层压成型法是采用增强材料,如玻璃纤维布、碳纤维布等经浸胶机浸渍的环氧树脂,经烘干制成预浸料——成型材料,然后预浸料经裁切、叠合在一起,在压力机中施加一定的温度、压力,保持适宜的层压时间制成层压制品的成型工艺。采用这种成型工艺可生产各种层压板、绝缘板、波形板、印刷电路板等。 ⑴原材料 ①树脂 作预浸料的树脂一般采用中等分子量的环氧树脂,这种树脂的特点是强度高、耐化学腐蚀、尺寸稳定性好、吸水率低。 ②增强纤维 适合于制作预浸料的纤维增强材料有:玻璃布、高硅氧石英纤维织物、碳纤维布、芳纶纤维布等。玻璃布具有耐热、强度高、良好的耐湿性、尺寸稳定性好、价格便宜等特点,是用途最广的品种之一。高硅氧石英布耐高温、绝缘和耐烧蚀性能好。碳纤维布具有良好的耐腐蚀和烧蚀性能,强度高。芳纶布具有耐热性能和较高的强度。 ③辅助材料 a.固化剂 一般采用酚醛树脂预聚物、双氰胺、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、甲基纳迪克酸酐、芳香族胺类固化剂。 b.促进剂 苄基二甲胺、对苯二酚、2-乙基-4-甲基咪唑等。 c.溶剂 一般采用丙酮、乙醇和甲苯/二甲苯等。 ⑵浸胶 用黏度被严格控制的树脂浸渍连续纤维织物,熟化,达到半熔阶段加热、烘干,成为预浸料(此时树脂达到B阶段)。胶布的质量是影响层压产品的一个重要因素。 ①预浸织布 影响浸胶的主要因素有胶液的黏度和浸渍方法。 浸渍方法一般采用溶胶机,主要有立式和卧式两种。胶液黏度可直接影响织物的浸渍能力和胶层厚度,若胶液黏度太大,纤维织物不易渗透;黏度过小,会导致胶布胶含量太低。浸渍时间一般为15~30s。时间过长则影响生产效率,过短则导致胶布没浸透和胶含量不够。在浸胶过程中,纤维织物所受张力大小和均匀性会影响胶布的含胶量与均匀性,因此在浸胶过程中,应严格控制纤维织物所受的张力及其均匀性。 ②干燥 纤维织物浸胶后,必须进行干燥处理,出去预浸料中的溶剂、挥发物、同时是环氧树脂预聚体进一步聚合。预浸料的干燥方法一般采用烘箱烘干,其性能主要是可溶性树脂含量和物料的流动性。 层压工艺 层压工艺是层压成型中的重要工序。层压工艺是将浸渍胶布按照压制厚度的要求配选成板坯,置于所经抛光的金属模板之中,放在热压机上,对两层模板之间的进行加热、加压、固化、冷却、脱模、后处理等。 ⑴胶布裁剪 此过程是将胶布剪成一定尺寸,剪切设备可用连续式定长切片机,也可以手工裁剪。胶布剪切,要求尺寸准备,将剪切好的胶布叠放整齐,把不同含较量及流动性的胶布分别堆放,做好记录贮存备用。 ⑵胶布配选 胶布配选工序对层压板的质量好坏至关重要,如配选不当会发生层压板开裂、表面花麻等弊病。在具体操作中应注意如下问题。 ①在配选板材的面层,每面应放2张表面含较量高、流动性大的胶布。 ②挥发物含量不能太大,如果挥发物含量太大,应干燥处理后在使用。
W——需要层压胶布的总质量,g;S——层制板材的面积,cm2;h——层压制品的厚度,cm;d——层压板的密度,kg/cm3;a——修正系数。 a视成品板的大小和厚度而定,h<5mm时,a取0.02~0.03;h>5mm时,a可取0.03~0.08。 ⑶热压工艺 压制工艺中最关键是工艺参数,其中最重要的工艺参数是温度、压力和时间。 ①温度 压制温度在一般压制工艺的升温过程中可分为5个阶段。 第一阶段是以温室升至物料显著反应的阶段,即预热阶段。此时树脂烃化并排出部分挥发物,压力一般为全压力的1/3~1/2。 第二阶段是中间保温阶段。这时树脂熔化,渗透,反应速率较低,保温时间根据胶布的含量、流动性和制品厚度而定。当流出树脂接近胶化并拉长丝时,应加压力并升温。 第三阶段是升温阶段。主要是为了提高树脂的固化程度。此时树脂反应速率加快。第四阶段是保温阶段。目的是使树脂充分固化。 最后阶段为冷却阶段。达到树脂熔点即可停止加热,然后自然冷却,o并保持需要的最高压力。冷却速率对制品表面的平整度有影响,应控制冷却速率,降至50℃以下时可以脱模。 ②压力 层压压力的作用:a.克服挥发物的蒸汽压;b.使黏结的树脂流动;c.使胶布层间紧密接触;d.防止板材冷却时变形。 成型压力的大小是根据树脂的固化特性确定的。环氧板和环氧/酚醛层压板为5.9MPa,环氧板材为3.9~5.9MPa。 ⑷后处理 后处理的目的是使树脂进一步固化直到完全固化,同时部分消除制品的内应力。提高制品的结合性能。环氧/酚醛板的后处理是在130~150℃的环境中保持150min左右。 ⑸层压板常见缺陷及解决办法 层压板的质量是胶布的层压工艺各工序操作质量的综合反映,因此,对曾严办出现的质量问题应进行全面分析,从中找出确切的原因,然后采取有效措施加以解决,以确保批量生产时层压板的质量。 |