树脂胶粘 剂的主要用途
③电子电器材料 由于环氧树脂的绝缘性能高、结构强度大和密封性能好等许多独特的优点，已在高低压电器、电机和电子元器件的绝缘及封装上得到广泛应用，发展很快。主要用于： (1)电器、电机绝缘封装件的浇注。如电磁铁、接触器线圈、互感器、干式变压器等高低压电器的整体全密封绝缘封装件的制造。在电器工业中得到了快速发展。从常压浇注、真空浇注已发展到自动压力凝胶成型。 表1-2 环氧胶粘剂在土木建筑上的主要用途 表1-3 环氧胶粘剂在汽车上的主要用途
环氧树脂的合成与应用研究进展 摘要：本文综述了环氧树脂的结构特点及合成方法，阐述了用聚酰亚胺、二氧化钛、氰酸酯改性环氧树脂的研究，介绍了环氧树脂的应用领域并对其未来的发展方向进行了展望。 关键词：环氧树脂合成改性应用 0前言 环氧树脂是环氧氯丙烷和二酚基丙烷（双酚 A）在碱性环境下缩聚而成的一种高分子聚合物，是一种液体树脂，呈塑性，具有线性结构。双酚型环氧树脂的通式为： CH2 O CH CH2O B O CH2CH OH CH2O n B O CH2CH CH2 O 环氧树脂是目前普遍应用的先进复合材料树脂基体,由于具有优异的电气绝缘性、高机械强度、高化学稳定性,固化收缩率小,制品尺寸稳定性好,以及成型加工容易、应力传递性较好、成本低廉等优点,广泛应用于电子电气绝缘材料、先进复合材料基体、涂料、胶粘剂、轻工、建筑、机械、航航天航空等各个领域。[1]尽管环氧树脂的各种优良特性，使得其受到各行各业的青睐，但其自身还有一些地方不够理想，不能完全的实现产品的最优化。为此，研究人员对环氧树脂的合成以及改性方面进行了大量的研究，并已取得了一些相应的成果。 1 环氧树脂的合成方法 环氧树脂的合成主要有两类方法:一是多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等含活泼氢原子的化合物与环氧氯丙烷等含环氧基的化合物经缩聚而得。如双酚A缩水甘油醚型环氧树脂的合成通式为：
二是链状或环状双烯类化合物的双键与过氧酸（一般为过氧乙酸）经环氧化加成而得。[2]如脂环族环氧化树脂和环氧化烯烃类树脂： 2绝缘用环氧树脂的改性研究 （1）聚酰亚胺改性环氧树脂的研究 聚酰亚胺是一类性能优异的工程塑料。它具有许多优异性能,如耐高低温性能、突出的机械性能等,广泛应用于需要高热稳定性、优异的机械性能等的领域。用聚酰亚胺改性环氧树脂可以综合两者的优点,提高环氧树脂的热稳定性和韧性等其它性能,并取得了满意的结果。研究表明,聚酰胺酸(PAA)改性环氧体系失重50%的温度高达594℃, 800℃时余重为24%。双羟基邻苯酰亚胺固化环氧树脂的Tg也达230℃,双羟基或双羧基邻苯酰亚胺固化环氧树脂体系热稳定温度达370~380℃,当羧基当量和环氧当量达合适比例时,此固化剂固化酚醛型环氧900℃残留量高达41.3%。[3] 热塑性聚酰亚胺具有优异的机械性能,用它改性的环氧树脂的机械性能与未经改性的环氧树脂相比得到了较大改善。研究表明，随PEI质量分数的增加,固化树脂的韧性大大提高,K IC和G IC值比纯环氧树脂的提高1～2倍。这可能是由于PEI与环氧不相容,使树脂形成了相分离结构, PEI断裂时的塑性形变所致。[4] （2）纳米二氧化钛增韧环氧树脂复合材料的研究
二十世纪四十年代末，环氧树脂开始被应用于电工绝缘领域，至今已经有五十余年的历史。 双酚A型环氧树脂/酸酐体系是当前输变电设备绝缘浇注材料的主要品种，其优点突出： ?具有良好的粘接性； ?固化过程中收缩率低； ?在固化过程中不产生小分子； ?耐热性、耐药品性优良； ?机械强度高； ?电气绝缘性能优良。 但其缺点也很明显： ?脆性大，抗开裂性能差：如产品浇注后开裂，存放期开裂，低温开裂，在线路运行中开裂； ?脆性往往导致设备性能不达标：如局放不达标，耐冷热冲击不达标，动热稳定性不达标，绝缘子抗弯力不达标等； 随着对输变电设备性能要求的提高，问题越发突显出来。例如： 1、结构复杂的输变电设备及部件应力集中问题显著，更容易开裂； 2、设备使用条件更加严酷，如需要经受强烈温度冲击，适应电网运行波动，提高动热稳定性，保证长期质量，降低局放等。 产生上述问题的原因在于环氧树绝缘材料在输变电设备制造过程及使用过程中会受到多种力的作用：
1、固化过程中由于化学反应发生收缩产生的收缩应力； 2、环氧树脂与金属的线膨胀系数的差异产生的应力 表2-1 几种常用材料的线膨胀系数 材料名称线膨胀系数(10-6/℃) 石英0.5 铝~24 铜~16 环氧树脂~100 3、绝缘层自身因温度变化而产生应力 4、电动力与外力作用 可见，绝缘体受力是必然的，不能消除的，而且是不断变化的，这种应力的存在是使环氧树脂绝缘层产生内部裂纹的主要原因，而这种力又是客观存在的，因此只有提高环氧树脂本身抵抗这种内部应力的能力才是减弱和消除内部缺陷，从而降低局放的主要手段。 提高环氧树脂绝缘浇注制品品质的三个环节 1、设计合理 2、提高环氧树脂绝缘材料的韧性 3、浇注工艺合理 从以上三点来看，由于设计一般是固定的，所以运用合理的工艺和提高环氧树脂本身的韧性，减弱和消除绝缘体内部的气泡或缺陷是降低局放的根本方法。
环氧树脂 目录 材料简介应用特性类型分类使用指南国内主要厂商环氧树脂应用领域环氧树脂行业 材料简介 环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。 应用特性 1、形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。 2、固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～180℃温度范围内固化。 3、粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。 4、收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2%）。 5、力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。 6、电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。 7、化学稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。 8、尺寸稳定性。上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。 9、耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。 类型分类 根据分子结构，环氧树脂大体上可分为五大类： 1、缩水甘油醚类环氧树脂 2、缩水甘油酯类环氧树脂 3、缩水甘油胺类环氧树脂 4、线型脂肪族类环氧树脂 5、脂环族类环氧树脂 复合材料工业上使用量最大的环氧树脂品种是上述第一类缩水甘油醚类环氧树脂，而其中又以二酚基丙烷型环氧树脂（简称双酚A型环氧树脂）为主。其次是缩水甘油胺类环氧树脂。 1、缩水甘油醚类环氧树脂 缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类或醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的。