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耐高溫、耐老化…聚“膠”密封膠在絕緣領(lǐng)域的應(yīng)用

來(lái)源:廣州市白云化工實(shí)業(yè)有限公司  作者:byonline  日期:2021-9-24
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絕緣材料從形態(tài)上可分為氣體、液體、固體三大類(lèi)。常見(jiàn)的氣體絕緣材料有空氣、氮?dú)狻⒘虻龋灰后w絕緣材料有硅油、十二烷基苯、聚異丁烯、異丙基聯(lián)苯等絕緣油類(lèi);固體絕緣材料又分有機(jī)絕緣材料和無(wú)機(jī)絕緣材料,其中有機(jī)固體絕緣材料包括絕緣涂料、絕緣密封膠、塑料、橡膠、纖維制品等,無(wú)機(jī)固體材料包括云母、玻璃等。

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  絕緣材料(詞條“絕緣材料”由行業(yè)大百科提供)從形態(tài)上可分為氣體、液體、固體三大類(lèi)。常見(jiàn)的氣體絕緣材料有空氣、氮?dú)狻⒘虻?液體絕緣材料有硅油、十二烷基苯、聚異丁烯、異丙基聯(lián)苯等絕緣油類(lèi);固體絕緣材料又分有機(jī)絕緣材料和無(wú)機(jī)絕緣材料,其中有機(jī)固體絕緣材料包括絕緣涂料、絕緣密封膠、塑料橡膠纖維制品等,無(wú)機(jī)固體材料包括云母玻璃等。

  硅酮密封膠作為常見(jiàn)的絕緣密封膠,在-60℃~200℃范圍內(nèi)具有良好的電絕緣性,并且頻率、溫度等變化對(duì)硅酮密封膠的介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因數(shù)影響極小。此外,硅酮密封膠還具有優(yōu)異的耐熱性、耐老化以及耐腐蝕性

  目前,硅酮密封膠當(dāng)做絕緣材料主要有以下幾種應(yīng)用:

  一是用于電子元件或電器面板粘接(詞條“粘接”由行業(yè)大百科提供)固定,對(duì)各組件進(jìn)行加固,防止組件在系統(tǒng)里面的移動(dòng)。

  二是采用硅酮密封膠在元件內(nèi)進(jìn)行灌封,起到防潮(詞條“防潮”由行業(yè)大百科提供)、減震、防塵的效果。

  三是作為絕緣涂層涂覆在組件上方,起絕緣保護(hù)作用。

圖1 單組分RTV硅酮密封膠的硫化時(shí)間與介電強(qiáng)度的關(guān)系

  圖1為我司的一款典型的脫肟型單組分密封膠的硫化時(shí)間和介電強(qiáng)度的關(guān)系。可以看出,在硫化過(guò)程中,由于低分子縮合產(chǎn)物的釋放,電性能偏低,但在充分硫化后,電性能保持較高水平。

  根據(jù)絕緣的用膠需求,我們常用以下幾個(gè)參數(shù)來(lái)判斷一款密封膠的質(zhì)量。

  一、揮發(fā)份

  常用的縮合型硅酮密封膠在硫化過(guò)程中,會(huì)有低分子的縮合產(chǎn)物釋放以及本身的一些小物質(zhì)分子的揮發(fā)。我們要選用低揮發(fā)分的密封膠,以避免在高溫密閉系統(tǒng)中,低分子的有機(jī)硅氧烷的揮發(fā)導(dǎo)致電子元件發(fā)生接點(diǎn)短路或磨損。目前市場(chǎng)上常用的密封膠揮發(fā)份約在4%-6%之間,電子電器用絕緣密封膠可低至1%-3%。

  二、體積電阻率

  體積電阻率即材料每單位立方體積的電阻,是電導(dǎo)率的倒數(shù)。體積電阻率越大,導(dǎo)電性能越差,絕緣性越好。硅酮密封膠的體積電阻率可按照《GBT 1692-2008 硫化橡膠絕緣電阻率的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。一般而言,當(dāng)體積電阻率在109Ω.cm以上即可視為絕緣材料,電子電器用絕緣密封膠的體積電阻率在1014~1015之間。

  三、相對(duì)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角因數(shù)

  相對(duì)介電常數(shù)指以絕緣材料為介質(zhì)與以真空為介質(zhì)制成容器的電容量之比值,其表示在單位電場(chǎng)中,單位體積內(nèi)積蓄的靜電能量的大小,是表示電介質(zhì)極化并儲(chǔ)存電荷的能力。

  介電損耗角因數(shù)是指對(duì)電介質(zhì)施以正弦波電壓,外施電壓與相同頻率的電流之間相角的余角的正切值 。其物理意義為每個(gè)周期內(nèi)介質(zhì)損耗的能量與每個(gè)周期內(nèi)介質(zhì)儲(chǔ)存的能量的比值。表征置于交流電場(chǎng)中的材料,以?xún)?nèi)部發(fā)熱形式表現(xiàn)出來(lái)的能量損耗。

  針對(duì)硅酮密封膠的絕緣用途,我們希望其相對(duì)介電常數(shù)越小越好,不容易產(chǎn)生靜電。也希望其介質(zhì)損耗因數(shù) 越小越好,在高頻電壓中不容易發(fā)熱。電子電器用絕緣密封膠的相對(duì)介電常數(shù)(106Hz)數(shù)值在2-4之間,介質(zhì)損耗因數(shù)(106Hz)在10-3-10-4之間。

  四、介電強(qiáng)度

  擊穿電壓是表征某種材料絕緣性能的物理參數(shù),是在該絕緣材料上加上高電壓使之失去絕緣性能時(shí)的電壓值,介電強(qiáng)度=擊穿電壓/材料厚度。可按照《GB T 1695-2005 硫化橡膠工頻電壓擊穿強(qiáng)度和耐電壓的測(cè)定方法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)我們的材料需要在高壓環(huán)境中使用時(shí),介電強(qiáng)度的指標(biāo)則尤為重要,其值最好能達(dá)到15-20KV/mm。

  所以,總結(jié)來(lái)說(shuō),如果我們要購(gòu)買(mǎi)用作絕緣領(lǐng)域的硅酮密封膠時(shí),其揮發(fā)份越小越好,體積電阻率越大越好,相對(duì)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角因數(shù)均越小越好,介電強(qiáng)度越大越好。

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