Sistem epoksidne smole z visokim polnilom, s svojo odlično mehansko trdnostjo, toplotno izolacijo, odpornostjo na gorenje in dimenzijsko stabilnostjo, je postal osrednji material na svetovnih vrhunskih proizvodnih področjih, kot so elektronska enkapsulacija, pakiranje napajalnih naprav, oblikovanje kompozitnih materialov, vrhunska lepila in električno litje. V skladu z zahtevami glede visoke vsebnosti trdnih snovi, visoke toplotne prevodnosti in formulacij z visokim zaviralcem gorenja je dodajanje anorganskih polnil (kot je aluminijev oksid,aluminijev hidroksid, magnezijev oksid, silicijev mikro prah, borov nitrid itd.) pogosto presega 60 mas. To vodi do težav, kot so visoka viskoznost sistema, slaba pretočnost, nezadostna omočljivost, težave pri odstranjevanju mehurčkov, povečane napake pri tvorbi in slaba prilagodljivost avtomatiziranih postopkov nanašanja, ki postanejo ključna ozka grla, ki omejujejo kakovost izdelka in učinkovitost proizvodnje.
Nenormalno povečanje viskoznosti epoksi sistema z visokim polnilom ni posledica enega samega dejavnika, ampak superpozicije več mehanizmov:
1. Slaba združljivost na vmesniku polnilne smole: anorganska polnila imajo močno površinsko polarnost in goste hidroksilne skupine, ki tvorijo močne interakcije z nepolarnimi epoksidnimi matricami, kar povzroči aglomeracijo delcev in znatno poveča torni upor znotraj sistema;
2. Nerazumna specifična površina in porazdelitev velikosti delcev polnil: Nano polnila in ultrafina polnila imajo veliko specifično površino, ki adsorbira veliko število molekul smole in tvori "prevlečno plast", kar ima za posledico zmanjšanje učinkovite mobilne faze; Polnila z enojno velikostjo delcev imajo velike vrzeli in zahtevajo več polnjenja s smolo za nadaljnje povečanje viskoznosti;
3. Intrinzična viskoznost matrice smole je razmeroma visoka: epoksi smole z visokim ekvivalentom, kot so bisfenol A in fenolne smole, imajo dolge molekularne verige in močne medmolekularne sile. Ko ni napolnjen, doseže viskoznost na tisoče mPa · s, po visokem polnjenju pa se viskoznost eksponentno poveča;
4. Nezadosten postopek disperzije: nizka učinkovitost mešanja, mletja in disperzije, nepopolna razgradnja in agregacija polnil, tvorba sekundarnih agregatov, nenormalno povečanje psevdoplastičnosti in neenakomeren tok sistema;
5. Pomanjkanje ali nepravilna izbira aditivov: Brez učinkovitih vlažilnih in dispergirnih sredstev ali vezivnih sredstev medfazne napetosti ni mogoče zmanjšati, tiksotropna struktura sistema je pretirano zgrajena, statična viskoznost in konstrukcijska viskoznost pa sta visoki.
Po ugotovitvi vzroka je z zasnovo na molekularni ravni, modifikacijo vmesnika in natančnim nadzorom procesa mogoče doseči nadzorovano zmanjšanje viskoznosti za 30 % -80 % brez zmanjšanja količine dodanega polnila ali žrtvovanja učinkovitosti po strjevanju.
Smolna matrica je osnova sistemske viskoznosti, optimizacija matrične formule pa je izvorna rešitev za zmanjšanje viskoznosti, prilagajanje zahtevam glede varstva okolja, nizke hlapnosti in visoke zanesljivosti vrhunskih materialov po vsem svetu.
Prednost je treba dati epoksidu tipa bisfenol A z nizko molekulsko maso (stopnja nizke viskoznosti E51/E44), alifatskemu epoksiju, cikloalifatskemu epoksiju in razredčenemu modificiranemu epoksidu. Viskoznost je treba nadzorovati pri 500-3000 mPa · s pri 25 ℃, kar poveča osnovno učinkovitost zmanjšanja viskoznosti za več kot 40 % v primerjavi z običajnim visoko viskoznim epoksidom. Aliciklični epoksi združuje nizko viskoznost z odpornostjo proti porumenelosti in odpornostjo na vremenske vplive, zaradi česar je primeren za vrhunske čezmorske aplikacije, kot so zunanja elektronika, fotovoltaika in avtomobilska elektronika.
Opustite hlapna nereaktivna razredčila in uporabite enojna funkcionalna/bifunkcionalna/multifunkcionalna reaktivna razredčila (butil glicidil eter BGE, alil glicidil eter AGE, etilen glikol diglicidil eter EGDE, neopentil glikol diglicidil eter) z dodatkom 5 % -15 %, da sodelujete pri strjevanju zamreženja brez ostanek ali migracijo, s čimer se prepreči zmanjšanje toplotne odpornosti in adhezivne moči. Dvojno funkcionalno razredčilo ima najboljšo učinkovitost zmanjšanja viskoznosti in lahko vzdržuje gostoto zamreženja strjenega materiala, kar je primerno za zahteve glede trdnosti sistemov z visokim polnjenjem.
Izberite modificirane maščobne amine, polieteramine, anhidride z nizko viskoznostjo in latentna sredstva za strjevanje z nizko viskoznostjo, da zmanjšate viskoznost komponent utrjevalca, hkrati pa izboljšate združljivost z epoksi matriko in preprečite nenadno povečanje viskoznosti po mešanju. Sredstva za strjevanje s polieter amini so opremljena s fleksibilnimi verižnimi segmenti, ki lahko zmanjšajo trenje v sistemu, uravnotežijo zmanjšanje viskoznosti in izboljšajo žilavost ter izpolnjujejo stroge zahteve novih globalnih energetskih in železniških tranzitnih področij.
Polnila so jedro sistemov z visokim polnilom, modifikacija površine in razvrščanje velikosti delcev pa sta ključni tehnološki poti za zmanjšanje viskoznosti brez zmanjšanja količine dodanih polnil, kot tudi ključna konkurenčnost vrhunskih epoksi formulacij.
Polnilo predhodno obdelajte s silanskim spojnim sredstvom (KH550/KH560/KH570), titanatnim spojnim sredstvom, aluminatnim spojnim sredstvom in modifikatorjem hiperrazvejanega polimera, da se na površini polnila oblikuje organska prevlečna plast.
- Zmanjšati površinsko polarnost, zmanjšati vodikove vezi in van der Waalsove sile med delci ter preprečiti aglomeracijo;
- Izboljšajte združljivost z epoksi matriko, zmanjšajte praznine na vmesniku in zmanjšajte upor proti pretoku;
- Po modifikaciji se lahko viskoznost sistema visokega polnjenja (≥ 70 mas. %) zmanjša za 40 % -60 %, hkrati pa se izboljšajo toplotna prevodnost, izolacija in mehanska trdnost strjenega materiala.
Po teoriji tesnega pakiranja je sprejet štiristopenjski sistem razvrščanja, ki ga sestavljajo velika velikost delcev, srednja velikost delcev, majhna velikost delcev in nanometrska velikost (kot je 50 μ m + 10 μ m + 2 μ m + 50 nm). Polnila z majhno velikostjo delcev zapolnijo velike vrzeli v velikosti delcev, kar znatno zmanjša poroznost sistema in inkapsulacijo smole. Viskoznost se lahko zmanjša za več kot 30 % pri enaki vsebnosti trdnih snovi. Zasnova razvrščanja se mora izogibati pretiranemu dodajanju nano polnil, da se prepreči povratna viskoznost zaradi prevelike specifične površine.
Prednost je treba dati uporabi sferičnega silicijevega mikro prahu, sferičnega aluminijevega oksida in sferičnega borovega nitrida. Kotalni upor sferičnih polnil je precej nižji kot pri nepravilnih lističih in igličastih polnilih, pretočnost pa je znatno izboljšana. To je prednostna oblika polnila za vrhunsko elektronsko zalivanje in epoksi plastične tesnilne materiale.
Additive je regulator viskoznosti za epoksidne sisteme z visokim polnilom, z natančno izbiro za doseganje "nizkega dodajanja, visokega zmanjšanja viskoznosti", v skladu z globalnimi okoljskimi predpisi in zahtevami glede zmogljivosti vrhunskih materialov.
Z uporabo epoksi funkcionaliziranih disperzij, poliakrilnih estrskih disperzij, fosfatnih estrskih disperzij in hiperrazvejanih disperzij z dodano količino 0,5 % -3 % hitro zmočite površino polnila, razbijete aglomerate, oblikujete prostorsko stabilno plast, zmanjšate trenje med delci in zmanjšate viskoznost za 30 % -50 %. Pri sistemih z visoko vsebnostjo trdnih snovi je priporočljiva uporaba močnih disperzij za zmanjšanje viskoznosti, ki so primerna za nano polnila in polnilne sisteme z visoko specifično površino.
Dodajte silicijev dioksid v plinski fazi, poliamidni vosek, hidrogenirano ricinusovo olje in organski bentonit, da zgradite nadzorovano tiksotropno strukturo:
-V mirovanju: visoka viskoznost za preprečevanje usedanja polnilnega materiala;
-Med striženjem (mešanje, doziranje, tesnjenje, vlivanje): viskoznost se hitro zmanjša in fluidnost je odlična;
Uresničite "nizko konstrukcijsko viskoznost + visoko statično stabilnost" in se prilagodite globalnim glavnim procesom, kot so avtomatizirano doziranje, vakuumsko tesnjenje in RTM oblikovanje.
Sistemi z visoko viskoznostjo so nagnjeni k ujetju mehurčkov in jih je težko izprazniti. Dodajanje sredstev proti penjenju iz organskega silicija in sredstev za izravnavo brez silicija lahko zmanjša ostanke mehurčkov, izboljša enotnost sistema in prepreči navidezno visoko viskoznost in napake pri oblikovanju, ki jih povzročajo mehurčki.
Zagotavljanje diferenciranih rešitev za zahteve svetovnega trga na različnih področjih, ki usklajujejo zmogljivost, procese in okoljsko skladnost:
1. Pakiranje elektronskih inkapsulacijskih/napajalnih naprav: sferično razvrščanje polnila + modifikacija silana + epoksidna smola z nizko viskoznostjo, doseganje visoke toplotne prevodnosti, nizke viskoznosti in visoke izolacije, primerno za avtomobilsko elektroniko, komunikacijo 5G in fotovoltaične pretvornike;
2. Kompozitni material RTM/vakuumska infuzija: aktivna spojina za redčenje z nizko viskoznostjo + učinkovita disperzija + strižna reologija redčenja, izboljšanje omočljivosti smole na vlaknih, primerno za vesoljske lopatice in lopatice vetrnih turbin;
3. Visokokakovostno lepilo/tesnilo: polieter aminsko utrjevalo + hiperrazvejani dispergant, ki dosega nizko viskoznost, visoko oprijemljivost, brez topil, primerno za nove energetske baterije in železniški promet;
4. Električne litine/izolacijske komponente: visoka stopnja ognjevarnega polnila + modifikacija sklopke + epoksi z nizko viskoznostjo, primerno za visokonapetostno električno in prenosno opremo, ki izpolnjuje globalne standarde IEC in UL.
Težava z viskoznostjo epoksidne smole z visokim polnilom je sistemska težava v formulaciji, polnilih, dodatkih in postopkih, ne pa slabost ene same povezave. S sestavljanjem matrike z nizko viskoznostjo, površinsko modifikacijo in razvrščanjem polnil, natančno izbiro specializiranih dodatkov in učinkovitim postopkom dispergiranja je mogoče v celoti rešiti industrijsko bolečo točko visoke viskoznosti, hkrati pa ohraniti visoke prednosti polnjenja, izboljšati izkoristek izdelka, učinkovitost proizvodnje in konkurenčnost na svetovnem trgu.
