سیستم رزین اپوکسی پرکننده بالا، با استحکام مکانیکی عالی، عایق حرارتی، تاخیر در شعله و پایداری ابعادی، به یک ماده اصلی در زمینه‌های تولید پیشرفته جهانی مانند کپسوله‌سازی الکترونیکی، بسته‌بندی دستگاه قدرت، قالب‌گیری مواد کامپوزیت، چسب‌های پیشرفته و ریخته‌گری الکتریکی تبدیل شده است. تحت الزامات محتوای جامد بالا، هدایت حرارتی بالا، و فرمولاسیون بازدارنده شعله بالا، افزودن پرکننده های معدنی (مانند آلومینا،هیدروکسید آلومینیوماکسید منیزیم، میکرو پودر سیلیکون، نیترید بور و غیره) اغلب بیش از 60 درصد وزنی است. این منجر به مشکلاتی مانند ویسکوزیته بالای سیستم، جریان پذیری ضعیف، ترشوندگی ناکافی، مشکل در حذف حباب ها، افزایش نقص شکل گیری، و سازگاری ضعیف فرآیندهای کاربردی خودکار می شود که به گلوگاه های کلیدی تبدیل می شوند که کیفیت محصول و کارایی تولید را محدود می کند.
افزایش غیرطبیعی ویسکوزیته سیستم اپوکسی پرکننده بالا ناشی از یک عامل واحد نیست، بلکه توسط مکانیسم های متعدد برهم نهفته است:
1. سازگاری ضعیف در رابط رزین پرکننده: پرکننده‌های غیرآلی دارای قطبیت سطحی قوی و گروه‌های هیدروکسیل متراکم هستند، برهمکنش‌های قوی با ماتریس‌های اپوکسی غیرقطبی ایجاد می‌کنند و باعث تجمع ذرات و افزایش قابل توجه مقاومت اصطکاکی در سیستم می‌شوند.
2. مساحت سطح خاص و توزیع اندازه ذرات پرکننده ها: نانو پرکننده ها و پرکننده های فوق ریز دارای سطح ویژه بزرگی هستند که تعداد زیادی مولکول رزین را جذب می کند و "لایه پوشش" را تشکیل می دهد و در نتیجه فاز متحرک موثر کاهش می یابد. پرکننده های تک اندازه ذرات دارای شکاف های بزرگ هستند و برای افزایش بیشتر ویسکوزیته به پر کردن رزین بیشتری نیاز دارند.
3. ویسکوزیته ذاتی ماتریس رزین نسبتاً زیاد است: رزین های اپوکسی معادل بالا مانند بیسفنول A و رزین های فنلی دارای زنجیره های مولکولی طولانی و نیروهای بین مولکولی قوی هستند. هنگامی که پر نمی شود، ویسکوزیته به هزاران mPa · s می رسد و پس از پر شدن زیاد، ویسکوزیته به طور تصاعدی افزایش می یابد.
4. فرآیند پراکندگی ناکافی: راندمان اختلاط، آسیاب و پراکندگی کم، تجزیه و تجمع ناقص پرکننده ها، تشکیل سنگدانه های ثانویه، افزایش غیر طبیعی در شبه پلاستیسیته و جریان ناهموار سیستم.
5. عدم انتخاب یا انتخاب نادرست مواد افزودنی: بدون عوامل مرطوب کننده و پراکنده موثر یا عوامل جفت کننده، کشش سطحی را نمی توان کاهش داد، ساختار تیکسوتروپیک سیستم بیش از حد ساخته شده است، و ویسکوزیته ساکن و ویسکوزیته ساختمانی هر دو بالا هستند.
پس از شناسایی علت، از طریق طراحی سطح مولکولی، اصلاح رابط و کنترل دقیق فرآیند، می توان به کاهش ویسکوزیته قابل کنترل 30٪ -80٪ بدون کاهش مقدار پرکننده اضافه شده یا کاهش عملکرد پس از پخت دست یافت.
ماتریس رزین اساس ویسکوزیته سیستم است و بهینه سازی فرمول ماتریس راه حل منبع برای کاهش ویسکوزیته، انطباق با حفاظت از محیط زیست، نوسانات کم و الزامات قابلیت اطمینان بالا مواد پیشرفته در سراسر جهان است.
اولویت باید به اپوکسی بیسفنول نوع A با وزن مولکولی کم (درجه ویسکوزیته پایین E51/E44)، اپوکسی آلیفاتیک، اپوکسی سیکلوالیفاتیک و اپوکسی اصلاح شده رقیق شده داده شود. ویسکوزیته باید در 500-3000mPa · s در دمای 25 ℃ کنترل شود، که بازده اصلی کاهش ویسکوزیته را بیش از 40٪ در مقایسه با اپوکسی با ویسکوزیته بالا معمولی افزایش می دهد. اپوکسی آلی سیکلیک ویسکوزیته کم را با مقاومت در برابر زرد شدن و مقاومت در برابر آب و هوا ترکیب می کند و آن را برای کاربردهای سطح بالا در خارج از کشور مانند الکترونیک در فضای باز، فتوولتائیک و الکترونیک خودرو مناسب می کند.
رقیق‌کننده‌های غیرواکنش فرار را کنار بگذارید و از رقیق‌کننده‌های واکنشی تک عملکردی/دو عملکردی/چند عملکردی (بوتیل گلیسیدیل اتر BGE، آلیل گلیسیدیل اتر AGE، اتیلن گلیکول دی‌گلیسیدیل اتر EGDE، نئوپنتیل گلیکول دی‌گلیسیدیل اتر) بدون مشارکت در مقدار 5% پیوند متقابل استفاده کنید. باقیمانده یا مهاجرت، جلوگیری از کاهش مقاومت حرارتی و استحکام چسب. رقیق کننده دو عملکردی بهترین راندمان کاهش ویسکوزیته را دارد و می تواند چگالی اتصال عرضی ماده پخت را حفظ کند که برای نیازهای استحکام سیستم های پرکننده بالا مناسب است.
آمین های چرب اصلاح شده، پلی اترامین ها، انیدریدهای با ویسکوزیته کم و عوامل پخت با ویسکوزیته کم پنهان را انتخاب کنید تا ویسکوزیته اجزای عامل پخت را کاهش داده و در عین حال سازگاری با ماتریس اپوکسی را بهبود بخشد و از افزایش ناگهانی ویسکوزیته پس از اختلاط جلوگیری کنید. عوامل پخت پلی‌اتر آمین دارای بخش‌های زنجیره‌ای انعطاف‌پذیر هستند که می‌توانند اصطکاک درون سیستم را کاهش دهند، کاهش ویسکوزیته و بهبود چقرمگی را متعادل کنند و نیازهای سخت‌گیرانه انرژی‌های جدید جهانی و میدان‌های حمل‌ونقل ریلی را برآورده کنند.
پرکننده‌ها هسته سیستم‌های پرکننده بالا هستند و اصلاح سطح و درجه‌بندی اندازه ذرات مسیرهای تکنولوژیکی کلیدی برای کاهش ویسکوزیته بدون کاهش مقدار پرکننده‌های اضافه شده و همچنین رقابت هسته‌ای فرمول‌های اپوکسی پیشرفته هستند.
پرکننده را با عامل کوپلینگ سیلان (KH550/KH560/KH570)، عامل کوپلینگ تیتانات، عامل کوپلینگ آلومینات و اصلاح کننده پلیمری پرشاخه شده برای تشکیل یک لایه پوشش آلی بر روی سطح پرکننده، پیش درمان کنید.
کاهش قطبیت سطح، کاهش پیوند هیدروژنی و نیروهای واندروالس بین ذرات، و جلوگیری از تجمع.
-بهبود سازگاری با ماتریس اپوکسی، کاهش فضای خالی رابط، و کاهش مقاومت جریان.
-پس از اصلاح، ویسکوزیته سیستم پرکننده بالا (≥ 70wt٪) را می توان تا 40٪ -60٪ کاهش داد، در حالی که هدایت حرارتی، عایق و استحکام مکانیکی مواد پخت را بهبود بخشید.
به دنبال تئوری بسته بندی محکم، یک سیستم درجه بندی چهار سطحی متشکل از اندازه ذرات بزرگ، اندازه ذرات متوسط، اندازه ذرات کوچک و اندازه نانومتر (مانند 50 μm+10μm+2μm+50nm) اتخاذ می‌شود. پرکننده های اندازه ذرات کوچک شکاف های اندازه ذرات بزرگ را پر می کنند و به طور قابل توجهی تخلخل سیستم و کپسوله شدن رزین را کاهش می دهند. ویسکوزیته را می توان بیش از 30٪ تحت همان محتوای جامد کاهش داد. طراحی درجه بندی باید از افزودن بیش از حد نانو پرکننده ها برای جلوگیری از بازگشت ویسکوزیته به دلیل سطح ویژه بیش از حد جلوگیری کند.
اولویت باید به استفاده از میکرو پودر سیلیکون کروی، آلومینا کروی و نیترید بور کروی داده شود. مقاومت غلتشی پرکننده های کروی بسیار کمتر از پرکننده های ورقه مانند و سوزنی شکل نامنظم است و جریان پذیری به طور قابل توجهی بهبود یافته است. این فرم پرکننده ترجیحی برای گلدان های الکترونیکی پیشرفته و مواد آب بندی پلاستیکی اپوکسی است.
افزودنی یک تنظیم کننده ویسکوزیته برای سیستم های اپوکسی پر شدن بالا است، با انتخاب دقیق برای دستیابی به "افزودن کم، کاهش ویسکوزیته بالا"، مطابق با مقررات جهانی زیست محیطی و الزامات عملکرد مواد با کیفیت بالا.
با استفاده از پخش کننده های عامل دار اپوکسی، پخش کننده های استر پلی اکریلیک، پخش کننده های استر فسفات و پراکنده های پرشاخه، با مقدار اضافی 0.5٪ -3٪، به سرعت سطح پرکننده را خیس می کنند، آگلومره ها را تجزیه می کنند، یک لایه پایدار از نظر فضایی تشکیل می دهند، اصطکاک بین ذرات را 30٪ کاهش می دهند، و 5-0٪ اصطکاک را کاهش می دهند. توصیه می شود از پراکنده کننده های قوی کاهش دهنده ویسکوزیته برای سیستم های با محتوای جامد بالا استفاده شود که برای پرکننده های نانو و سیستم های پرکننده با سطح ویژه بالا مناسب هستند.
سیلیس فاز گاز، موم پلی آمید، روغن کرچک هیدروژنه و بنتونیت آلی را برای ساخت یک ساختار تیکسوتروپیک قابل کنترل اضافه کنید:
-در حالت استراحت: ویسکوزیته بالا برای جلوگیری از رسوب مواد پرکننده.
-در طول برش (هم زدن، توزیع، آب بندی، ریختن): ویسکوزیته به سرعت کاهش می یابد و سیالیت عالی است.
"ویسکوزیته ساخت و ساز کم + پایداری استاتیکی بالا" را درک کنید و با فرآیندهای اصلی جهانی مانند توزیع خودکار، آب بندی خلاء و قالب گیری RTM سازگار شوید.
سیستم های ویسکوزیته بالا مستعد به دام افتادن حباب هستند و تخلیه آن دشوار است. افزودن کف‌زدای سیلیکون آلی و مواد تسطیح غیرسیلیکونی می‌تواند باقیمانده حباب‌ها را کاهش دهد، یکنواختی سیستم را بهبود بخشد و از عیوب مجازی با ویسکوزیته بالا و قالب‌گیری ناشی از حباب جلوگیری کند.
ارائه راه حل های متمایز برای تقاضاهای بازار جهانی در زمینه های مختلف، متعادل کردن عملکرد، فرآیند و انطباق با محیط زیست:
1. بسته بندی دستگاه الکترونیکی کپسوله / قدرت: درجه بندی پرکننده کروی + اصلاح سیلان + رزین اپوکسی با ویسکوزیته کم، دستیابی به هدایت حرارتی بالا، ویسکوزیته کم و عایق بالا، مناسب برای الکترونیک خودرو، ارتباطات 5G و اینورترهای فتوولتائیک.
2. مواد کامپوزیتی RTM/infusion خلاء: ترکیب رقت فعال با ویسکوزیته کم + پراکندگی کارآمد + رئولوژی نازک شدن برشی، بهبود ترشوندگی رزین بر روی الیاف، مناسب برای پره های هوافضا و توربین بادی.
3. چسب / درزگیر پایان بالا: عامل پخت پلی اتر آمین + پراکنده کننده بیش از حد شاخه، دستیابی به ویسکوزیته کم، چسبندگی بالا، بدون حلال، مناسب برای باتری های انرژی جدید و حمل و نقل ریلی.
4. قطعات ریخته گری/عایق الکتریکی: درجه بندی پرکننده مقاوم در برابر شعله بالا + اصلاح جفت + اپوکسی ویسکوزیته پایین، مناسب برای تجهیزات الکتریکی و انتقال ولتاژ بالا، مطابق با استانداردهای جهانی IEC و UL.
مسئله ویسکوزیته رزین اپوکسی پر پر شده یک مشکل سیستمیک در فرمولاسیون، پرکننده‌ها، افزودنی‌ها و فرآیندها است، نه ضعف یک پیوند. از طریق ترکیب ماتریس ویسکوزیته کم، اصلاح سطح و درجه بندی پرکننده ها، انتخاب دقیق افزودنی های تخصصی و فرآیند پراکندگی کارآمد، می توان با حفظ مزایای پرکننده بالا، بهبود بازده محصول، راندمان تولید و رقابت در بازار جهانی، نقطه درد صنعت با ویسکوزیته بالا را به طور کامل حل کرد.
