后固化处理对不同填料增强的酚醛模塑料制件电绝缘性能....doc

后固化处理对不同填料增强的酚醛模塑料制件电绝缘性能的影响
周大鹏[1]* 俞立琼2
(1嘉兴学院生物与化学工程学院,嘉兴 314001 )
(2 浙江嘉民塑胶有限公司,嘉兴 314027)
摘要:考察了后固化处理对分别以木粉、玻纤为填料增强的酚醛模塑料制件绝缘性能的影响,发现经后固化处理24h后,木粉增强的酚醛模塑料制件的表面绝缘电阻从 2.5×109Ω增加到4.8×1012Ω,玻纤增强的酚醛模塑料制件的表面绝缘电阻从 1.0×1012增加到5.7×101 3。进一步探讨了后固化引起的树脂固化性能及填料性能的改变,发现经后固化处理后,树脂的交联密度及交联规整度得到进一步提高,同时增强了木粉填料的憎水性能,提高了材料的绝缘性能。
关键词:后固化 酚醛模塑料 绝缘性能
中图分类号:TQ323.306 文献标识码:B
Effect of postcure on insulation properties of phenolic molding materials reinforced with wood flour and glass fibers respectively
ZHOU Da-Peng1, YU Li-Qiong2
(1 Biochemistry and Chemical Engineer Department, JiaXing College, JiaXing 314001)
(2Zhejiang JiaMin Plastics ﹠ Rubber Co., Ltd, JiaXing 314011)
Abstract: The insulation properties of cured phenolic molding materials reinforced with wood flour and glass fibers respectively by postcure were investigated. It was found that surface resistivity of phenolic molding materials reinforced with wood flour increased from 2.5×109Ωto 4.8×1012Ω, while surface resistivity of phenolic molding materials reinforced with glass fiber increased from 1.0×1012 to 5.7×1013Ω by postcure up to 24 hours. The effect of postcure on the fillers and phenolic resin curing properties had been also studied. It showed that an increase in crosslinking density and an increase of hydrophobic nature of wood flour included in moldings by postcure, which resulted in the improvement of the electrical properties for phenolics materials.
Key words: postcure; phenolic molding materials; insulation properties
1 前言
酚醛模塑料经模压或注塑成型后,所得制件的固化结构内部依然有一定量的由于玻璃化作用而被“冻结”的活性点,提高模具温度、增加固化时间以及进行高温后处理均可使活性点进一步反应,从而提高交联密度1。但是,模具温度过高,会导致模塑料表面固化太快,内部挥发物不易排除,使结构疏松和表面起泡,塑料制品呈灰暗色;固化时间增加,会延长成型周期,导致生产效率降低。采用高温后处理的方法,即对制件进行后固化处理,可以避免上述弊端。简单的方法是在模塑料制成制件后,放入烘箱中,按设定的工艺加热处理,即可达到预期效果。2已有的研究表明,对酚醛模塑料制件进行后固化处理可以大大提高其耐热性能,但对其绝缘性能的影响及不同填料所引起的后固化行为研究甚少,因此本文考察了分别以木粉、玻纤增强的酚醛模塑料制件的后固化行为,探讨了后固化机理及其引起的材料绝缘性能的变化。
2实验部分
2.1 实验原料
热塑性酚醛树脂(Novolac):牌号为2123,浙江嘉民塑胶有限公司提供;
木粉:80目全通,100目筛余物小于0.5%,浙江嘉民塑胶有限公司提供;
短切无碱玻璃纤维:长度,1~6mm,直径,1~3μm,浙江巨石集团出品;
其它助剂皆为工业品。
2.2 样条制备
2.2.1 样条制备基本配方
分别以木粉、玻纤增强的酚醛模塑料的样条制备基本配方见表1。
表1木粉、玻纤分别增强的酚醛模塑料的样条制备基本配方
Table. 1 The basic recipe of sample for phenolic molding materials reinforced with wood flour and glass fibers respectively.
组份
酚醛树脂
填料
润滑剂
氧化镁
六亚甲基四胺
重量, %
100
100
3
3
15
其中填料分别为木粉和玻纤,其模塑料样条的代号分别为WPF和GPF。
2.2.2 酚醛模塑料的制备
各种原料按配方量称取,并混合均匀,经双辊塑炼机塑炼一定时间后粉碎造粒,制得酚醛模塑料3~4。
2.2.3 样条压制
将酚醛模塑料在压机中压制成型,样条压制条件:压力,30Mpa; 模具温度,160℃。
2.3 后固化试验
材料进行后固化时,升高后固化温度和延长后固化时间会取得同样的效果,后固化的温度一般要高于模具温度2、5,但过高,则会使制件的表面开裂,产生气泡,从而影响了测试的准确性。因此,本文在确定的温度下,考察了后固化时间对材料性能的影响。后固化温度选在180℃,后固化时间分别为4h、8h、16h、24h。为了确保样条在后固化过程中不产生裂纹、不起泡,采取逐步升温的方法对其进行后固化处理,具体方法是先在150℃后固化1h,再升温到165℃后固化0.5h,然后升温到180℃进行一定时间的后固化处理。
2. 4 性能表征
酚醛模塑料制件吸水性的测量:将压制成型的圆板(Φ为3cm)浸入到沸水中(100℃),经过2h后取出,测定其吸水量Wa,并按式计算,其中为浸水后试样的质量,mg;为浸水前试样的质量,mg。
制件表面电阻的测试方法参见国家标准GB/T 10064-88。
动态力学性能采用DMA Q800型动态力学分析仪,测试温度范围为50~400℃,升温速率2.5℃/min, 测试频率为0.3Hz。
3实验结果与讨论
3.1绝缘性能
两种填料增强的酚醛模塑料制件的绝缘电阻随着后固化时间的增加而增加,如表2所示。经后固化处理24h后,木粉增强的酚醛模塑料制件的表面绝缘电阻从 2.5×109Ω增加到4.8×1012Ω,玻纤增强的酚醛模塑料制件的表面绝缘电阻从 1.0×1012增加到5.7×1013。相比于玻纤增强材料,木粉增强的酚醛模塑料制件的电绝缘性能提高幅度更大。后固化处理后,材料绝缘性能的提高与其中树脂固化结构及填料性能的变化密切相关。
表2 后固化处理对不同填料增强的酚醛模塑料制件表面电阻的影响
Table.2 Electrical properties of WPF and GPF materials after vary postcured time
后固化时间(h)