复合增韧技术在环氧浇注料中的应用

马瑞 王军 姜志成 韩养军

摘要：本文研究了复合增韧技术对环氧浇注料的增韧作用。通过复合加入T1T2增韧材料对浇注料的性能进行对比研究。结果发现在加入复合增韧剂时，环氧浇注料的整体性能得到了较大的提高。

关键词：复合增韧;环氧树脂;浇注料;性能

中图分类号：TQ323.5

文献标识码：A

文章编号：1001-5922（2020）07-0016-02

环氧树脂浇注料集优良的电性能和力学性能于一体，在电气工业中得到了广泛的应用和快速的发展”。但是，随着电气行业的不断发展，对浇注材料的要求也越来越高。纯环氧树脂浇注料形成的固化物弯曲强度、冲击强度都低且易开裂，难以满足许多电子元器件的浇注要求引。为了保证浇注器件的可靠性和电气绝缘性，有必要对环氧浇注料进行增韧，以提高其综合性能4。。我们通过长时间的研究发现，在环氧浇注料中加入复合增韧剂比纯环氧树脂浇注料或加入单一增韧剂的环氧浇注料整体性能高，并在具体的注射产品上得到验证。

1实验部分

1.1主要原料

E-51环氧树脂，市售;液体甲基四氢苯酐，市售;环氧活性增韧剂（标记为T1），自制;T-9503增韧剂（标记为T2），自制;DMP-30促进剂，国药集团化工试剂有限公司;DGH-400硅微粉，西安金英电工材料有限公司。

1.2主要设备及仪器

CMT5105电子拉力机，美特斯工业系统（中国）有限公司;XJ-40A冲击试验机，吴忠材料试验机厂;DSC822e型差示扫描量热仪，梅特勒一托利多仪器（上海）有限公司;101A-1ET型电热鼓风干燥箱，上海试验仪器厂有限公司;HX202T型电子天平，慈溪市天东衡器厂。

1.3浇注料制备

按E-51环氧树脂：增韧剂T1=100：20混合均匀制得A组分。按甲基四氢苯酐：增韧剂T2：促进剂DMP-30=80：10：0.2混合均匀制得B组分。将A：B：DGH-400硅微粉=100：75：262.5。两个组分加热至60C，在清洁干燥好的配料容器中按质量比称取A、B组分，搅拌均匀，真空脱泡。将配好的环氧浇注料缓慢注人灌封模具中，采取阶梯固化模式分别在80C固化2h，100C固化2h，最后在130C固化8h即得环氧浇注料试验样条。

1.4测试与表征

按照GB/T2567-2008进行弯曲性能测试，取5个有效样品数值的平均值。按照GBT1043-1993（无缺口试样）进行冲击强度测试，取9个有效样品数值的平均值。用DSC822e型差示扫描量热仪测试试样的玻璃化转变温度。

2结果与讨论

2.1复合增韧技术在浇注料中的作用

目前大多數浇注料都使用单一增韧技术，其或多或少都存在一些缺陷，比如气泡多不好处理、局部容易出现裂纹等瑕疵、粘度以及颜色不合适等等，笔者生产中也出现过此类问题。经过长期的试验及验证工作，发现加入两种或两种以上的增韧剂能弥补环氧浇注料中单一增韧剂的缺陷，提高其综合性能。

2.2复合增韧剂加入量对浇注料的性能影响

表1是经过多次试验后总结出来的比较典型的浇注料配方，从表1可以看出，单一加入Tl、T2增韧剂的环氧浇注料弯曲强度、弯曲模量、冲击强度都比较高，而玻璃化转变温度也比较理想。但实际情况是浇注出来的产品比较脆，易出现局部裂纹。而加入T2增韧剂后，随着加入份量的增加，虽然环氧浇注料的弯曲强度有所下降，但完全在适合浇注要求的强度范围内。而弯曲模量的下降，冲击强度略有增高则充分体现了复合增韧剂的增韧效果。在加入T2增韧剂的3种配方中，环氧浇注料的玻璃化转变温度和没有加入增韧剂时基本没有变化。

2.3复合增韧技术在抗开裂方面的作用

导致环氧树脂浇注料固化物开裂的根本原因是内应力和缺陷的存在。比如浇注料在混合过程中产生气泡而真空脱泡又不彻底就会造成固化产物内部的缺陷。而浇注元器件的结构设计、树脂配方设计、浇注工艺设计不合理都会在浇注过程中引入较大的内应力和应力集中，尤其是在浇注料嵌人元件的接触界面、尖角等部位，会造成微裂纹和应力集中。由于环氧树脂内聚力大、弹性模量高、线膨胀系数也比大部分金属材料高，这就使得在浇注过程中浇注料和需要浇注的电器元部件之间出现内应力和应力集中的现象。在高低温温度循环和外部机械应力的冲击下，浇注料内的缺陷和微裂纹不断被放大，最终造成元器件的开裂失效”。经过不断的摸索和试验，笔者发现加入T1和T2复合增韧剂的浇注产品，在抗开裂方面有很好的效果，如图1所示。

3应用试验

采用复合增韧技术得到的浇注料和一般浇注料相比，试验样条的各种数据变化不大，但在产品生产中，产品的一些机械强度数据有大幅度的提升。

在固封极柱、触头盒等一些对机械强度要求较高的产品生产中，开始试验了采用复合增韧剂术制作的浇注料，达到预期效果后进行了小批量使用、批量使用，至今已经生产各类产品数千件。产品的外观良好，机械破坏试验表现出优异的效果。和一些数据相近的浇注料相比，产品的弯曲破坏强度平均提升70%～80%，个别破坏强度提升了100%。

4结语

采用TI和T2复合增韧的环氧树脂浇注料，在玻璃化转变温度基本不变的情况下，降低了其弯曲模量，提高了其冲击强度。

虽然弯曲强度也有所降低，但在实际生产中和一些样条数据相近的浇注料相比，产品的弯曲破坏强度平均提升70%～80%，个别破坏强度提升了100%。而其综合应用性能得到了提高，尤其是在抗开裂方面有显著的效果。

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