韩养军,马瑞

（西安黄河机电有限公司·710043）

源自：“第十三次全国环氧树脂应用技术学术交流会”论文集

 

摘  要：本文介绍了一种耐温环氧树脂浇注料，通过不同含量的多官能环氧树脂与双酚A环氧树脂复配可以得到不同耐热温度的环氧树脂体系。增韧剂的加入可以较大幅度的增加固化物的韧度，而玻璃化温度的损失较小。

关键词：多官能环氧树脂   增韧剂  玻璃化温度   冲击韧度

 

0.     前言

    环氧树脂浇注料有粘接性能优异、力学性能高、固化收缩小、工艺性好、电性能好、稳定性好等优点，用途越来越广。许多行业在使用浇注料、灌封料时都有耐热的要求，如何在保证耐热的同时提高环氧树脂体系的韧性是进行该树脂体系配方设计的一大难点。本文通过对不同耐热等级环氧树脂体系的配方探索，为广大环氧树脂应用者提供一些参考。

 

1.  实验

1.1.  实验原料

   多官能环氧JEh-011，常熟佳发化学；环氧树脂E-51，甲基四氢苯酐；DMP-30均市售；增韧剂，自制。

1.2.  实验方法

    浇注体制备，将配好的环氧树脂胶料预烘至60℃～70℃真空脱泡后，浇入预热好的模具中，放入烘箱中固化，固化条件为：80℃ 2h + 100℃ 2h + 130℃ 4～6h(配方1)；80℃ 2h + 100℃ 2h + 130℃ 2h + 160℃ 4～6h (其余配方)。第二天脱模休整后进行测试，固化物玻璃化温度采用梅特勒822e差热分析仪测定。冲击韧度按GB2571-81标准测试。弯曲强度按GB2571-81标准测试。拉伸强度按GB2568-81标准测试。体积电阻、表面电阻按GB1410-89标准测试。介电常数、介质损耗角正切按GB1409-89标准测试。击穿电压按GB1408-89标准测试

 

2.  实验结果

2.1. 不同含量多官能环氧树脂体系的机械性能、电性能

随着多官能环氧树脂的加入量不断增加，浇注体的弯曲强度、拉伸强度、冲击韧度降低。增韧剂的加入使浇注体冲击韧度有较大幅度的提高，具体数据见表1。

2.2. 增韧剂对浇注体玻璃化温度的影响

    为了增加该树脂体系的韧性，我们给该树脂体系中加入了一定量的增韧剂（5%～15%），在实验中我们发现自制的增韧剂使该树脂体系的冲击韧度有较大幅度的提高，但对玻璃化温度影响不大。图1～图6为配方1～6加与不加增韧剂时固化物的DSC曲线。

 

3  讨论

环氧浇注料、灌封料的配方设计是决定其性能的最重要因素。一些特殊条件下，要求浇注料具有耐低温（高温）、高低冲击、低收缩等特性。如何满足不同条件的要求是科技工作者从事产品开发的一个永恒的课题，多官能环氧树脂的价格较普通双酚A环氧树脂的价格高数倍，如何给工业上提供价格适宜，又能满足耐热、抗冲击需求的高性能浇注料，对我们来讲还是有一定的难度。通过大量的实验，本文提出的树脂共混为制备这类浇注料提供了一些参考数据。通过不同比例的树脂共混，可制备出玻璃化温度150℃～200℃的浇注料。在多官能环氧树脂加入量为双酚A环氧树脂的40%～60%间时，浇注料性能变化不明显。

 

表1  不同含量多官能环氧树脂体系的机械性能、电性能

组成物或性能参数	1	2	3	4	5	6
JEh-011	0	40	60	80	100	100
E-51	100	100	100	100	100	0
甲基四氢苯酐	85	136	162	188	215	130
增韧剂①/%	15	15	15	15	15	15
促进剂	0.5	适量	适量	适量	适量	适量
弯曲强度/MPa	115	105	103	103	93	81
拉伸强度/MPa	72	66	60	53	52	33
冲击韧度/(KJ/m2)	14② 23	12② 18	10② 16	10② 14	8② 11	5② 8.7
玻璃化温度（DSC法）/℃	123③ 116	160③ 155	171③ 157	181③ 170	185③ 178	220③ 205
体积电阻率×10-15/(Ω·cm)	2～6	2～6	2～6	2～6	2～6	2～6
表面电阻×10-15/Ω	1～3	1～3	1～3	1～3	1～3	1～3
介电常数	3.5～4.0	3.5～4.0	3.5～4.0	3.5～4.0	3.5～4.0	3.5～4.0
介质损耗角正切	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02
击穿电压/(KV/mm)	18～23	18～23	18～23	18～23	18～23	18～23

注： ①增韧剂加入量为环氧树脂总量的15%； ②为不加增韧剂的冲击韧度；③为不加增韧剂的玻璃化温度。

图1  配方1固化物的DSC图

图4配方4固化物的DSC图

图2配方2固化物的DSC图

图5配方5固化物的DSC图

图3配方3固化物的DSC图          图6配方6固化物的DSC图