关于浇注大型变压器工艺的建议.docx

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关于浇注大型变压器工艺的建议

第一篇关于浇注大型变压器工艺的建议

一、关于程序升温

程序升温的目的：

控制反应放热，使反应平稳进行。

升温程序合理与否的判据：

测量浇注料温度，应与固化炉温度贴近，若高于固化炉温度为不合理，

实验可在反应瓶中进行，可准确评价升温程序的合理性。

固化最高温度的确定：

理论上，只要高于玻璃化温度，浇注料玻璃化温度与固化最高温度无

关，较低温度长时间固化同样能良好固化。

固化温度不适当的提高，

会导致较大的应力。

二、关于程序降温

程序降温的目的：

控制内应力，避免产品开裂。

程序降温确定原理：

材料在高于玻璃化温度时，表现为高弹态，此时内应力可以全部释放，

释放应力的过程可称之为退火，通常是在略高于玻璃化温度下退火。

当

材料低于玻璃化温度时，

表现为玻璃态，分子运动被完全冻结，内应力不可能释放。

因此，在

玻璃化温度之下无保温的必要。

对许继产品程序降温的建议：

TMA测量结果显示玻璃化温度为71.8℃，建议最高固化温度为120℃

固化结束后缓慢冷却至90℃，保温12小时，再冷却至80℃，保温12

小时，再冷却至70℃，保温12小时，之后缓慢冷却至室温。

第二篇CER5211说明书

组份

A组份无色透明液体，改性环氧树脂100重量比

B组份浅黄色液体，改性酸酐固化剂100重量比

应用领域

适用于薄绝缘类干式变压器的浇注制造，建议与填料配合使用

性能特点

低应力设计，耐开裂性能优异；

粘度低，渗透性能优良；

机械及介电性能良好；

耐老化、耐化学药品及耐气候。

优异特性

耐开裂性能优异、耐冷热冲击性能好；

加入本公司专用浇注填料，防沉降效果佳，固化物性能匀称。

性能指标

单组份性能指标

A组份高粘度液体，为改性环氧树脂

粘度（25℃）mPa·s3000~4000

密度（25℃）g/cm31.1~1.2

蒸汽压（25℃）mbar1·10-2

（60℃）mbar5·10-2

环氧当量equiv/kg4.5~4.8

B组份黄褐色透明液体，为改性酸酐固化剂

粘度（25℃）mPa·s140~230

密度（25℃）g/cm31.1~1.2

蒸汽压（25℃）mbar7·10-3

（60℃）mbar2·10-1

酸酐值equiv/kg4.3~4.8

起始粘度-温度曲线

温度

A+B

的起始粘度（mPa·s）

A：

B：

填料=100：

100：

300

的起始粘度（mPa·s）

60℃

100~170

2000~3000

70℃

55~90

1500~2500

80℃

45~75

1000~1800

凝胶化时间-温度曲线

项目

不加填料

加填料

配方

A组份：

100

B组份：

100

A组份：

100

B组份：

100

填料：

300

凝胶化时间

（h）

80℃

5~7

5.5~7.5

90℃

2~4

2.5~5.0

100℃

1.3~2.0

1.6~2.4

浇注工艺

在浇注前，应对A料与B料充分预热，预热温度一般在70-80℃左右。

当气温很低时，B料可能有析出，可适当增B料的预热时间，使析出物溶解，部分取用时应充分搅拌均匀。

客户可根据需要加入适当的填料，充分搅拌均匀后，真空脱泡浇注。

关于填料的用量及浇注的温度，则建议客户根据具体所用填料的情况予以选择。

为了防止浇注过程中粘度增加，要求浇注应在1.5-2小时内结束。

上述技术参数中所使用的填料系本公司专门为该工艺设计的多级配改性防沉填料，使用该填料，建议用量为A：

B：

填料=100：

100：

300，浇注温度为70-80℃。

浇注结束后按推荐的固化工艺进行固化，固化结束后，让浇注件缓慢冷却至室温。

固化条件：

80℃/5h+90℃/5h+120℃/8h

固化性能

试验项目

标准

单位

不加填料

加填料

拉伸强度

GB1040

N/mm2

65~75

65~75

拉伸模量

GB1040

N/mm2

2500~3800

10000~12000

冲击强度

GB1043

KJ/m2

20~30

11~15

弯曲强度

GB1042

N/mm2

110~120

110~130

玻璃化温度

DSC

℃

60~70

60~70

线膨胀系数

TMA

K-1

30~35·10-6

30~35·10-6

破坏温度

TGA

℃

350

350

煮沸吸水率

GB1034

%

0.2~0.3

0.1~0.2

表面电阻率

GB1410

Ω

1014~15

1014~15

体积电阻率

GB1410

Ω·cm

1014~15

1014~15

击穿强度

GB1408

KV/mm

18~20

18~20

填料使用说明

使用填料的优缺点：

加入填料除了能大大降低原材料成本外，还可以使浇注件的多方面性能有一定程度的提高，具体表现在加入填料后的制件其抗压强度、热变形稳定性、持久耐温性、导热性、模量、硬度、防漏电性及抗电弧能力都得到改善，并降低了材料的热膨胀系数。

但由于加入填料，体系的粘度将大为增加，从而对操作工艺的要求提高。

此外，填料的加入易引入杂质，并且填料易吸水，若不注意进行处理，这将对产品的性能带来非常不利的影响。

填料的处理与添加：

填料的处理对于材料性能至关重要，因为填料中的杂质与水分对材料有诸多方面的不利影响，因而对填料的处理是为了充分保证其清洁性与干燥性。

在填料的存放及操作时，应对以上两点特别注意，在使用填料前，需对填料进行高温（140℃左右）烘干。

另外填料表面处理也很重要，若填料表面不能形成与环氧树脂的偶联作用，将会对浇注件的性能有不良的影响。

保管方法

A组份、B组份都要在密封、干燥、冷暗处保管；

要特别注意防止B组份受潮；

一旦开罐后，应尽快全部用完；

坚持先入库先使用的原则。

使用注意事项

A组份为改性环氧复合物，B组份为改性酸酐复合物，其固化物安全无毒，美国食品和药物管理局许可其与食品接触，但液体环氧树脂和酸酐有微弱的刺激性，少数皮肤敏感的人可能因直接接触到皮肤而发生接触性皮肤炎或因过敏而引起变态反应性皮炎，作业时请注意以下事项：

注意作业场地良好通风；

在固化炉上部设置局部排气装置；

作业时带好手套、穿好工作服，避免A液、B液及其固化物直接接触皮肤；

当A组份或B组份沾在皮肤上时，尽快用温水和使用中性肥皂洗净，沾污量较多时，可先用以酒精类溶剂浸过的纱布擦干净，然后再用中性肥皂、温水洗净；

当眼睛里溅入A组份、B组份时，应立即用大量的清水冲洗后迅速请眼科医生治疗；

误当成饮料喝下去时，可立刻灌入大量的水使之呕吐之后，立即请医生治疗。

第三篇CER5217说明书

组份

A组份高粘度液体，为预填充改性环氧树脂100重量比

B组份半固态，为预填充改性酸酐固化剂100重量比

应用领域

低应力设计，适用于干式变压器、互感器及绝缘子等电工器件的浇注制造

工艺特点

本产品为预填充复合料，作业环境清洁，避免引起环境污染及硅肺危害；

工艺简便，设备简单，生产周期短；

操作温度下浇注粘度低，作业性能优良；

该产品最显着的特点在于没有沉降现象发生，避免了在操作中由于沉降带来的种种不便及物料的浪费和混料比例的偏差。

性能特点

本产品具有优良的抗开裂能力；机械及介电性能良好；

优良的热安定性、耐侯性能；不易沉降，保证了固化物的性能均一性。

优异特性

低应力设计，优异的抗开裂性能；

该产品最显着的特点在于没有沉降现象发生，固化物性能均一。

性能指标

单组份性能指标

A组份高粘度液体，预填充改性环氧树脂

粘度（25℃）mPa·s41000~56000

密度（25℃）g/cm31.7~1.8

蒸汽压（25℃）mbar1·10-2

（60℃）mbar5·10-2

环氧当量equiv/kg1.8~2.0

B组份预填充改性酸酐固化剂

粘度（25℃）mPa·s3600~5200

密度（25℃）g/cm31.6~1.7

蒸汽压（25℃）mbar7·10-3

（60℃）mbar2·10-2

A、B组份的η–T曲线

温度

A组份的粘度（mPa·s）

B组份的粘度（mPa·s）

40℃

9800~14000

2900~4500

60℃

4200~6400

1800~2600

80℃

2300~3200

750~1300

组合料性能指标

温度

组合料的起始粘度（mPa·s）

温度

组合料的凝胶化时间（h）

60℃

2100~2900

80℃

7.0~8.5

70℃

1650~2300

90℃

5.0~6.9

80℃

1050~1620

100℃

2.8~4.2

固化性能

试验项目

标准

单位

特征值

拉伸强度

GB1040

N/mm2

65~75

拉伸模量

GB1040

N/mm2

10000~12000

冲击强度

GB1043

KJ/m2

11~15

弯曲强度

GB1042

N/mm2

110~130

玻璃化温度

DSC

℃

70~80

线膨胀系数

TMA

K-1

30~35·10-6

破坏温度

TGA

℃

350

煮沸吸水率

GB1034

%

0.1~0.2

表面电阻率

GB1410

Ω

1014~15

体积电阻率

GB1410

Ω·cm

1014~15

击穿强度

GB1408

KV/mm

18~20

工艺说明

浇注前，A、B组份分别于80℃中预热，预热时间依具体情况而定，建议A料冬天预热时间6-12h、夏天预热时间4-8h，B料冬天预热时间6-12h、夏天预热时间4-8h。

计量混合搅拌均匀，真空脱泡，真空压力在2-3.5乇、物料罐温度控制在70-80℃。

脱泡完全后，进行真空浇注，浇注温度70-80℃，真空压力2毫巴，之后按固化条件固化。

说明：

1）整个浇注过程应在2.5~3.0小时内结束。

2）物料尽量整桶使用，若部分取用，则应对物料充分搅拌均匀后方可取用。

浇注程序见下表

固化条件：

80℃/5h+90℃/5h+120℃/8h

保管方法

A组份、B组份都要在密封、干燥、冷暗处保管；

要特别注意防止B组份受潮；

一旦开罐后，应尽快全部用完；

坚持先入库先使用的原则。

使用注意事项

A组份为改性环氧复合物，B组份为改性酸酐复合物，其固化物安全无毒，美国食品和药物管理局许可其与食品接触，但液体环氧树脂和酸酐有微弱的刺激性，少数皮肤敏感的人可能因直接接触到皮肤而发生接触性皮肤炎或因过敏而引起变态反应性皮炎，作业时请注意以下事项：

注意作业场地良好通风；

在固化炉上部设置局部排气装置；

作业时带好手套、穿好工作服，避免A液、B液及其固化物直接接触皮肤；

当A组份或B组份沾在皮肤上时，尽快用温水和使用中性肥皂洗净，沾污量较多时，可先用以酒精类溶剂浸过的纱布擦干净，然后再用中性肥皂、温水洗净；

当眼睛里溅入A组份、B组份时，应立即用大量的清水冲洗后迅速请眼科医生治疗；

误当成饮料喝下去时，可立刻灌入大量的水使之呕吐之后，立即请医生治疗。

第四篇CER5211浇注工艺参数选择

一、温度/促进剂量-凝胶化时间关系

促进剂量

70℃的凝胶化时间

80℃的凝胶化时间

90℃的凝胶化时间

0.15phr

22±3h

11±2h

6±1h

0.20phr

13±2h

7.5±1h

4.5±1h

0.25phr

10±2h

6.5±1h

4.5±1h

数据说明：

上表测试数据的物料配方为：

CER5211A100

CER5211B（未加促进剂）100

促进剂x（0.15、0.20、0.25）

测试温度分别为：

70℃、80℃、90℃。

结果分析：

由上表数据可以看出：

对于同一配方，浇注温度、促进剂用量对于物料的凝胶化时间有很大的影响，需要较为严格地控制好浇注温度及促进剂的用量。

浇注过程中，须确保实际温度与理论设定温度基本相一致。

二、填料相对含量对凝胶化时间的影响（表-2）

填料相对含量

70℃凝胶化时间

80℃凝胶化时间

90℃凝胶化时间

200/200

13h

7.5h

4.5h

250/200

13h

7.7h

4.7h

*300/200

13h

8.0h

4.9h

数据说明：

上表测试数据的物料配方为：

CER5211A100

CER5211B（促进剂为0.20）100

600M填料（浙江华能）x（200、250、300）

*300/200中的300表示600M填料（浙江华能产，以下填料相同）的量，200表示树脂、固化剂基料的量。

结果分析：

实验表明，填料的相对用量对凝胶化时间的影响很小。

三、不同温度下的固化曲线

下列实验分别测试物料在不同的温度、不同的填料用量时的固化曲线，其实验配方为：

CER5211A100

CER5211B（未加促进剂）100

促进剂BDMA0.15、0.20或0.25

600M填料（浙江华能）200、250或300

测试数据见下列表格（表-3.1.1~表-3.3.3）中所示，表格中η0h表示物料的起始粘度，η2h表示物料反应2小时时刻的粘度，η4h表示物料反应4小时时刻的粘度。

3.1、填料为200phr（树脂固化剂基料为200phr）

3.1.1促进剂量为0.15phr的时间-粘度表（表-3.1.1）

某时刻物料粘度

70℃

80℃

90℃

η0h（mPa.s）

810±100

410±50

250±30

η2h（mPa.s）

960±100

600±60

700±100

η4h（mPa.s）

1400±150

1400±200

1760±200

3.1.2促进剂量为0.20phr的时间-粘度表（表-3.1.2）

某时刻物料粘度

70℃

80℃

90℃

η0h（mPa.s）

810±100

410±50

250±30

η2h（mPa.s）

1100±100

740±100

1040±100

η4h（mPa.s）

1800±200

2000±200

3600±400

3.1.3促进剂量为0.25phr的时间-粘度表（表-3.1.3）

某时刻物料粘度

70℃

80℃

90℃

η0h（mPa.s）

810±100

410±50

250±30

η2h（mPa.s）

1200±150

830±100

1400±200

η4h（mPa.s）

2100±200

2200±300

6000±2000

3.2、填料为250（树脂固化剂基料为200）

3.2.1促进剂量为0.15phr的时间-粘度表（表-3.2.1）

某时刻物料粘度

70℃

80℃

90℃

η0h（mPa.s）

1100±200

700±100

360±50

η2h（mPa.s）

1200±200

1000±200

800±200

η4h（mPa.s）

1800±300

2200±400

2200±400

3.2.2促进剂量为0.20phr的时间-粘度表（表-3.2.2）

某时刻物料粘度

70℃

80℃

90℃

η0h（mPa.s）

1100±200

700±100

360±50

η2h（mPa.s）

1500±300

1400±300

1100±300

η4h（mPa.s）

2200±400

3000±500

5500±1000

3.2.3促进剂量为0.25phr的时间-粘度表（表-3.2.3）

某时刻物料粘度

70℃

80℃

90℃

η0h（mPa.s）

1100±200

700±100

360±50

η2h（mPa.s）

1700±300

1600±300

1600±400

η4h（mPa.s）

3600±500

7800±2000

11000±2000

3.3、填料为300（树脂固化剂基料为200）

3.3.1促进剂量为0.15phr的时间-粘度表（表-3.3.1）

某时刻物料粘度

70℃

80℃

90℃

η0h（mPa.s）

2000±400

1200±200

550±100

η2h（mPa.s）

2900±500

2200±300

2200±400

η4h（mPa.s）

4800±1000

3500±500

3500±500

（1）

3.3.2促进剂量为0.20phr的时间-粘度表（表-3.3.2）

某时刻物料粘度

70℃

80℃

90℃

η0h（mPa.s）

2000±400

1200±200

550±100

η2h（mPa.s）

3400±500

3100±400

2700±500

η4h（mPa.s）

5500±1000

4000±500

（2）

9800±2000

3.3.3促进剂量为0.25phr的时间-粘度表（表-3.3.3）

某时刻物料粘度

70℃

80℃

90℃

η0h（mPa.s）

2000±400

1200±200

550±100

η2h（mPa.s）

4000±800

4200±500

3200±600

η4h（mPa.s）

6500±1000

8800±2000

17000±3000

结果分析：

上述实验数据直观表明：

固化温度、促进剂的用量、填料的用量对物料的粘度有很大的影响。

浇注工艺选择的三个依据：

（1）浇注温度下，物料2小时的时刻粘度小于2000mPa.s；

（2）物料4小时的时刻粘度小于4000mPa.s；（3）控制填料沉降。

四、固化物色泽对比实验

项目

CIBA公司的原料

江天公司的原料

物料配方

CIBACT-225：

100

CIBACT-227：

100

江天浇注专用填料：

200

CIBA黑色浆：

x

CIBA白色浆：

y

CER5211A：

100

CER5211B：

100

江天浇注专用填料：

200

CIBA黑色浆：

x

CIBA白色浆：

y

x/0.45、y/0.50

固化物都为灰色，色泽没有差异

x/0.9、y/1.0

固化物都为灰色，色泽没有差异

x/1.8、y/2.0

固化物都为灰色，色泽没有差异

结果分析：

使用江天公司的CER5211作为绝缘树脂，和CIBA的树脂一样，固化物没有色彩缺陷。

五、推荐工艺

根据上述实验结果及浇注工艺选择的三个依据，推荐工艺为：

促进剂BDMA为0.20phr（考虑用户初次使用且BDMA用量很小，此次已将其加至CER5211B中）、填料用量为200~300phr、浇注温度为80℃、浇注操作时间控制在2小时内。

特殊情况下，建议用户根据自己的实际情况作相应调整。

第五篇不同填料使用比较

填料一直广泛地作为增量剂，以期降低制造成本，改善某些性能。

环氧树脂绝缘材料亦常采用填料来改进机械、热、电性能等，特别是降低收缩率。

为了获得良好的改性效果，必须充分考虑填料与树脂的粘接性、填料在树脂中的稳定性，填料对树脂的促变性等方面。

下面分别列出了三种不同填料：

600M填料（浙江华能）、浇注专用填料Ⅰ型（江天公司）、浇注专用填料Ⅱ型（江天公司）的性能对比结果。

一、填料用量的选择

以600M填料为例，我们测试了80℃下不同含量时物料的粘度。

分析该填料相对含量-物料起始粘度曲线（见插图-11），我们推荐：

填料的加入量控制在200~300phr（即：

相对含量为100%~150%）的范围内较好。

插图-11中物料的配方为：

CER5211A100

CER5211B100

600M填料100、150、200、250、300或350

二、填料种类的选择

通过分析600M填料、浇注专用填料Ⅰ型、浇注专用填料Ⅱ型三种填料的物料温度-粘度曲线（见插图-10），可得出结论：

仅从填料对物料的粘度影响的效果大小考虑，这三种填料都可以通用。

比较一下此三种填料的分布均匀性，数据（见下表）表明：

浇注专用填料Ⅰ型、Ⅱ型防沉降效果良好，从固化物填料沉降分析图（见插图-12）更能直观表明此点。

插图-10、插图-12的物料配方为：

CER5211A100

CER5211B100

600M填料200（浇注专用填料Ⅰ型、Ⅱ型）

项目

600M填料

浇注专用填料Ⅰ型

浇注专用填料Ⅱ型

物料配方

CER5211A/100

CER5211B/100

600M填料/200

CER5211A/100

CER5211B/100

填料Ⅰ型/200

CER5211A/100

CER5211B/100

填料Ⅱ型/200

竖直不同部位的填料含量（从上到下）

1%部位

2.69%

38.1%

27.6%

5%部位

42.1%

49.1%

47.4%

25%部位

47.4%

49.4%

48.6%

50%部位

49.5%

49.9%

49.7%

75%部位

51.4%

50.1%

50.4%

95%部位

54.8%

50.6%

50.8%

99%部位

67.9%

51.4%

52.3%

综合考虑，我们建议：

使用浇注专用填料Ⅰ型或Ⅱ型，效果更好。

第六篇固化曲线与固化程序

一、固化曲线

固化曲线能够很直观地反映不同温度时物料粘度随着固化时间的变化率，从而对固化过程有一个感性的认识。

下面列出了九张图表（见插图-1~插图-9），分别代表不同温度（70℃、80℃、90℃）、促进剂量（0.15、0.20、0.25）、填料含量（200、250、300）时的固化过程。

物料配方为：

CER5211A100

CER5211B（未加促进剂）100

600M填料x（200、250、300）

促进剂BDMAy（0.15、0.20、0.25）

二、固化程序和冷却程序

固化程序：

80℃/5h+90℃/5h+120℃/8h；

冷却程序：

对于浇注大型变压器：

120℃自然冷却至