环氧树脂灌浆料指标

环氧树脂灌封料、浇注料施工

常见问题

作为环氧树脂的一个重要应用领域，灌封已广泛地用于电子器件制造业，成为电子工业不可缺少的重要绝缘材料。随着制造和应用的发展，许多新兴企业常为遇到的一些问题而烦恼。那么环氧灌封常见问题有哪些？中国环氧树脂行业协会的专家日前专门为此答疑解惑。

灌封，就是将液态环氧树脂复合物用机械或手工方式灌人装有电子元件、线路的器件内，在常温或加热条件下固化成为性能优异的热固性高分子绝缘材料。首要关心的是灌封工艺，灌封产品的质量主要与产品结构设计、元件选择、组装及所用灌封材料密切相关，灌封工艺也是不容忽视的因素。环氧树脂灌封有常态和真空2种灌封工艺，其中：环氧树脂、胺类常温固化灌封料一般用于低压电器，多采用常态灌封；环氧树脂、酸酐加热固化灌封料，一般用于高压电子器件灌封，多采用真空灌封工艺。

目前最常见的有手工真空灌封、机械真空灌封2种方式，而机械真空灌封又可以分为A、B组分先混合脱泡后灌封，和先分别脱泡后混合灌封这2种情况。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，其工艺流程如下：一是手工真空灌封工艺；二是机械真空灌封工艺，包括先混合脱泡后灌封工艺和A、B先分别脱泡后混合灌封工艺。相比之下机械真空灌封、设备投资大、维护费用高，但在产品的一致性、可靠

性等方面明显优于手工真空灌封工艺。无论何种灌封方式都应严格遵守给定的工艺条件，否则很难得到满意的产品。

灌封产品常出现的问题主要有：一是局部放电起始电压低，线间打火或击穿电视机、显示器行输出变压器，汽车、摩托车点火器等高压电子产品，常因灌封工艺不当而工作时会出现局部放电(电晕)、线间打火或击穿现象，是因为这类产品高压线圈线径很小(一般只有0.02～0.04mm)，灌封料未能完全浸透匝间使线圈匝间存留空隙。由于空隙介电常数远小于环氧灌封料，在交变高压条件下会产生不均匀电场，引起界面局部放电使材料老化分解造成绝缘破坏。从工艺角度分析，造成线间空隙有以下2方面原因：灌封时真空度不够高，线间空气未能完全排除，使材料无法完全浸渗；灌封前试件预热温度不够，灌人试件物料黏度不能迅速降低，影响浸渗。对于手工灌封或先混合脱泡后真空灌封工艺，物料混合脱泡温度高、作业时间长或超过物料适用期，以及灌封后产品未及时进入加热固化程序，都会造成物料黏度增大，影响对线圈的浸渗。热固化环氧灌封材料复合物，起始温度越高黏度越小，随时间延长黏度增长也越迅速，因此为使物料对线圈有良好的浸渗性，操作上应注意做到灌封料复合物应保持在给定的温度范围内，并在适用期内使用完毕；灌封前试件要加热到规定温度，灌封完毕应及时进入加热固化程序；灌封真空度要符合技术规范要求。

第二大问题是灌封件表面缩孔、局部凹陷、开裂灌封料在加热固化过程中，会产生2种收缩：即由液态到固态相变过程中的化学收

缩和降温过程中的物理收缩。固化过程中的化学变化收缩又有2个过程，从灌封后加热化学交联反应开始到微观网状结构初步形成阶段产生的收缩，称之为凝胶预固化收缩，从凝胶到完全固化阶段产生的收缩我们称之为后固化收缩。这2个过程的收缩量是不一样的，前者由液态转变成网状结构过程中物理状态发生突变，反应基团消耗量大于后者，体积收缩量也高于后者。如灌封试件采取一次高温固化，则固化过程中的2个阶段过于接近，凝胶预固化和后固化近乎同时完成，这不仅会引起过高的放热峰、损坏元件，还会使灌封件产生巨大的内应力造成产品内部和外观的缺损。为获得良好的制件，必须在灌封料配方设计和固化工艺制定时，重点关注灌封料的固化速度与固化条件的匹配问题。通常采用的方法是依照灌封料的性质、用途按不同温区分段固化的工艺。在凝胶预固化温区段灌封料固化反应缓慢进行、反应热逐渐释放，物料黏度增加和体积收缩平缓进行。此阶段物料处于流态，则体积收缩表现为液面下降直至凝胶，可完全消除该阶段体积收缩内应力。从凝胶预固化到后固化阶段升温应平缓，固化完毕灌封件应随加热设备同步缓慢降温，多方面减少、调节制件内应力分布状况，可避免制件表面产生缩孔、凹陷甚至开裂现象。对灌封料固化条件的制订，还要参照灌封制件内封埋元件的排布、饱满程度及制件大小、形状、单只灌封量等，对单只灌封量较大而封埋元件较少的，适当地降低凝胶预固化温度并延长时间是完全必要的。

最后一个问题是固化物表面不良或局部不固化，这些现象也多与固化工艺相关。中国环氧树脂行业协会专家表示，其主要原因是计

量或混合装置失灵、生产人员操作失误；A组分长时间存放出现沉淀，用前未能充分搅拌均匀，造成树脂和固化剂实际比例失调；B组分长时间敞口存放、吸湿失效；高潮湿季节灌封件未及时进入固化程序，物件表面吸湿。总之，要获得一个良好的灌封产品，灌封及固化工艺的确是一个值得高度重视的问题。

环氧树脂的合成与应用

1.作用

1930年，首次由瑞士的pieneCastan和美国的SoGredee合成了环氧树脂后，1947年，先是美国DevoeandReynolds，后是壳牌公司取得瑞士汽巴公司专利生产权，先后实现了工业化生产，到20世纪70年代，年产量已猛增至100kt以上。

特别是过氧化技术的发展，为环氧树脂的应用领域开辟了新天地。1997年世界环氧树脂总产能力为1997年1.4Mt，1999年为1.5Mto 产量为730h，1999年可达800h以上。1998年美国环氧树脂的总产能力已近400kt／a。

世界环氧树脂增长最快的地区是西欧，1998年总产能力为340kt／a，1998年产量295h，2000年产量为340h。日本1998年总产能力为190h。目前，美国的壳牌化学公司、Dow化学公司和瑞士汽巴公司已占世界总产能力的50％，垄断着80％的西欧市场。

我国从1956年由沈阳化工研究所、天津化工研究院、上海化工研究院开始研制。1958年由上海树脂厂实现了工业化生产。1998年国内环氧树脂生产企业大小近130家，总产能力已超过80kt／a。

2、生产

2．1 主要原料和生产工艺

原料：环氧氯丙烷

2．1．1 双酚A型环氧树脂

双酚A型又称E型环氧树脂。制法可分为两步法和一步法。一步法是将NaOH和水调至一定浓度后加入双酚A在80℃溶解后再加环氧氯丙烷于90℃聚合后进行常压脱水，再在140t、86.66kPa下减压脱水得成品，一步法工艺较简单，原料成本低，但产品质量差。目前生产双酚A环氧树脂中厂家采用的是两步法。

两步法工艺流程如下：

此法系将双酚A投入溶解釜内、然后通人环氧氯丙烷，夹套通水蒸汽加热升温至70℃以上溶解，然后用泵压人带搅拌的反应釜内，用季铵盐为催化剂，滴加液碱，控制反应温度为50—55℃，维持一定时间至反应结束后，在100减压至94.66kPa，回收过量环氧氯丙烷供循环使用，再次加入MIBK溶解，在65～70℃下再次加碱液，反应结束后用夹套水冷却，静置，把MIBK溶液抽吸到回流脱水釜内，在回流脱水釜内回流至蒸出的MIBK清晰无水珠为止。然后冷却，静置，经过滤器至贮槽，沉降后抽人脱MIBK釜脱除MIBK，先常压后减压至无馏出液为止，将低分子质量的环氧树脂70份，双酚A30份和210ug／g的NaOH在管式反应器内连续聚合制成固体双酚A环氧树脂[1]。

两步法的优点是可用于生产多种树脂，不需后处理，产生的三废