电工层压木在干燥状态下具有较高的绝缘电阻,广泛应用在电力、电器行业中。然而木材中的纤维素、半纤维素等组分因含极性基团在潮湿环境下易吸水而使电绝缘性能和力学性能下降。采用酚醛(phenol-formaldehyde,缩写PF)树脂浸渍处理是改善层压木电绝缘性及其他物理力学性能的主要方法之一,但固化后的PF树脂分子链上仍存在未反应的极性酚羟基,也易吸水并将使电绝缘性能下降。因此,本研究使用环境友好且可降解的硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)改性低分子量PF树脂,封闭酚羟基,进而改善PF树脂的电绝缘性能;采用真空浸渍和涂胶方式分别制备绝缘层压板,研究KH550对层压板电绝缘性能及物理力学性能的影响;优化热压工艺条件,研究结果如下:(1)使用不同用量的KH550(苯酚质量的0,3%,5%,8%),在PF树脂制备过程中直接加入到反应体系,制备共聚改性低分子量PF树脂,然后进行吸水前后电绝缘性能测试。研究结果显示,经过改性后,PF树脂的吸水性降低,体积电阻提高。该方法制备工艺简单,所制备的树脂为游离醛和游离酚含量均较低的环境友好的水溶性低分子量PF树脂,且5%用量可使改性胶的各项物理力学性能最优。FT-IR谱图显示,KH550能够接枝到PF树脂上,有效地封锁了极性酚羟基。DSC和DMA分析可知,几种树脂的固化温度和固化时间相近。固化温度较为适中,在130℃左右;KH550改性低分子量PF树脂固化速度较快,没有增加固化过程中的能量消耗。(2)KH550改性的低分子量PF树脂渗透性较好,用其浸渍单板制备绝缘层压板,吸水率及吸水厚度膨胀率减小,尺寸稳定性好,板材的甲醛释放量较低;体积电阻率增大;胶合强度等力学性能较高;DMA分析表明,KH550改性后,板材耐热性能好,在高温条件下依然保持较优的力学性能。当KH550用量为苯酚的5%时,层压板吸水前后的电学性能及各项物理力学性能最优,有效提高了普通层压板在湿热环境下的电绝缘性,扩大了其使用范围,延长其有效使用时间。(3)KH550改性的低分子量PF树脂同样可明显改善涂胶层压板的耐水性,提高其水煮前后的体积电阻率值。但相比之下,浸渍绝缘层压板吸水率更低,水煮前后的体积电阻率更高,电学性能更优异。浸渍方式更有效地保持了层压板在湿热环境下的持久电绝缘性。(4)通过正交试验对层压板的热压工艺进行优化,板材的性能测试结果表明,最佳热压工艺为热压温度130℃,单位热压压力3.6MPa,单位热压时间1.2min/mm。