隨著電器工業(yè)的迅速發(fā)展對(duì)環(huán)氧樹脂制品的尺寸精度、表面質(zhì)量、多種嵌件內(nèi)應(yīng)力分布均勻性都有了更高的要求。通用的常壓澆鑄、真空澆鑄已無法滿足這樣高的要求，為此必須使用一種新工藝即環(huán)氧樹脂壓力凝膠工藝（Automatic Pressure GelationProcess）。這種工藝是20世紀(jì)60年代初由瑞士CIBA-GEOGY公司首先開發(fā)的。它通過壓力將環(huán)氧樹脂、固化劑等混合料由專用注射機(jī)注入模具內(nèi)，在加熱、加壓條件下使環(huán)氧樹脂混合料凝膠固化，因此又稱為反應(yīng)注射成型（Reaction Iniection Mold-ing）。這種工藝及注射成型機(jī)真正能大量投入工業(yè)化生產(chǎn)是在1975年之后。

    最早實(shí)現(xiàn)商品化的產(chǎn)品是美國GE公司在1979年推出的名為“Arnox”的產(chǎn)品。它在一定范圍內(nèi)的固化速度為30～60s，由于固化放熱量過大不能用于2kg以上制品的生產(chǎn)。到了20世紀(jì)80年代初，H.G.Waddill對(duì)多種脂肪族多元胺進(jìn)行了研究，研究出了二液型RIM的成型技術(shù)，這種體系可以在100～120℃下1～3min內(nèi)完全固化。直到這時(shí)，環(huán)氧樹脂RIM成型技術(shù)才趨于成熟。我國從1985年開始從國外引進(jìn)了環(huán)氧樹脂注射機(jī)和專用料。

 

 

    環(huán)氧樹脂RIM成型加工工藝與熱塑性塑料的注射成型工藝十分相似。首先將干燥的環(huán)氧樹脂料定量地輸入配料桶內(nèi)，進(jìn)行混合、真空處理，混合料達(dá)到要求后，即可放人注射缸內(nèi)備用。

    在進(jìn)行混合料處理的同時(shí)，將注塑模具裝在注射機(jī)上，然后校正、加熱。把裝有注射料的壓力容器移至注射機(jī)前，同時(shí)在環(huán)氧樹脂料桶中注入一定壓力的干燥氣體，把容器與注射噴嘴接通。調(diào)整好注射時(shí)間、壓力、溫度等參數(shù)后，即可進(jìn)行注射。

    環(huán)氧樹脂RIM成型加工的周期一般在10min內(nèi)完成，時(shí)間雖短，但整個(gè)過程對(duì)計(jì)量、混合、注射壓力、模具溫度和開鎖模時(shí)間的控制要求是十分精確的。

    圖1-3和圖1-4分別是環(huán)氧樹脂注射料和RIM成型工藝原理圖。

 

 

    環(huán)氧樹脂RIM成型具有許多優(yōu)點(diǎn)：

    能大大提高環(huán)氧樹脂制品的表面和內(nèi)部質(zhì)量。其中主要的原因是注射成型工藝中混合料的溫度比模具一般要低70℃，環(huán)氧樹脂混合料、固化能量由外界模具提供，因此在靠近模壁處混合料溫度最高，并首先固化，然后逐步深入到內(nèi)部，這樣固化的放熱量能得到較好的控制。由于中心處固化較慢，在外界持續(xù)的壓力下，注射噴嘴可以在整個(gè)固化成型過程中對(duì)模腔注料，補(bǔ)償因固化反應(yīng)而引起的體積收縮，因此所制得的環(huán)氧樹脂制品尺寸精度及表面質(zhì)量高，內(nèi)應(yīng)力小，分布均勻，機(jī)械、電氣性能均比真空澆鑄制品高。

    一些典型的反應(yīng)注射成型的環(huán)氧樹脂制品如下：

    ①環(huán)氧樹脂耐SF₆絕緣套筒；

    ②環(huán)氧樹脂絕緣塊、蓋；

    ③支柱絕緣子；

    ④小型盒式絕緣子。

 

 

    環(huán)氧樹脂RIM制品的性能往往不能滿足要求，為了提高環(huán)氧樹脂RIM制品的性能，人們進(jìn)行了許多研究工作，其研究方向主要有兩個(gè)方面：一是采用纖維增強(qiáng)法形成了RRIM系列；二是使環(huán)氧樹脂和其他聚合物形成互穿網(wǎng)絡(luò)即IPN-RIM結(jié)構(gòu)。

    增強(qiáng)反應(yīng)注射成型（RRIM）共有三種類型。

    （1）填料添加法   在液體原料中加入粉狀、鱗片狀、球狀或無定形的填料以提高環(huán)氧樹脂的硬度，減少固化收縮率，并降低成本。適宜的填料有碳酸鈣、二氧化硅和云母粉等。

    N.S.Strand研究了填料的類型和用量對(duì)RIM性能的影響，最為引人注目的發(fā)現(xiàn)是球狀玻璃珠填料，其表面積最小，吸油量最低，對(duì)改善制品的耐化學(xué)品性、耐熱性和熱膨脹系數(shù)的效果最好。

    （2）編織物鋪墊法   由長(zhǎng)纖維編織成板狀或棒狀的增強(qiáng)材料預(yù)先鋪墊在模具內(nèi)，隨后再注射入環(huán)氧樹脂，使之成型。

    （3）混合法   由（1）法和（2）法共同使用，連續(xù)地在金屬模具內(nèi)配置好玻璃纖維織物（或其他纖維織物），然后用含有填料的環(huán)氧樹脂混合物注射入模具內(nèi)，使之成型。一般來說，隨著纖維含量的增加，其注射成型材料的彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度均提高。

    用玻璃纖維、碳纖維、Alamid纖維以及復(fù)合纖維織物作鋪墊材料所得到的RRIM成型件的性能見表1-9。

 

 

    從表1-9可以看出環(huán)氧樹脂PIM成型件的機(jī)械強(qiáng)度比澆鑄件高出10%～20%，RRIM成型件尤其是復(fù)合纖維增強(qiáng)后機(jī)械強(qiáng)度提高了2～5倍。

 

 

    互穿網(wǎng)絡(luò)RIM是將環(huán)氧樹脂與另外一種樹脂（例如聚氨酯）混合后進(jìn)行反應(yīng)注射成型的材料。目前研究的最廣泛的是聚氨酯和雙酚A型環(huán)氧樹脂體系，關(guān)鍵的問題是選擇能使兩者在注射成型的同時(shí)發(fā)生完全反應(yīng)的催化劑，這將是一個(gè)重要的研究課題。已成為當(dāng)前國際上研究的熱點(diǎn)之一。

    環(huán)氧RIM最適宜于高壓絕緣珠、互感器、馬達(dá)轉(zhuǎn)子、耐腐蝕泵體等的大量生產(chǎn)。我國在數(shù)年前也已引進(jìn)了數(shù)條RIM生產(chǎn)線制造電器絕緣材料，但使用材料絕大多數(shù)仍需進(jìn)口。這和國際上先進(jìn)水平差距很大。