從容易澆注和脫去氣泡的角度來考慮,環(huán)氧樹脂澆注料的黏度要越小越好,通常操作過程中黏度高達(dá)40Pa•s時(shí),便無法澆入模具,但環(huán)氧樹脂澆注料中填料是必須加入的,因?yàn)樗翘岣攮h(huán)氧樹脂固化物的硬度、熱導(dǎo)率,降低線膨脹系數(shù),降低產(chǎn)品成本的主要手段。如果澆注料黏度太小,填料就容易發(fā)生沉淀。當(dāng)填料嚴(yán)重沉淀時(shí),固化物呈不均勻狀態(tài),在冷熱交變中就會(huì)發(fā)生開裂。從大量的實(shí)驗(yàn)中得出經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),環(huán)氧樹脂澆注料凝膠臨界時(shí),硅微粉填料則不可能發(fā)生沉淀,此時(shí)的黏度在85Pa•s左右。 環(huán)氧樹脂澆注件都希望無氣泡、氣隙和裂紋存在,導(dǎo)致殘留氣泡和氣隙的原因是大量填料的加入了空氣及樹脂中低分子兩揮發(fā)的存在。后一個(gè)問題可以在樹脂制造中排除。前一個(gè)問題可以在澆注工藝中延長(zhǎng)真空脫泡時(shí)間的方法來解決。 氣泡上升速度和粒子沉降速度可以用斯托克斯公式表示:
式中 U:粒子沉降速度; g:重力加速度; dp:粒子密度(這里指空氣密度為0); dg:澆注料液體密度; D:氣泡直徑; η:澆注料黏度。 若要去除澆注料中的氣泡,澆注料應(yīng)保持較長(zhǎng)時(shí)間的低黏度。用抽真空的方法來擴(kuò)大氣泡的直徑以加快脫泡的速率,所以要求澆注料的反應(yīng)活性在脫泡溫度下很低,有較長(zhǎng)的適用期。 反應(yīng)活性大的酸酐和環(huán)氧樹脂起固化反應(yīng)時(shí)必然放熱量大,局部過熱就會(huì)造成澆注件匯總保留熱應(yīng)力,有可能造成裂紋或形成樹脂與工件的界面氣隙,同時(shí)環(huán)氧樹脂的活性和殘留堿含量也是影響因素。因此在選擇酸酐時(shí),應(yīng)注意酸酐基德含量和盡可能小的游離酸的品種。此外澆注溫度也是適用期的主要影響因素。反應(yīng)速率可用下列公式表示: K:反應(yīng)速率; K0:頻率因素; E1:反應(yīng)速率所表現(xiàn)的活化能; R:氣體常數(shù); T:絕對(duì)溫度。 環(huán)氧樹脂澆注料在某一溫度下隨著時(shí)間的延續(xù),固化反應(yīng)的深入,黏度將增大,其規(guī)律遵循以下公式: K:反應(yīng)速率; ηt:時(shí)間t時(shí)的澆注料黏度; T:澆注料反應(yīng)的時(shí)間; η0:澆注料的初始黏度。 從以上兩個(gè)公式中可知:樹脂和固化劑的活性澆注料適用期的主要影響因素。環(huán)氧樹脂和酸酐的反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此要控制模內(nèi)的放熱溫度,就應(yīng)降低初始固化溫度,并加入一定量的粉末填料以增大澆注料的熱導(dǎo)率,同時(shí)盡可能地減薄澆注厚度,這對(duì)消除或減少熱應(yīng)力是極有效的。 環(huán)氧樹脂-酸酐體系在固化反應(yīng)的同時(shí),體積開始收縮,到達(dá)開始凝膠時(shí),如果沒有澆注料來做充分補(bǔ)充,就會(huì)因體積收縮有氣隙和內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生,因此此時(shí)進(jìn)行加壓凝膠對(duì)消除上訴弊病很有效。 環(huán)氧樹脂澆注件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的寧一個(gè)主要原因是由固化物與金屬嵌件、包封件的膨脹系數(shù)不同造成的,特別是在界面處,二消除和降低澆注固化物的潛性內(nèi)應(yīng)力是提高鑄件抗開裂性的重要措施。 為了提高澆注件的各項(xiàng)性能可以采用以下配方實(shí)際方案。為提高耐熱性,可以通過摻混能提高交聯(lián)密度的樹脂體系加以解決;為了改善樹脂的乃開裂性,配方中可選用長(zhǎng)碳鏈的脂肪酸酐以及特殊的填料等。 由于電氣絕緣澆注件中都鑲嵌著銅、鋁導(dǎo)體,線圈、鐵芯等,環(huán)氧樹脂和上述金屬的膨脹系數(shù)不同,如果配方和工藝設(shè)計(jì)、操作不當(dāng)?shù)脑挘瑵沧⒓?nèi)部就會(huì)有應(yīng)力存在,則會(huì)造成環(huán)氧樹脂固化物體積收縮,產(chǎn)生孔隙、氣泡,這會(huì)降低耐漏電痕跡性。 |