1前言

       真空壓力浸漬(v．P．I)技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)、應(yīng)用最廣泛的絕緣處理技術(shù)，廣泛應(yīng)用
于發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)的線圈主絕緣處理。其中，真空壓力浸漬樹(shù)脂對(duì)絕緣性能起著決定性的作用。環(huán)氧樹(shù)脂可以經(jīng)酸酐類固化劑固化成型，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，具有良好的絕緣性能、機(jī)械性能
和耐高溫性能，是浸漬樹(shù)脂的首選材料之一。但是，近年來(lái)電力設(shè)備技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)浸漬樹(shù)脂提出了越來(lái)越高的要求。電力設(shè)備工作電壓、工作溫度及尺寸等不斷增加，而電力設(shè)備的工作環(huán)境更加惡劣，這就要求浸漬樹(shù)脂具有更優(yōu)良的絕緣性能和機(jī)械性能以承受各種環(huán)境應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和電應(yīng)力等。環(huán)氧樹(shù)脂本身粘度高，不能滿足大型真空壓力浸漬工藝的要求，需要添加稀釋劑降低粘度，傳統(tǒng)的苯乙烯類稀釋劑由于其毒性已經(jīng)不能滿足環(huán)保的要求；此外，環(huán)氧樹(shù)脂通常韌性差，質(zhì)脆，需要對(duì)其進(jìn)行增韌改性。對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的增韌改性通常采用添加增韌改性劑如納米粒子、反應(yīng)性橡膠[8]、熱塑性塑料、聚硅氧烷等方法。本文采用無(wú)毒環(huán)保的有機(jī)硅氧烷作為環(huán)氧真空壓力浸漬樹(shù)脂的稀釋劑和增韌改性劑，研究了有機(jī)硅氧烷對(duì)體系粘度、絕緣性能和機(jī)械性能的影響。

2實(shí)驗(yàn)部分

2.1原料

    脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂（UVR6105，陶氏化學(xué)）；甲基六氫鄰苯二甲酸酐（MHHPA），上海理億科技；環(huán)氧基硅烷（A187和W78，通用化學(xué)）；潛伏性促進(jìn)劑（乙酰丙酮金屬絡(luò)合物，市售）

2.2實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試方法

    簡(jiǎn)支梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度：Rayran沖擊實(shí)驗(yàn)儀；GB/T2571 -1995，樣條尺寸：80mm×10 mm
x 4 mm;彎曲強(qiáng)度：CMT503電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)（深圳新三思）；GB/T2570 -1995，樣條尺寸：80mm×15 mm×4mm;

       介電性能隨溫度的變化：西林電橋（2801型，TETTEX AG Instrument．瑞士）；
       介電性能隨頻率的變化：阻抗儀(CONCEPT 40，Novocontrol，德國(guó))
       體積電阻率：數(shù)顯高阻計(jì)
       擊穿強(qiáng)度：交流擊穿強(qiáng)度測(cè)試儀(AHDZ，上海藍(lán)波)
       粘度：旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)

2.3樣品制備

      將潛伏性固化促進(jìn)劑與環(huán)氧樹(shù)脂混合，在約150℃下混合均勻后，抽真空除氣半小時(shí)，降溫至80℃，加入酸酐固化劑及稀釋劑并混合均勻，抽真空除氣半小時(shí)。然后在烘箱中固化。固化條件：135℃/3h+160℃/14h。

3結(jié)果與討論

3.1硅氧烷對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂粘度的影晌        由于A187和W78是低分子化合物，其粘度很低，且分子結(jié)構(gòu)中含有環(huán)氧基團(tuán)，與環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的相容性，可在任何溫度下互溶，是非常有效的環(huán)氧樹(shù)脂稀釋劑。從圖l可以看出，在100份環(huán)氧樹(shù)脂中加入10份A187或者W78，就可以使其初始粘度下降50%以上。

3.2環(huán)氧基硅烷對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂介電性能的影響

      介質(zhì)損耗( tan8)、介電常數(shù)(￡)、體積電阻率(p，)和擊穿強(qiáng)度是表征絕緣材料性能的重要
指標(biāo)。本文研究了環(huán)氧基硅烷對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂絕緣性能的影響，結(jié)果如圖2和表1。

       圖2 (a)表示了在工頻(50Hz)條件下，環(huán)氧樹(shù)脂的介質(zhì)損耗( tan6)和介電常數(shù)(￡)隨溫度的變化?？梢钥闯?，在低溫條件下(155℃以下)，tan8和￡都隨著溫度的增加而變化不大；在高溫條件下（155℃以上），tan8和￡都隨著溫度的增加而快速增加。這是由于在低溫下，極性基團(tuán)或側(cè)基及離子等都被緊緊地束縛在環(huán)氧樹(shù)脂的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，其活動(dòng)困難，很難沿著電場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)、取向或遷移，因而體系表現(xiàn)出比較低的tan8和￡值。而隨著溫度升高并接近其玻璃化轉(zhuǎn)
變溫度時(shí)，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)對(duì)極性基團(tuán)或側(cè)基及離子的束縛減弱，其活動(dòng)能力增加，同時(shí)在高溫下，部分弱聯(lián)結(jié)解離增加，導(dǎo)致離子數(shù)目增多，因而體系tan8和￡值增加。此外，從圖中可以看出在溫度低于155℃的條件下，硅氧烷改性的環(huán)氧樹(shù)脂表現(xiàn)出與純環(huán)氧樹(shù)脂類似的介電性能；而在溫度高于155℃的情況下，硅氧烷改性的環(huán)氧樹(shù)脂體系明顯表現(xiàn)出比較高的tan8和￡值且隨溫度的增加而迅遽增加。這可能是由于本研究采用的兩種硅氧烷都是單環(huán)氧基化合物，其加入導(dǎo)致體系的交聯(lián)密度下降，故而玻璃化溫度也降低，因此，隨著溫度升高至接近其玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)，其tan6和￡值明顯增加。而純環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)密度大，玻璃化溫度高，在180℃之前其tan6和￡未出現(xiàn)明顯的變化。

       圖2 (b)表示了在常溫下，環(huán)氧樹(shù)脂的介電性能隨頻率的變化情況。從圖中可以觀察到明顯的離子·界面極化松弛和B-松弛。同時(shí)，可以看出，在低頻下，硅氧烷改性的環(huán)氧樹(shù)脂表現(xiàn)出略高的tan8值；而在高頻下，則表現(xiàn)出略低的tan8值。這說(shuō)明硅氧烷改性的環(huán)氧樹(shù)脂比純環(huán)氧樹(shù)脂具有比較低的偶極極化松弛，但其離子．界面極化松弛比較明顯。表1列出了不同環(huán)氧樹(shù)脂體系的擊穿強(qiáng)度和體積電阻率，從中可以看出，硅氧烷稀釋劑對(duì)體系的擊穿強(qiáng)度沒(méi)有不良影響；硅氧烷的加入可以提高常溫下環(huán)氧樹(shù)脂的體積電阻率；而155℃條件下的體積電阻率略有下降，這可能是由于硅氧烷的加入降低了環(huán)氧樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度而引起的。

3.3硅氧烷對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂機(jī)械性能的影響

       表2列出了環(huán)氧樹(shù)脂的沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量。從表中可以看出，環(huán)氧基硅氧烷的加入對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的彎曲強(qiáng)度和彎曲模量影響不大；但可以明顯提高環(huán)氧樹(shù)脂的沖擊強(qiáng)度。這可能是由于所采用的硅氧烷中含有脂肪族單環(huán)氧基團(tuán)，鏈比較長(zhǎng)，柔順性較好；此外，有機(jī)硅氧烷中的烷氧基可以水解交聯(lián)形成-Si-O-Si-長(zhǎng)鏈，具有良好的柔順性，從而提高環(huán)氧樹(shù)脂的沖擊強(qiáng)度。
4結(jié)論

       經(jīng)環(huán)氧基硅氧烷改性的環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)良的加工性、機(jī)械性能和絕緣性能。環(huán)氧基硅氧烷(A187)和(W78)可以作為環(huán)氧真空壓力浸漬樹(shù)脂的稀釋劑和增韌改性劑。