[发明专利]树脂真空脱气二级混料温度压力控制系统

说明书

(一)技术领域:

本发明涉及树脂真空脱气二级混料温度压力控制系统,用于当改变环氧树脂混料配方或抽真空工况时,检测其环氧树脂混料在各设定点温度与压力组合的真空搅拌脱泡效果,从而选择合适的温度与压力设定值。由于环氧树脂混料的各组成材料及其配比的灵活多样,其真空搅拌脱泡性能差异很大,因此需要针对性地设置其工艺参数。

(二)背景技术:

环氧树脂的材料配方设计的灵活多样,使环氧树脂在电力、电子电器等领域得到广泛应用,特别是电力互感器、变压器、绝缘子等电器的浇注材料,当环氧树脂应用于高电压电器时,要求它具有极低的局部放电量,否则将因局部放电量超标而过早老化、漏电甚至于击穿引发事故。环氧树脂材料中的气孔是产生局部放电的最主要原因,因此在环氧树脂浇注时,均采用真空浇注脱泡技术尽可能减少浇注制品中的气隙和气泡。

基于气体在液体中溶解度与液体温度和压力相关的原理,在高粘度液体脱泡过程中应用较多的是真空搅拌脱泡及真空薄膜脱泡等方法。

典型的工艺是将树脂、固化剂和硅徽粉、色浆等填料按配比计算出各组份重量,称重后预先在烘箱中预热60℃/3～4h,其混料分一级和二级混料系统。在二级混料系统中先启动储料罐A、储料罐B的加热系统及真空系统。再往储料罐A加入预热后的树脂、填料,并往储料罐B中加入预热后的固化剂、填料,将储料罐A搅拌温度设定为55℃,搅拌3～4小时,将储料罐B搅拌温度设定为50℃,搅拌3～4小时。然后对储料罐A、储料罐B抽真空搅拌,真空度均设为4mbar。经上述真空脱泡后,然后在混料罐中混料搅拌再抽真空后将混料导入浇注罐中浇注再经固化炉加温固化后脱模。

(三)发明内容:

在空气中气体对于高粘度环氧树脂混料液体也具有一定的溶解度,但在混料液体深处气泡尺寸很小,通常以微气泡形式存在,微气泡依靠自身浮力上升的速度是极其缓慢的,必须依靠外力将气泡带到液面,因此目前较为有效的脱泡方式是采用真空搅拌脱泡和真空薄膜脱泡等方法。在搅拌槽中的压力从上至下依次增大,在中上部出现了较大的低压区,因此,根据气泡生成的条件,气泡主要在中、上部生长、集聚和脱泡。

由于液态环氧树脂混料的各组成材料及其配比各不相同,还可能由于环氧树脂、固化剂内在质量问题,造成每批混合料的凝胶时间不一致,以及所使用的真空脱气设备性能及其采用的真空搅拌脱泡工艺差异很大,因此现有真空搅拌脱泡的工艺参数设置多是凭经验或参照相似工艺设置,针对性差,而且,其设定值没有随混料配方或材料的生产厂家或工况变化而合理改变,因此控制效果差。本发明介绍树脂真空脱气二级混料温度压力控制系统,在二级混料系统中储料罐A是一环氧树脂、填料混料脱气系统,其特征是当改变混料配方或生产厂或抽真空工况时,通过现场检测比较储料罐A在升温和真空搅拌脱泡过程中,其混料在各特定温度和所设置的压力设定值下的真空搅拌脱泡效果,使其可在原有系统中不影响生产实现平时真空搅拌脱泡工艺的温度和压力(真空度)的参数选择。

本系统储料罐A压力的设定是随升温过程采用分段设置。在升温初期混料粘度较高,温度也不均匀,微小气泡遇低温层易被凝结和缩小,而且粘性越大气泡越不易逸出,因此这时候采用低的压力不能实现有效脱泡反而浪费能耗和设备损耗,此阶段主要使混料搅拌均匀并抽取罐中的气体保持一定真空度,当温度继续升高粘度下降混料中的气泡易于逸出可以实现有效脱泡时,由于材料的饱和蒸汽压与温度和压力有关,此时温度相对较低因此可以选择较低的压力设定值有助于气泡生长逸出而且不会超过混料中材料的饱和蒸汽压,当温度继续升高混料的压力设定值须避免超过混料材料的饱和蒸汽压引起混料配比的变化影响产品质量。

另一方面,环氧树脂随温度升高粘度快速下降,但当温度上升到一定值时,粘度下降趋势变缓,最后基本上趋于某个数值,另外环氧树脂混料中填料的填充量越多粒度越细其混料粘度增大越多。它使环氧树脂温度、粘度对应关系在混料中向粘度增大方向偏移,由于粘度直接影响气泡逸出,当气泡上升到近液面后,气泡并不能立刻逸出,而是在压差的作用下,气泡继续膨胀,并在近液面下停留一段时间,当挣脱液面张力后,才能逸出或破裂,其停留时间随压力、混料液体的粘性的降低而缩短。

综上所述,气泡逸出效率与环氧树脂混料的粘度密切相关,而环氧树脂混料粘度又与温度不成线性关系,因此对于不同的混料就存在不同的最佳温度设定值。