Het hoogvullende epoxyharssysteem, met zijn uitstekende mechanische sterkte, thermische isolatie, vlamvertraging en maatvastheid, is een kernmateriaal geworden in mondiale hoogwaardige productiegebieden zoals elektronische inkapseling, verpakking van elektrische apparaten, gieten van composietmateriaal, hoogwaardige lijmen en elektrisch gieten. Onder de vereisten van een hoog vastestofgehalte, hoge thermische geleidbaarheid en hoge vlamvertragende formuleringen kan de toevoeging van anorganische vulstoffen (zoals aluminiumoxide,aluminiumhydroxidemagnesiumoxide, siliciummicropoeder, boornitride, enz.) bedraagt vaak meer dan 60 gew.%. Dit leidt tot problemen zoals hoge systeemviscositeit, slechte stroombaarheid, onvoldoende bevochtigbaarheid, problemen bij het verwijderen van bellen, toegenomen formatiedefecten en slechte aanpassingsmogelijkheden van geautomatiseerde applicatieprocessen, die belangrijke knelpunten worden die de productkwaliteit en productie-efficiëntie beperken.
De abnormale toename van de viscositeit van epoxysystemen met een hoge vulling wordt niet veroorzaakt door één enkele factor, maar door de superpositie van meerdere mechanismen:
1. Slechte compatibiliteit op het grensvlak van vulhars: anorganische vulstoffen hebben een sterke oppervlaktepolariteit en dichte hydroxylgroepen, vormen sterke interacties met niet-polaire epoxymatrices, waardoor deeltjes agglomereren en de wrijvingsweerstand binnen het systeem aanzienlijk toenemen;
2. Onredelijke specifieke oppervlakte- en deeltjesgrootteverdeling van vulstoffen: Nano-vulstoffen en ultrafijne vulstoffen hebben een groot specifiek oppervlak, dat een groot aantal harsmoleculen adsorbeert en een "coatinglaag" vormt, wat resulteert in een afname van de effectieve mobiele fase; Vulstoffen met een enkele deeltjesgrootte hebben grote openingen en vereisen meer harsvulling om de viscositeit verder te verhogen;
3. De intrinsieke viscositeit van de harsmatrix is relatief hoog: hoog-equivalente epoxyharsen zoals bisfenol A en fenolharsen hebben lange moleculaire ketens en sterke intermoleculaire krachten. Wanneer de viscositeit niet is gevuld, bereikt deze duizenden mPa · s, en na een hoge vulling neemt de viscositeit exponentieel toe;
4. Onvoldoende dispersieproces: lage meng-, maal- en dispersie-efficiëntie, onvolledige ontleding en aggregatie van vulstoffen, vorming van secundaire aggregaten, abnormale toename van pseudoplasticiteit en ongelijkmatige stroming van het systeem;
5. Gebrek aan of onjuiste selectie van additieven: Zonder effectieve bevochtigings- en dispergeermiddelen of koppelingsmiddelen kan de grensvlakspanning niet worden verminderd, is de thixotrope structuur van het systeem overmatig geconstrueerd en zijn de statische viscositeit en constructieviscositeit beide hoog.
Na het identificeren van de oorzaak, door middel van ontwerp op moleculair niveau, aanpassing van het grensvlak en nauwkeurige procescontrole, is het mogelijk om een regelbare viscositeitsreductie van 30% -80% te bereiken zonder de hoeveelheid toegevoegd vulmiddel te verminderen of de prestaties na uitharding op te offeren.
De harsmatrix vormt de basis van de systeemviscositeit en het optimaliseren van de matrixformule is de bronoplossing voor het verlagen van de viscositeit, aanpassing aan de milieubescherming, lage vluchtigheid en hoge betrouwbaarheidseisen van hoogwaardige materialen wereldwijd.
Er moet prioriteit worden gegeven aan bisfenol A-epoxy met een laag molecuulgewicht (E51/E44 met lage viscositeit), alifatische epoxy, cycloalifatische epoxy en verdunde gemodificeerde epoxy. De viscositeit moet worden gecontroleerd op 500-3000 mPa · s bij 25 ℃, wat de basisefficiëntie van de viscositeitsreductie met meer dan 40% verhoogt in vergelijking met conventionele epoxy met hoge viscositeit. Alicyclische epoxy combineert een lage viscositeit met weerstand tegen vergeling en weersbestendigheid, waardoor het geschikt is voor hoogwaardige overzeese toepassingen zoals buitenelektronica, fotovoltaïsche zonne-energie en auto-elektronica.
Laat vluchtige, niet-reactieve verdunningsmiddelen achterwege en gebruik enkelvoudige functionele/bifunctionele/multifunctionele reactieve verdunningsmiddelen (butylglycidylether BGE, allylglycidylether AGE, ethyleenglycoldiglycidylether EGDE, neopentylglycoldiglycidylether) met een toegevoegde hoeveelheid van 5% -15% om deel te nemen aan het uitharden van verknoping zonder residu of migratie, waardoor een afname van de hittebestendigheid en kleefkracht wordt vermeden. Het tweevoudige functionele verdunningsmiddel heeft de beste viscositeitsverlagende efficiëntie en kan de verknopingsdichtheid van het uitgeharde materiaal behouden, wat geschikt is voor de sterkte-eisen van systemen met hoge vulling.
Selecteer gemodificeerde vetaminen, polyetheraminen, anhydriden met een lage viscositeit en latente uithardingsmiddelen met een lage viscositeit om de viscositeit van de componenten van het uithardingsmiddel te verminderen, terwijl de compatibiliteit met de epoxymatrix wordt verbeterd en een plotselinge toename van de viscositeit na het mengen wordt vermeden. Polyetheramine-uithardingsmiddelen worden geleverd met flexibele ketensegmenten, die de wrijving binnen het systeem kunnen verminderen, de viscositeitsvermindering en de verbetering van de taaiheid in evenwicht kunnen brengen, en kunnen voldoen aan de strenge eisen van de mondiale nieuwe energie- en spoortransitvelden.
Vulstoffen vormen de kern van systemen met een hoog vulvermogen, en oppervlaktemodificatie en korrelgrootteclassificatie zijn belangrijke technologische manieren om de viscositeit te verlagen zonder de hoeveelheid toegevoegde vulstoffen te verminderen, evenals het kernconcurrentievermogen van hoogwaardige epoxyformuleringen.
Behandel het vulmiddel voor met silaankoppelingsmiddel (KH550/KH560/KH570), titanaatkoppelingsmiddel, aluminaatkoppelingsmiddel en hypervertakte polymeermodificator om een organische coatinglaag op het oppervlak van het vulmiddel te vormen
-Verminder de polariteit van het oppervlak, verminder de waterstofbinding en de Van der Waals-krachten tussen deeltjes, en voorkom agglomeratie;
- Verbeter de compatibiliteit met epoxymatrix, verminder lege ruimtes in het grensvlak en verlaag de stromingsweerstand;
-Na wijziging kan de viscositeit van het hoge vulsysteem (≥ 70 gew.%) met 40% -60% worden verlaagd, terwijl de thermische geleidbaarheid, isolatie en mechanische sterkte van het uitgeharde materiaal worden verbeterd.
Volgens de theorie van strakke pakking wordt een beoordelingssysteem met vier niveaus toegepast, bestaande uit grote deeltjesgrootte, gemiddelde deeltjesgrootte, kleine deeltjesgrootte en nanometergrootte (zoals 50 μm + 10 μm + 2 μm + 50 nm). Vulstoffen met een kleine deeltjesgrootte vullen de gaten met een grote deeltjesgrootte op, waardoor de porositeit van het systeem en de harsinkapseling aanzienlijk worden verminderd. Bij hetzelfde vastestofgehalte kan de viscositeit met meer dan 30% worden verlaagd. Het sorteerontwerp moet overmatige toevoeging van nanovulstoffen vermijden om te voorkomen dat de viscositeit terugkaatst als gevolg van een overmatig specifiek oppervlak.
Er moet prioriteit worden gegeven aan het gebruik van bolvormig siliciummicropoeder, bolvormig aluminiumoxide en bolvormig boornitride. De rolweerstand van bolvormige vulstoffen is veel lager dan die van onregelmatige plaatvormige en naaldvormige vulstoffen, en de vloeibaarheid is aanzienlijk verbeterd. Het is de geprefereerde vulvorm voor hoogwaardige elektronische ingietmaterialen en afdichtingsmaterialen van epoxykunststof.
Additief is een viscositeitsregelaar voor hoogvullende epoxysystemen, met nauwkeurige selectie om "lage toevoeging, hoge viscositeitsreductie" te bereiken, in overeenstemming met de wereldwijde milieuregelgeving en hoogwaardige materiaalprestatie-eisen.
Met behulp van epoxy-gefunctionaliseerde dispergeermiddelen, polyacrylester-dispergeermiddelen, fosfaatester-dispergeermiddelen en hypervertakte dispergeermiddelen, met een toegevoegde hoeveelheid van 0,5% -3%, wordt het oppervlak van het vulmiddel snel bevochtigd, agglomeraten afgebroken, een ruimtelijk stabiele laag gevormd, wrijving tussen de deeltjes verminderd en de viscositeit met 30% -50% verlaagd. Het wordt aanbevolen om sterke viscositeitverlagende dispergeermiddelen te gebruiken voor systemen met een hoog vastestofgehalte, die geschikt zijn voor nanovullers en vulsystemen met een hoog specifiek oppervlak.
Voeg silica in de gasfase, polyamidewas, gehydrogeneerde ricinusolie en organische bentoniet toe om een controleerbare thixotrope structuur te construeren:
-In rust: hoge viscositeit om sedimentatie van het vulmateriaal te voorkomen;
-Tijdens het afschuiven (roeren, doseren, sealen, gieten): de viscositeit neemt snel af en de vloeibaarheid is uitstekend;
Realiseer een "lage constructieviscositeit + hoge statische stabiliteit" en pas u aan aan wereldwijde reguliere processen zoals geautomatiseerde dosering, vacuümafdichting en RTM-gieten.
Systemen met een hoge viscositeit zijn gevoelig voor het insluiten van bellen en zijn moeilijk te ontladen. Het toevoegen van organische siliciumontschuimers en niet-siliconen egaliseermiddelen kan belresten verminderen, de systeemuniformiteit verbeteren en virtuele hoge viscositeit en vormdefecten veroorzaakt door bellen voorkomen.
Bied gedifferentieerde oplossingen voor de eisen van de mondiale markt op verschillende gebieden, waarbij prestatie, proces en naleving van de milieuwetgeving in evenwicht worden gebracht:
1. Verpakking van elektronische inkapseling/voedingsapparaat: sferische vulstofindeling + silaanmodificatie + epoxyhars met lage viscositeit, waardoor een hoge thermische geleidbaarheid, lage viscositeit en hoge isolatie wordt bereikt, geschikt voor auto-elektronica, 5G-communicatie en fotovoltaïsche omvormers;
2. Composietmateriaal RTM / vacuüminfusie: actieve verdunningscompound met lage viscositeit + efficiënte dispersie + afschuifverdunnende reologie, waardoor de bevochtigbaarheid van de hars op vezels wordt verbeterd, geschikt voor lucht- en ruimtevaart- en windturbinebladen;
3. Hoogwaardige lijm/afdichtmiddel: polyetheramine-uithardingsmiddel + hypervertakte dispergeermiddel, lage viscositeit, hoge hechting, oplosmiddelvrij, geschikt voor nieuwe energiebatterijen en spoorwegvervoer;
4. Componenten voor elektrisch gieten/isolatie: hoge vlamvertragende vulstofgradatie + koppelingsmodificatie + epoxy met lage viscositeit, geschikt voor elektrische hoogspannings- en transmissieapparatuur, die voldoet aan de wereldwijde IEC- en UL-normen.
Het viscositeitsprobleem van hooggevulde epoxyhars is een systemisch probleem wat betreft formulering, vulstoffen, additieven en processen, en niet zozeer een zwakte van één schakel. Door het samenstellen van een matrix met lage viscositeit, oppervlaktemodificatie en sortering van vulstoffen, nauwkeurige selectie van gespecialiseerde additieven en een efficiënt dispersieproces kan het pijnpunt van hoge viscositeit in de industrie volledig worden opgelost met behoud van hoge vulvoordelen, waardoor de productopbrengst, productie-efficiëntie en concurrentievermogen op de wereldmarkt worden verbeterd.
