汽车点火线圈用环氧灌封料的研制

金 军，赵全振

（天津市新桥电子材料有限公司，天津 300350）

汽车点火线圈用环氧灌封料的研制

金 军，赵全振

（天津市新桥电子材料有限公司，天津 300350）

通过不同固化剂及各种添加剂对环氧固化物性能的影响实验，研制出一种汽车点火线圈用环氧灌封料。该灌封料具有良好的渗透性，浇注过的点火线圈在-40～120 ℃的条件下，经30个冷热循环冲击实验不开裂，完全满足汽车点火线圈用环氧灌封料的要求。

环氧树脂；灌封胶；点火线圈

随着国内汽车电子工业的迅猛发展 ， 对电子点火系统各部件及相互匹配性有了更高的要求。点火线圈作为汽车电子点火系统的重要部件 ， 它的主要作用是将蓄电池的低电压转换成高电压以驱使火花塞放电打火[1]，其性能直接关系到汽车的安全性和可靠性 ， 因此保证点火线圈的介电强度是提高产品质量、增强其可靠性和延长寿命的关键 ， 这也是保证和提高我国汽车大规模生产产品质量的关键零部件技术之一。因此研制高性能的汽车点火线圈用环氧灌封料具有重要意义。

汽车点火线圈用灌封料的技术要求：环氧固化物具有优良的介电性能，产品具有优异的耐高低温冲击性、耐久性且不开裂。目前应用于点火线圈的树脂灌封料主要有聚氨酯、有机硅和环氧树脂3种，其中聚氨酯和有机硅均为弹性体，从灌封工艺、所用设备、介电性能、原料来源及成本等诸多因素考虑，目前广为采用的是环氧树脂灌封料。

环氧树脂灌封料由环氧树脂和固化剂及添加剂组成，为了满足各种性能要求需要对各组分进行选择和复配。

1 固化剂及添加剂的选择

1.1 酸酐固化剂对固化物性能的影响

固化剂是环氧树脂灌封料的重要组成部分，选用不同的固化剂，可获得性能不同的环氧灌封料。在加热固化双组分灌封料配方体系中，常用的酸酐固化剂有液体甲基四氢邻苯二甲酸酐（MeTHPA）、液体甲基六氢邻苯二甲酸酐 （ MeHHPA ） 等，该类固化剂黏度小、配合用量大，能在灌封料配方中起到固化、稀释双重作用，其固化物综合性能优异。表1列出了该类固化剂固化双酚A环氧树脂（CYD-128）的性能。

从表1可以看出，甲基六氢苯酐固化物的性能明显高于甲基四氢苯酐固化物的性能，特别是热变形温度、冲击强度和介电强度等性能。可见，选择MeHHPA作固化剂能显著提高环氧固化物的各项性能。

1.2 添加剂对固化物性能的影响

环氧灌封料常用的添加剂有稀释剂，增韧剂及填料等。稀释剂用以降低树脂组成物的黏度，保证工艺条件的实施；增韧剂用以改善树脂固化物的韧性、抗开裂性；填料的加入可以提高固化物的力学性能、电性能等。

1.2.1 稀释剂种类及添加量对固化物性能的影响

本研究采用207和692 这2种不同结构的稀释剂。

表2和3所示，同一稀释剂添加量增加，对固化物电性能影响不大，冲击强度略有提高，固化物的热变形温度都随之呈下降的趋势。对比表2、表3说明，在环氧浇注体系中，添加同量的不同稀释剂对固化物热变形温度的影响是不同的，加入稀释剂207的固化物热变形温度略高于加入稀释剂692的。这是由于692属于单环氧化合物，它的加入降低了固化物的交联密度，固化物的耐热性也随之下降；207是两官能度的环氧合物稀释剂，它实际上是低黏度环氧树脂，如果反应得当，稀释时不会降低交联密度[2]，反而起到增韧的作用。由此可以看出，在环氧浇注体系中，选择长碳链的多官能团环氧化合物作稀释剂，不仅能降低黏度，还可以起增韧作用。

表1 不同固化剂对环氧固化物性能的影响Tab.1 Effect of curing agent on performance of cured epoxy matiral

表2 稀释剂207 添加量对固化物性能的影响Tab.2 Effect of diluent 207 amount on properties of cured epoxy materila

表3 稀释剂692添加量对固化物性能的影响Tab.3 692 add quantity on the properties of epoxy curing effect

1.2.2 增韧剂种类及添加量对固化物性能的影响

环氧树脂增韧的研究始于20世纪60年代，McGarry等人用端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂取得了很好的增韧效果。在此之后改性环氧体系的增韧研究蓬勃展开，类似的液体聚合物也不断被发现[3]。本研究采用奇士增韧剂和PU增韧剂，研究其对环氧固化物性能的影响。

从表4、5可以看出，添加增韧剂后，材料的冲击强度有了大幅度提高，并且与增韧剂的添加量成正比，而固化物的热变形温度却下降不多。采用该类增韧剂作配方的绝缘灌注料生产出来的制品将具有更好的耐冷热冲击稳定性。

表4 奇士增韧剂添加量对固化物性能的影响Tab.4 Effect of qishi toughening agent amount on properties of cured epoxy maaterial effect

表5 PU增韧剂添加量对固化物性能的影响Tab.5 Effect of PU toughening agent amount on properties of cured epoxy material

1.3 填料对固化物性能的影响

分别用硅微粉和活性硅微粉作填料，采用相同的环氧树脂浇注料配方及固化工艺，对固化物性能的影响见表6。

表6 填料类型对固化物性能的影响Tab.6 Effect of filler type on performance of cured material

如表6所示，以活性硅微粉为填料的环氧固化物的力学性能比以普通硅微粉为填料的性能有了明显提高。尤其冲击强度、固化物的吸水性和浸水后固化物的电性能有了明显的改善，而固化物的热变形温度、线胀系数无明显差别。可见，采用活性硅微粉对提高环氧树脂浇注料性能有利。

1.4 配方确定

通过上述实验反复筛选，最终研制出双组分汽车点火线圈用环氧灌封料TXH-5217-F， A/B质量比为100/30， 基本固化条件75 ℃/3 h+120 ℃/3 h。

配方组成（质量份）：

环氧树脂 100

自制增韧剂 10～15

活性填料 若干

分散剂 0.5～1

防沉剂 0.5～1.5

MeHHPA 若干

促进剂 1～1.5

2 灌封料的工艺特性及性能

2.1 灌封料的工艺特性（见图1）

图1 灌封料的凝胶时间Fig.1 Gelation time of potting compound

2.2 灌封料的黏度与温度的关系（见图2）

图2 A+B混合的黏度Fig.2 Mixture viscosity

2.3 灌封料的固化放热曲线（见图3）

图3 固化物放热曲线（A+B=400g 料）Fig.3 Heat release curve of cured material

图1和图2充分说明该灌封料具有良好的工艺性和渗透性。由于点火线圈由很多直径约0.05 mm细铜丝缠绕而成，线匝之间的间隙非常小，当灌封料的黏度比较高时，灌封料难以渗透到线圈的间隙里，线圈很容易被高压电压击穿，造成报废。

由图3可见固化放热峰温度为124 ℃，这可减少由于热峰过高而引起的线圈开裂。

2.4 固化物性能（见表7）

表7 TXH-5217-F 固化物性能Tab.7 Curing performance of TXH-5217-F

3 结论

环氧灌封料TXH-5217-F经天津新阳电子有限公司试用证实，对汽车点火线圈具有良好的渗透性，浇注固化后的点火线圈能在-40～120 ℃经受30次冷热冲击实验不开裂，完全满足汽车用点火线圈的技术要求。

[1]陈红．点火线圈技术的进步[J]．汽车电器,2006(9):6-8．

[2]俞翔霄,俞赞琪,陆惠英．环氧树脂电绝缘材料[M]．北京:化学工业出版社,2007．

[3]张伟,赵世琦．奇士增韧剂对环氧树脂/酸酐体系的增韧[J]．建筑胶粘剂,2008(6):20．

Development of epoxy potting material for automobile ignition coils

JIN Jun,ZHAO Quan-zhen
(Tianjin Xinqiao Electronic Material Co．,Ltd．,Tianjin 30350,China)

Through the effect tests of different curing agent and various additives on the properties of cured epoxy meterial, this artical finally developed an epoxy potting compound for the automobile ignition coil． The potting compound has good permeability,the ignition coil poured with the potting material did not crack after the successive thirty hot and cold cycle impact test under the condition of from -40℃ to +120℃,and the potting compound fully meets the requirements for epoxy potting material for automobile ignition coil。

epoxy resin;potting compound;the ignition coil

TQ433.4+37

A

1001-5922（2015）01-0068-04

2014-03-12

金军（1981-）男，工程师，主要从事电子灌封材料的研究与生产工作。E-mail：a13312120509@163.com。