崔向紅

（黑龍江省化工研究院，黑龍江 哈爾濱 150078）

環(huán)氧膠粘劑具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)和耐化學(xué)藥品性能，在航天、航空、機(jī)械、電子電氣和其它領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著航空、航天、電子等高新技術(shù)的發(fā)展，高性能的灌封膠需求量越來(lái)越大。尤其是在特殊應(yīng)用環(huán)境下，人們對(duì)灌封膠可操作性、機(jī)械加工性、耐高低溫性能等都提出了更高的要求。國(guó)內(nèi)耐高低溫高性能膠粘劑的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面均比較薄弱，與國(guó)外差別很大，產(chǎn)品的品種、質(zhì)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的需要，大部分高性能膠粘劑均需進(jìn)口，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上高性能產(chǎn)品很少[1]。

本文是以環(huán)氧樹(shù)脂為基體材料，添加活性增韌稀釋劑、活性填料在一定的工藝條件下制成，該膠粘度適中，可操作時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)械加工性能優(yōu)良，經(jīng)高低溫循環(huán)沖擊后不開(kāi)裂。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原材料及設(shè)備

環(huán)氧樹(shù)脂E-51（無(wú)錫樹(shù)脂廠）；環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)-44（無(wú)錫樹(shù)脂廠）；活性增韌劑D－410（石家莊利鼎電子材料有限公司）；活性硅微粉（連云港東海博泰硅微粉有限公司）；促進(jìn)劑（自制）。

三輥研磨機(jī)；電子拉力試驗(yàn)機(jī)。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

將環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合后，加入活性增韌劑、活性填料攪拌均勻，經(jīng)過(guò)三輥研磨機(jī)研磨后制成A組分，按配方計(jì)算量稱取A組分，并真空脫凈氣泡后加入計(jì)量好的固化劑和促進(jìn)劑混合均勻并真空脫凈氣泡后澆注到已預(yù)先處理好的模具內(nèi)，按一定固化條件進(jìn)行固化后制得樣品。

2 結(jié)果與討論

2.1 環(huán)氧樹(shù)脂的選擇

為了保證體系的粘度和可操作性，我們選擇雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-51作為主體樹(shù)脂，同時(shí)為了提高產(chǎn)品的耐高低溫性能，我們選用F-44與E-51復(fù)配，由于F-44分子結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)，活性大，其固化物的交聯(lián)密度大，結(jié)構(gòu)緊密，且耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、耐化學(xué)品性能優(yōu)良[2]。

2.2 活性增韌稀釋劑的選擇與用量

單獨(dú)使用E-51和F-44復(fù)配體系作為主體樹(shù)脂，加入填料后黏度明顯增大，不利操作，產(chǎn)品易產(chǎn)生氣泡，質(zhì)脆、內(nèi)應(yīng)力大、抗沖擊性能差而常常需加以增韌改性。

D-410環(huán)氧樹(shù)脂液態(tài)活性增韌劑是一類長(zhǎng)鏈線性分子結(jié)構(gòu)中含有羥基官能團(tuán)的聚醚化合物，羥基是一活性反應(yīng)基團(tuán)，因此在環(huán)氧樹(shù)脂——固化劑體系中加入D-410活性增韌劑，使固化物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，醚網(wǎng)絡(luò)比例大大增加，大大提高了固化產(chǎn)物的機(jī)械力學(xué)性能和電氣絕緣性，特別是抗開(kāi)裂性和溫度沖擊性能得到明顯的提高。用量約為環(huán)氧樹(shù)脂的10%～20%可獲得產(chǎn)品的最佳性能。

表1 D-410活性增韌劑加入量對(duì)性能的影響Tab.1 Effect of D-410 flexibilizer on performance

2.3 活性填料的選擇

采用硅烷偶聯(lián)劑等材料對(duì)硅微粉顆粒表面進(jìn)行改性活化處理，從而改變石英粉硅微粉表面原來(lái)的物性，有效的提高樹(shù)脂與石英粉硅微粉的粘結(jié)力和界面憎水性能，從而增加固化產(chǎn)物的機(jī)械強(qiáng)度，彈性模量、熱老化性能、耐氣候性，更重要的是能大大改善高壓機(jī)電產(chǎn)品的局部游離放電現(xiàn)象的發(fā)生。活性硅微粉能與樹(shù)脂、固化劑反應(yīng)交聯(lián)，但不會(huì)促進(jìn)和阻滯樹(shù)脂、固化劑體系固化反應(yīng)的進(jìn)行，也不會(huì)影響澆鑄工藝性。活性硅微粉被廣泛用于中高壓電器的澆鑄、電子材料的封裝等行業(yè)。線膨脹系數(shù)小，易于和樹(shù)脂，固化劑等發(fā)生反應(yīng)。

2.4 促進(jìn)劑的制備

環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑反應(yīng),除了一般的脂肪胺和部分脂環(huán)族胺類固化劑可以在常溫下固化外,其它大部分脂環(huán)族胺和芳香胺類以及幾乎全部的酸酐類都需要在較高的溫度下才能固化，為了降低固化溫度縮短固化時(shí)間，加入微量的促進(jìn)劑，本文先將促進(jìn)劑加入在D-410環(huán)氧樹(shù)脂液態(tài)活性增韌劑中，攪拌均勻后，再加入到樹(shù)脂-酸酐混合料中，可使促進(jìn)劑在整個(gè)配方體系中分布更為均勻，有利于固化反應(yīng)均衡的進(jìn)行。

2.5 最佳配方的確定

經(jīng)過(guò)大量的配方試驗(yàn)，最終確定配方見(jiàn)表2。

表2 最佳配方表Tab.2 Best formula

2.6 灌封膠性能（表3）

表3 灌封膠最終性能Tab.3 Final performance of sealant

3 結(jié)論

采用雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂與酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)配加入活性增韌劑制得的灌封膠，產(chǎn)品流動(dòng)性好，可操作時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)械性能與電性能優(yōu)良，耐高低溫循環(huán)3次不發(fā)生開(kāi)裂，可用于電子元器件的灌封。

［1］孫曼靈,吳良義.環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用原理與技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

［2］陳平.環(huán)氧樹(shù)脂［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1996.