復合增韌技術在環氧澆注料中的應用

馬瑞 王軍 姜志成 韓養軍

摘要：本文研究了復合增韌技術對環氧澆注料的增韌作用。通過復合加入T1T2增韌材料對澆注料的性能進行對比研究。結果發現在加入復合增韌劑時，環氧澆注料的整體性能得到了較大的提高。

關鍵詞：復合增韌;環氧樹脂;澆注料;性能

中圖分類號：TQ323.5

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2020）07-0016-02

環氧樹脂澆注料集優良的電性能和力學性能于一體，在電氣工業中得到了廣泛的應用和快速的發展”。但是，隨著電氣行業的不斷發展，對澆注材料的要求也越來越高。純環氧樹脂澆注料形成的固化物彎曲強度、沖擊強度都低且易開裂，難以滿足許多電子元器件的澆注要求引。為了保證澆注器件的可靠性和電氣絕緣性，有必要對環氧澆注料進行增韌，以提高其綜合性能4。。我們通過長時間的研究發現，在環氧澆注料中加入復合增韌劑比純環氧樹脂澆注料或加入單一增韌劑的環氧澆注料整體性能高，并在具體的注射產品上得到驗證。

1實驗部分

1.1主要原料

E-51環氧樹脂，市售;液體甲基四氫苯酐，市售;環氧活性增韌劑（標記為T1），自制;T-9503增韌劑（標記為T2），自制;DMP-30促進劑，國藥集團化工試劑有限公司;DGH-400硅微粉，西安金英電工材料有限公司。

1.2主要設備及儀器

CMT5105電子拉力機，美特斯工業系統（中國）有限公司;XJ-40A沖擊試驗機，吳忠材料試驗機廠;DSC822e型差示掃描量熱儀，梅特勒一托利多儀器（上海）有限公司;101A-1ET型電熱鼓風干燥箱，上海試驗儀器廠有限公司;HX202T型電子天平，慈溪市天東衡器廠。

1.3澆注料制備

按E-51環氧樹脂：增韌劑T1=100：20混合均勻制得A組分。按甲基四氫苯酐：增韌劑T2：促進劑DMP-30=80：10：0.2混合均勻制得B組分。將A：B：DGH-400硅微粉=100：75：262.5。兩個組分加熱至60C，在清潔干燥好的配料容器中按質量比稱取A、B組分，攪拌均勻，真空脫泡。將配好的環氧澆注料緩慢注人灌封模具中，采取階梯固化模式分別在80C固化2h，100C固化2h，最后在130C固化8h即得環氧澆注料試驗樣條。

1.4測試與表征

按照GB/T2567-2008進行彎曲性能測試，取5個有效樣品數值的平均值。按照GBT1043-1993（無缺口試樣）進行沖擊強度測試，取9個有效樣品數值的平均值。用DSC822e型差示掃描量熱儀測試試樣的玻璃化轉變溫度。

2結果與討論

2.1復合增韌技術在澆注料中的作用

目前大多數澆注料都使用單一增韌技術，其或多或少都存在一些缺陷，比如氣泡多不好處理、局部容易出現裂紋等瑕疵、粘度以及顏色不合適等等，筆者生產中也出現過此類問題。經過長期的試驗及驗證工作，發現加入兩種或兩種以上的增韌劑能彌補環氧澆注料中單一增韌劑的缺陷，提高其綜合性能。

2.2復合增韌劑加入量對澆注料的性能影響

表1是經過多次試驗后總結出來的比較典型的澆注料配方，從表1可以看出，單一加入Tl、T2增韌劑的環氧澆注料彎曲強度、彎曲模量、沖擊強度都比較高，而玻璃化轉變溫度也比較理想。但實際情況是澆注出來的產品比較脆，易出現局部裂紋。而加入T2增韌劑后，隨著加入份量的增加，雖然環氧澆注料的彎曲強度有所下降，但完全在適合澆注要求的強度范圍內。而彎曲模量的下降，沖擊強度略有增高則充分體現了復合增韌劑的增韌效果。在加入T2增韌劑的3種配方中，環氧澆注料的玻璃化轉變溫度和沒有加入增韌劑時基本沒有變化。

2.3復合增韌技術在抗開裂方面的作用

導致環氧樹脂澆注料固化物開裂的根本原因是內應力和缺陷的存在。比如澆注料在混合過程中產生氣泡而真空脫泡又不徹底就會造成固化產物內部的缺陷。而澆注元器件的結構設計、樹脂配方設計、澆注工藝設計不合理都會在澆注過程中引入較大的內應力和應力集中，尤其是在澆注料嵌人元件的接觸界面、尖角等部位，會造成微裂紋和應力集中。由于環氧樹脂內聚力大、彈性模量高、線膨脹系數也比大部分金屬材料高，這就使得在澆注過程中澆注料和需要澆注的電器元部件之間出現內應力和應力集中的現象。在高低溫溫度循環和外部機械應力的沖擊下，澆注料內的缺陷和微裂紋不斷被放大，最終造成元器件的開裂失效”。經過不斷的摸索和試驗，筆者發現加入T1和T2復合增韌劑的澆注產品，在抗開裂方面有很好的效果，如圖1所示。

3應用試驗

采用復合增韌技術得到的澆注料和一般澆注料相比，試驗樣條的各種數據變化不大，但在產品生產中，產品的一些機械強度數據有大幅度的提升。

在固封極柱、觸頭盒等一些對機械強度要求較高的產品生產中，開始試驗了采用復合增韌劑術制作的澆注料，達到預期效果后進行了小批量使用、批量使用，至今已經生產各類產品數千件。產品的外觀良好，機械破壞試驗表現出優異的效果。和一些數據相近的澆注料相比，產品的彎曲破壞強度平均提升70%～80%，個別破壞強度提升了100%。

4結語

采用TI和T2復合增韌的環氧樹脂澆注料，在玻璃化轉變溫度基本不變的情況下，降低了其彎曲模量，提高了其沖擊強度。

雖然彎曲強度也有所降低，但在實際生產中和一些樣條數據相近的澆注料相比，產品的彎曲破壞強度平均提升70%～80%，個別破壞強度提升了100%。而其綜合應用性能得到了提高，尤其是在抗開裂方面有顯著的效果。

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