从容易浇注和脱去气泡的角度来考虑,环氧树脂浇注料的黏度要越小越好,通常操作过程中黏度高达40Pa•s时,便无法浇入模具,但环氧树脂浇注料中填料是必须加入的,因为它是提高环氧树脂固化物的硬度、热导率,降低线膨胀系数,降低产品成本的主要手段。如果浇注料黏度太小,填料就容易发生沉淀。当填料严重沉淀时,固化物呈不均匀状态,在冷热交变中就会发生开裂。从大量的实验中得出经验数据,环氧树脂浇注料凝胶临界时,硅微粉填料则不可能发生沉淀,此时的黏度在85Pa•s左右。 环氧树脂浇注件都希望无气泡、气隙和裂纹存在,导致残留气泡和气隙的原因是大量填料的加入了空气及树脂中低分子两挥发的存在。后一个问题可以在树脂制造中排除。前一个问题可以在浇注工艺中延长真空脱泡时间的方法来解决。 气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(这里指空气密度为0); dg:浇注料液体密度; D:气泡直径; η:浇注料黏度。 若要去除浇注料中的气泡,浇注料应保持较长时间的低黏度。用抽真空的方法来扩大气泡的直径以加快脱泡的速率,所以要求浇注料的反应活性在脱泡温度下很低,有较长的适用期。 反应活性大的酸酐和环氧树脂起固化反应时必然放热量大,局部过热就会造成浇注件汇总保留热应力,有可能造成裂纹或形成树脂与工件的界面气隙,同时环氧树脂的活性和残留碱含量也是影响因素。因此在选择酸酐时,应注意酸酐基德含量和尽可能小的游离酸的品种。此外浇注温度也是适用期的主要影响因素。反应速率可用下列公式表示: K:反应速率; K0:频率因素; E1:反应速率所表现的活化能; R:气体常数; T:绝对温度。 环氧树脂浇注料在某一温度下随着时间的延续,固化反应的深入,黏度将增大,其规律遵循以下公式: K:反应速率; ηt:时间t时的浇注料黏度; T:浇注料反应的时间; η0:浇注料的初始黏度。 从以上两个公式中可知:树脂和固化剂的活性浇注料适用期的主要影响因素。环氧树脂和酸酐的反应是放热反应,因此要控制模内的放热温度,就应降低初始固化温度,并加入一定量的粉末填料以增大浇注料的热导率,同时尽可能地减薄浇注厚度,这对消除或减少热应力是极有效的。 环氧树脂-酸酐体系在固化反应的同时,体积开始收缩,到达开始凝胶时,如果没有浇注料来做充分补充,就会因体积收缩有气隙和内应力产生,因此此时进行加压凝胶对消除上诉弊病很有效。 环氧树脂浇注件产生内应力的宁一个主要原因是由固化物与金属嵌件、包封件的膨胀系数不同造成的,特别是在界面处,二消除和降低浇注固化物的潜性内应力是提高铸件抗开裂性的重要措施。 为了提高浇注件的各项性能可以采用以下配方实际方案。为提高耐热性,可以通过掺混能提高交联密度的树脂体系加以解决;为了改善树脂的乃开裂性,配方中可选用长碳链的脂肪酸酐以及特殊的填料等。 由于电气绝缘浇注件中都镶嵌着铜、铝导体,线圈、铁芯等,环氧树脂和上述金属的膨胀系数不同,如果配方和工艺设计、操作不当的话,浇注件内部就会有应力存在,则会造成环氧树脂固化物体积收缩,产生孔隙、气泡,这会降低耐漏电痕迹性。 |