聚酯亚胺浸渍树脂耐冷媒性能及应用研究

来源:用户上传      作者: 颜晨悦 李燕琴 刘济林 薛长志 陈红生

　　[摘 要]通过对以不饱和聚酯亚胺树脂为主，加入改性耐热树脂制得一种聚酯亚胺浸渍树脂以及与之配套的绝缘结构进行耐冷媒试验，对试验前后的试样进行电气性能以及物理性能的检测，并对试验结果进行对比分析可得出如下结论：聚酯亚胺浸渍树脂具有较好的耐冷媒性能以及工艺适应性，可满足空调压缩机电机绝缘处理需求。
　　[关键词]聚酯亚胺浸渍树脂；耐冷媒；空调压缩机电机
　　中图分类号：TM215.41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0278-02
　　Study on the properties and application of polyester impregnating varnish
　　Yan Chen yue，Li Yan qin，Liu Ji lin，Xue Chang zhi，Chen Hong sheng
　　（CSR of Zhuzhou Electric CO.，LTD，Zhuzhou，421000，China）
　　[Abstract]A polyester-imide impregnating varnish is prepared by using unsaturated polyester-imide resin and heat resistant resin，and to do refrigerant resistant test of the impregnating resin its accompanying insulation structure，then tested and analyzed its electrical and physical properties.The experiment results indicate that the polyester-imide impregnating varnish has good resistance to refrigerant performance and process adaptability，which can meet the requirements of the air conditioning compressor motor in refrigerant.
　　1 引言
　　气候变暖、国民的生活水平提高推动了空调行业的快速发展。耐冷媒电机是制冷机组的核心动力，而特殊的应用环境对电机的绝缘结构提出了更高的要求。目前国内大型空调制造厂商大多选用R134a作为制冷剂，R134a是一种较为环保的新型制冷剂，但也具有更强的化学活性，对绝缘材料的溶胀作用更大，与此同时，空调压缩机电机也有向小型化、大功率的发展趋势，前期使用较多的B、F级绝缘材料难以满足使用要求，因此开发更高等级的绝缘材料以及与之配套的绝缘结构势在必[1-7]。
　　2 实验
　　2.1 试样制备
　　聚酯亚胺浸渍树脂由时代电气绝缘有限公司提供，原材料试验试样采用漆饼及漆块，绝缘结构试验则采用整机结构进行。试样的具体制备工艺见表1。
　　2.2 测试方法
　　树脂性能按GB/T 15022.2-2007《电气绝缘用树脂基活性复合物 第2部分：试验方法》进行测试。耐冷媒性能按照GB/T13501.2-2008《封闭式制冷压缩机用电动机绝缘相容性试验方法》进行测试。
　　3 结构与讨论
　　3.1 储存稳定性试验
　　储存稳定性是浸渍树脂的关键指标之一，它直接影响浸渍树脂的使用寿命及应用范围。
　　本次试验选择30℃和60℃两个测试温度点，检测浸渍树脂的粘度随温度和时间的变化，具体变化情况见图1。
　　从图1可以看出：聚酯亚胺浸渍树脂在60℃储存96h后粘度没有出现成倍增长，在30℃的条件下其粘度则基本保持不变。而浸渍树脂在实际使用过程中，其储存温度均在30℃以下，因此在该温度条件下浸渍树脂不会出现因粘度增长过快而影响浸渍树脂的使用。在实际生产应用过程中，随着浸渍树脂的消耗均会补充新树脂到储罐中将延缓浸渍树脂的粘度增长速率，确保满足VPI工艺对浸渍树脂的特殊需求。
　　3.2 粘度与时间的关系
　　粘度是决定绝缘树脂流动性与渗透性的主要因素，图2为聚酯亚胺浸渍树脂的温度-粘度变化曲线。
　　从图2可以看出：总体上粘度是随着温度的升高而下降的，其中在5℃-15℃之间粘度下降很快，15℃-35℃之间下降速度较前稍有减缓，当温度达到35℃以上时粘度变化则十分缓慢，电机在实际浸漆过程中一般是在30℃以上进行，此时聚酯亚胺浸渍树脂的粘度在50s左右，此粘度能满足电机的浸渍工艺要求。
　　3.3 聚酯亚胺浸渍树脂耐冷媒性能
　　为了验证固化温度以及固化时间对聚酯亚胺浸渍树脂耐冷媒性能的影响，在试验室采用氯仿回流对制备的漆块试样进行试验，判断标准主要是通过试验前后试样的质量变化。同时对聚酯亚胺浸渍树脂漆饼和螺旋线送往广州威凯检测技术有限公司进行耐冷媒试验，通过试验前后各项性能的保持率来确定其耐冷媒性能。试验具体结果见表2、表3及图3。
　　从图3可知：漆块在氯仿中处理中2h、4h测试质量增加，6h后质量随时间延长而降低，氯仿8h处理后，于120℃烘箱中高温处理2h，除去漆块中渗透的氯仿，最终测试质量保持率在140℃工艺为92.9%，150℃工艺为94.4%。其原因是由于氯仿溶解高分子物质过程为“先溶胀后溶解”，在氯仿回流处理前期，漆块以溶胀为主，因此在处理4h前，漆块质量上升；溶胀阶段过后，出现溶解现象，导致处理后期阶段质量开始下降，漆块表面被部分溶解。对比不同温度固化的漆块质量损失率可发现140℃固化的试样损失率要稍大于150℃下固化的试样，引起这一现象的出现主要是由漆样在一定温度下固化，固化温度越低，固化速度相对减慢，相应稀释剂挥发增多，因此漆膜固化致密度相对较低，因此140℃固化漆块受氯仿溶剂腐蚀影响相对较大，但由图可知两条曲线的走向基本一致且两者相差甚小。 　　从表2可以看出随着固化时间的延长试样的质量损失率也相应的减小，对比固化15h和18h试样的质量损失率可发现两者相差甚小，由此说明聚酯亚胺浸渍树脂在140℃下15h已完全固化，因此最佳固化工艺为140℃/15h。
　　从表3可知浸渍树脂经过处理后的各项性能都有一定的变化，其中体积电阻率下降较大，但试验后的数值仍旧保持较高且还远远高于标准要求1.0×1013，其中电气强度和粘结强度基本保持没变，此粘结强度也刚好适合散嵌绕组电机的浸渍。
　　3.3 绝缘结构耐冷媒性能试验
　　绝缘结构试验采用整机结构，并按照GB/T13501.2-2008《封闭式制冷压缩机用电动机绝缘相容性试验方法》要求共制造了额定电压为380V的3台试验电机，试验电机采用聚酯亚胺浸渍树脂进行绝缘处理，制造好的电机在广州威凯检测技术有限公司耐冷媒相容性试验，检测结果见表4。
　　从表4的结果可知绝缘结构通过了相容性试验，试验后各项电气性能指标保持较好。
　　目前该浸渍树脂前期已经在公司生产与空调配套的永磁同步变频电机上使用，该电机已经在商用大型空调机组上成功运行并通过试用期，对试验期后的电机进行拆解发现其绝缘状态保持良好。
　　4 结论
　　通过对聚酯亚胺浸渍树脂单项材料以及与之配套的绝缘结构进行耐冷媒试验前后的性能变化进行对比分析可以知道具有较好的耐冷媒性能、浸渍性，可以满足空调压缩机电机的绝缘处理需求。
　　参考文献
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　　作者简介
　　颜晨悦，男，硕士研究生，主要从事电机绝缘结构研究，E―Mail：yanchen yue@csrelectric.com。
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