高韧性云母带用粘合剂的制备与性能研究

摘要

电机在运行过程中其绝缘层的老化现象会对绝缘系统的可靠性造成威胁，因此开发具有优异综合性能的云母带主绝缘体系是目前主绝缘领域的当务之急。本研究采用甲基纳迪克酸酐(MNA)为主要酸酐固化剂，与桐马酸酐复配成MNA/桐马/E-44体系粘合剂，并对最优基本配方进行不同种类增韧改性，以此获得具有高韧性且综合性能优良的云母带用粘合剂。
　　通过对云母带及粘合剂机械性能、耐热性及电学性能等综合性能的分析，确定其最优基本配方为MNA/桐马/环氧体系，且配比为MNA∶桐马∶E-44=5.5∶4.5∶10.4(摩尔比)。研究了端羧基液态丁腈橡胶(CTBN)增韧剂与实验室自制增韧剂改性粘合剂的配方，并测试了改性后云母带及粘合剂的各项性能。CTBN掺杂改性环氧树脂采用机械混合及预反应两种方式。其中机械混合掺杂改性粘合剂对云母带的韧性无明显作用，CTBN与环氧树脂预反应改性粘合剂对云母带的韧性有一定改善，两种掺杂方式改性云母带后刚性均有所降低。两种掺杂方式对云母带的电学性能影响不大，能够满足云母带的使用要求。
　　采用实验室自制增韧剂改性环氧树脂粘合剂，通过红外光谱分析可知，树脂的固化反应完全，且酰胺基的特征吸收峰较未改性时更尖锐，说明引入了大量的酰胺基。增韧剂掺量为15wt％时，云母带的冲击强度最高，横向冲击强度达77.76MJ/m2，较改性前提高21.03％;纵向冲击强度达68.09MJ/m2，较改性前提高43.35％，同时改性后弯曲强度仅有小幅下降，说明自制增韧剂改性云母带有增韧保强的作用。通过对增韧改性粘合剂固化物的断口微观形貌分析表明其存在明显的韧性断裂行为，且与环氧树脂有良好的相容性。增韧剂掺量15wt％时云母带的介电强度为72.08MV/m，介电损耗为0.0037，体积电阻率为4.88x1013Ω·m，介电常数为3.30，表明增韧剂改性环氧树脂后云母带的绝缘性能优异。热稳定性分析可知，增韧剂改性后的粘合剂固化物TG曲线向高温方向平移，表明改性后固化物热稳定性提高。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 云母带

1．2．1 云母带组成

1．2．2 云母带用粘合剂的组成

1．2．3 固化剂的选择

1．2．4 云母带用粘合剂的发展及趋势

1．3 环氧树脂粘合剂的增韧改性

1．3．1 纳米粒子增韧改性环氧树脂

1．3．2 热致液晶聚合物增韧改性环氧树脂

1．3．3 橡胶弹性体增韧改性环氧树脂

1．3．4 热塑性树脂聚合物增韧改性环氧树脂

1．4 课题主要研究内容

第2章 实验部分

2．1 实验原料及设备

2．2 云母带粘合剂及层压板的制备

2．2．1 粘合剂的制备工艺

2．2．2 粘合剂的固化工艺

2．2．3 云母带及层压板的制备工艺

2．3 测试方法

2．3．1 酸值测试

2．3．2 环氧值测试

2．3．3 凝胶化时间测试

2．3．4 红外光谱测试

2．3．5 热重分析测试

2．3．6 扫描电子显微镜测试

2．3．7 力学性能测试

2．3．8 电学性能测试

2．4 本章小结

第3章 粘合剂基本配方的确定

3．1 MNA／E-44体系掺量的确定

3．1．1 MNA／E-44体系固化前后红外对比

3．1．2 MNA掺量对云母带力学性能的影响

3．1．3 MNA掺量对云母带电学性能的影响

3．2 MNA／桐马／E-44体系云母带的性能分析

3．2．1 MNA／桐马／E-44体系固化前后红外对比

3．2．2 MNA／桐马／E-44体系云母带的力学性能分析

3．2．3 MNA／桐马／E-44体系云母带的电学性能

3．2．4 MNA／桐马／E-44体系云母带的耐热性能分析

3．3 本章小结

第4章 不同增韧剂改性云母带的研究

4．1 CTBN改性云母带粘合剂

4．1．1 CTBN与E-44机械混合云母带力学性能

4．1．2 CTBN与E-44机械混合云母带电学性能

4．1．3 CTBN与E-44预反应工艺确定

4．1．4 CTBN与E-44预反应的云母带力学性能

4．1．5 CTBN与E-44预反应的云母带电学性能

4．2 自制增韧剂改性云母带粘合剂

4．2．1 自制增韧剂改性E-44环氧保留率测定

4．2．2 自制增韧剂改性粘合剂固化前后红外对比

4．2．3 增韧剂掺量对云母带力学性能的影响

4．2．4 断面扫描电镜分析

4．2．5 增韧剂掺量对云母带电学性能的影响

4．2．6 增韧剂掺量对云母带粘合剂耐热性的影响

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢