隔爆型防爆低壓電器設(shè)備貫穿端子澆封工藝簡介

王曉波

（沈陽電氣傳動研究所（有限公司），遼寧 沈陽 110141）

1 前言

目前，在相當(dāng)一部分隔爆型、復(fù)合型防爆低壓電器設(shè)備及隔爆型、復(fù)合型防爆燈具中，主腔與接線腔之間導(dǎo)線的過渡采用防爆貫穿端子結(jié)構(gòu)。

防爆貫穿端子防爆性能可靠。在導(dǎo)線截面積、進(jìn)出線數(shù)量相同的情況下，具有提高安全性，占用空間較少且制造、使用和維修方便等特點(diǎn)。

但在產(chǎn)品檢驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)部分防爆產(chǎn)品制造企業(yè)，生產(chǎn)的裝有防爆貫穿端子的防爆產(chǎn)品，因其防爆貫穿端子澆封工藝不合理，而不能達(dá)到GB3836.1－2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分:通用要求；和GB3836.2－2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第2部分:隔爆型“d”標(biāo)準(zhǔn)的要求。在結(jié)構(gòu)檢查、引入裝置密封試驗、外殼耐壓試驗、內(nèi)部點(diǎn)燃不傳爆試驗等檢驗項目中，出現(xiàn)膠體有氣泡、裂紋，膠體漏水，膠體脫落、膠體傳爆等現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。為此，筆者通過防爆貫穿端子國產(chǎn)化試驗及多年的工作經(jīng)驗，編制的防爆貫穿端子澆封工藝介紹給大家，供參考。

2 澆封固化機(jī)理

環(huán)氧樹脂是一種無定形黏稠液體，加熱呈塑性，沒有明顯的熔點(diǎn)，受熱變軟，逐漸熔化而發(fā)黏，不溶于水，本身不會硬化，因此它幾乎沒有單獨(dú)的使用價值，只有和固化劑反應(yīng)生成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的不溶不熔聚合物才有應(yīng)用價值。當(dāng)加入一定量固化劑后，就逐漸固化，形成性能各異的化學(xué)物質(zhì)，因此，必須加入固化劑，組成配方樹脂，并且在一定條件下進(jìn)行固化反應(yīng)，生成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，才會顯現(xiàn)出各種優(yōu)良的性能，成為具有真正使用價值的環(huán)氧材料。

環(huán)氧樹脂含有多種極性基團(tuán)和活性很大的環(huán)氧基，因而與金屬、玻璃、水泥、木材、塑料等多種極性材料，尤其是表面活性高的材料具有很強(qiáng)的粘接力，同時環(huán)氧固化物的內(nèi)聚強(qiáng)度也很大，所以其膠接強(qiáng)度很高。

固化劑是一類增進(jìn)或控制固化反應(yīng)的物質(zhì)。樹脂固化是經(jīng)過縮合、閉環(huán)、加成或催化等化學(xué)反應(yīng)，使熱固性樹脂發(fā)生不可逆的變化過程，固化是通過添加固化（交聯(lián)）劑來完成的。

環(huán)氧樹脂固化時，基本上無低分子揮發(fā)物產(chǎn)生。膠層的體積收縮率小（約1% ～2%），是熱固性樹脂中固化收縮率最小的品種之一。加入填料后可降到0.2%以下。環(huán)氧固化物的線脹系數(shù)也很小，因此內(nèi)應(yīng)力小，對膠接強(qiáng)度影響小。加之環(huán)氧固化物的蠕變小，所以膠層的尺寸穩(wěn)定性好。與多種有機(jī)物（單體、樹脂、橡膠）和無機(jī)物（如填料等）具有很好的相容性和反應(yīng)性，易于進(jìn)行共聚、交聯(lián)、共混、填充等改性，以提高膠層的性能。

填料可減少環(huán)氧樹脂的用量，降低成本，同時也改善了環(huán)氧樹脂的性能，降低環(huán)氧樹脂固化時的收縮率和熱膨脹系數(shù)，增加熱傳導(dǎo)性、提高耐熱性能，提高粘接強(qiáng)度。

3 工藝過程

本工藝規(guī)定了隔爆型、復(fù)合型防爆低壓電器設(shè)備及隔爆型、復(fù)合型防爆燈具產(chǎn)品及防爆部件手工灌注密封膠時所用的材料，設(shè)備與工具及操作過程、注意事項等。

本工藝適用于隔爆型、復(fù)合型防爆低壓電器設(shè)備及隔爆型、復(fù)合型防爆燈具產(chǎn)品及防爆部件中金屬零件塑料制件之間或塑料制件與塑料制件之間的澆封。

3.1 材料

①E－51（618#）環(huán)氧樹脂

②651#低分子聚酰胺樹脂 固化劑

③270目精制石英砂 填料

④工業(yè)用丙酮 化學(xué)試劑

⑤工業(yè)用金屬洗滌劑

⑥502粘合劑

⑦脫脂棉

⑧干凈擦機(jī)器布

3.2 設(shè)備與工具

①電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 0～250℃

②工作臺

③托盤

④搪瓷盆（普通白色搪瓷面盆）

⑤架盤天平:最大稱量1000g，感量1g

⑥燒杯；400～500mL

⑦細(xì)鋼針（自制）

⑧扁畫筆

⑨酚醛布棒（或木棒）Φ8～Φ10

⑩砂布120#～180#

（11）醫(yī)用乳膠手套

3.3 準(zhǔn)備工作

（1）戴上口罩、醫(yī)用乳膠手套等勞動保護(hù)用品。

（2）先將被膠封零件的膠封處用砂布進(jìn)行打磨，然后放在裝有金屬洗滌劑溶液的搪瓷盆（60℃水加3%金屬洗滌劑）中洗凈。以去掉油污及灰塵，保證膠封處清潔才能有良好的粘結(jié)力。取出后在用流水沖洗凈，撈出后控凈滴水。然后放入80℃的烘箱中予烘1.5h，取出放入室溫下，待溫度涼至室溫。

（3）將涼至室溫的零件，用扁畫筆沾少量丙酮清洗膠封處，切忌有多余的丙酮順著周圍的縫隙滴下去。然后在室溫下待丙酮全部揮發(fā)。

（4）將適量石英砂放在托盤內(nèi)，然后放入50℃ ～60℃的烘箱內(nèi)烘干2h，以除去所吸附得氣體及水分。

（5）將洗凈干燥后予灌膠的零部件，除留有的灌膠封口處零件外，其他各件均用502粘合劑粘牢。

（6）將 E－51環(huán)氧樹脂放入80℃烘箱內(nèi)保溫30min后取出，保證其液態(tài)狀待用。

（7）用天平和燒杯將E－51環(huán)氧樹脂、石英砂按70:30的比例稱好，然后將烘好的石英砂趁熱混入環(huán)氧樹脂內(nèi)為A組分待用。

3.4 配制密封膠

用天平和燒杯將A組分和B組分（651#低分子聚酰胺固化劑）按100:24的比例分別稱好混合。充分?jǐn)嚢杈鶆蚝箪o置5min。

3.5 操作過程

（1）將工作臺清理干凈，把產(chǎn)品或部件放平擺正或固定好。

（2）將配制好的密封膠按圖樣規(guī)定從封口處灌入，膠封處膠液一定要飽滿。

（3）用干凈的脫脂棉擦凈流溢膠，并用細(xì)鋼針挑破氣泡（進(jìn)行脫泡處理）。

（4）將灌膠后的產(chǎn)品或部件在室溫下放置4h，檢查一下是否有漏膠現(xiàn)象，如達(dá)到了合格后方可放入烘箱中固化（產(chǎn)品或部件在烘箱中的擺放一定要滿足受自重而各零件之間沒有相對移動的條件）。烘箱從室溫開始逐漸升溫升至50℃ ～60℃時恒溫，烘2h。然后將溫度升至80℃恒溫，再繼續(xù)烘2h。而后隨爐降至室溫。

（5）如有些產(chǎn)品或部件不適合加溫固化，可以在室溫（25℃）的條件下固化72h。

3.6 檢查

（1）配膠比例一定要嚴(yán)格按本工藝規(guī)定的配方。

（2）膠封邊緣要整齊飽滿，不允許有流墜現(xiàn)象。

（3）灌膠后的產(chǎn)品及部件，不得有明顯氣泡、灰塵和其他雜質(zhì)。

（4）產(chǎn)品或部件在膠封前，一定要嚴(yán)格按產(chǎn)品圖樣及有關(guān)技術(shù)要求規(guī)定進(jìn)行檢查，檢查合格后方可進(jìn)行灌膠。

（5）按本工藝嚴(yán)格檢查凝膠時間及固化溫度和時間。

3.7 安全與注意事項

（1）灌膠件打磨處應(yīng)充分、均勻并吹擦干凈。

（2）配制膠要根據(jù)每批產(chǎn)品用量和有效使用時間（約40min）進(jìn)行配制和使用。每配制一次膠的盛膠容器，膠用完之后一定要用丙酮洗凈晾干后方可再次用其盛膠。

（3）在擦流溢膠時，一定不要把丙酮擦入到膠封面內(nèi)。

（4）工作場地要保持清潔干凈，操作前地面灑水。

（5）灌膠后的產(chǎn)品及部件在未進(jìn)烘箱前應(yīng)放平，整齊地擺放在工位器具上，不得隨意擺動。

（6）產(chǎn)品及部件擺放在烘箱內(nèi)，一定要留有傳熱通道使得烘箱內(nèi)溫度均勻。

（7）灌膠室內(nèi)要保持通風(fēng)良好，灌膠室室溫要保持在25℃以上。

（8）石英砂最好是現(xiàn)用現(xiàn)烘，也可預(yù)先干燥后放入密閉容器內(nèi)儲存。但放置時間不易太久。

（9）配膠時一定要充分?jǐn)嚢杈鶆?，石英砂不得有沉淀現(xiàn)象。

（10）工作現(xiàn)場嚴(yán)禁煙火，確保安全生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

防爆貫穿端子澆封工藝是防爆電器制造業(yè)的工程技術(shù)人員和相關(guān)化學(xué)專家，通過借鑒國外的相關(guān)技術(shù)，結(jié)合我國的具體情況，經(jīng)過大量試驗總結(jié)編制而成的在多年的生產(chǎn)制造中，其產(chǎn)品經(jīng)得住檢驗，質(zhì)量可靠。