Vysoce plnící systém epoxidové pryskyřice se svou vynikající mechanickou pevností, tepelnou izolací, zpomalením hoření a rozměrovou stabilitou se stal základním materiálem v globálních špičkových výrobních oborech, jako je elektronické zapouzdření, balení energetických zařízení, lisování kompozitních materiálů, špičková lepidla a elektrické lití. Podle požadavků na vysoký obsah pevných látek, vysokou tepelnou vodivost a vysoce zpomalující hoření se přidává anorganická plniva (jako je oxid hlinitý,hydroxid hlinitý, oxid hořečnatý, mikroprášek křemíku, nitrid boru atd.) často přesahuje 60 % hmotn. To vede k problémům, jako je vysoká viskozita systému, špatná tekutost, nedostatečná smáčivost, potíže s odstraňováním bublin, zvýšená tvorba defektů a špatná adaptabilita automatizovaných aplikačních procesů, které se stávají klíčovými překážkami omezujícími kvalitu produktu a efektivitu výroby.
Abnormální zvýšení viskozity vysoce plnícího epoxidového systému není způsobeno jediným faktorem, ale superpozicí více mechanismů:
1. Špatná kompatibilita na rozhraní pryskyřice plniva: Anorganická plniva mají silnou povrchovou polaritu a husté hydroxylové skupiny, vytvářející silné interakce s nepolárními epoxidovými matricemi, což způsobuje aglomeraci částic a významně zvyšuje třecí odpor v systému;
2. Nepřiměřená měrná plocha povrchu a distribuce velikosti částic plniv: Nanoplniva a ultrajemná plniva mají velký specifický povrch, který adsorbuje velké množství molekul pryskyřice a tvoří „povlakovou vrstvu“, což má za následek snížení účinné mobilní fáze; Plniva s jednou velikostí částic mají velké mezery a vyžadují více pryskyřicové náplně, aby se dále zvýšila viskozita;
3. Vnitřní viskozita pryskyřičné matrice je relativně vysoká: vysoce ekvivalentní epoxidové pryskyřice, jako je bisfenol A a fenolové pryskyřice, mají dlouhé molekulární řetězce a silné mezimolekulární síly. Když není naplněn, viskozita dosahuje tisíců mPa · s a po vysokém naplnění viskozita exponenciálně roste;
4. Nedostatečný proces disperze: nízká účinnost míchání, mletí a disperze, neúplný rozklad a agregace plniv, tvorba sekundárních agregátů, abnormální nárůst pseudoplasticity a nerovnoměrné proudění systému;
5. Nedostatek nebo nevhodný výběr přísad: Bez účinných smáčecích a dispergačních činidel nebo spojovacích činidel nelze snížit mezipovrchové napětí, tixotropní struktura systému je nadměrně konstruována a statická viskozita i konstrukční viskozita jsou vysoké.
Po identifikaci příčiny, prostřednictvím designu na molekulární úrovni, modifikace rozhraní a přesného řízení procesu, je možné dosáhnout řiditelného snížení viskozity o 30 % - 80 % bez snížení množství přidaného plniva nebo snížení výkonu po vytvrzení.
Pryskyřičná matrice je základem systémové viskozity a optimalizace matricového vzorce je zdrojem řešení pro snížení viskozity, přizpůsobení se ochraně životního prostředí, nízké těkavosti a vysoké spolehlivosti špičkových materiálů po celém světě.
Přednost by měla mít nízkomolekulární epoxid typu bisfenol A (E51/E44 s nízkou viskozitou), alifatický epoxid, cykloalifatický epoxid a zředěný modifikovaný epoxid. Viskozita by měla být řízena na 500-3000 mPa · s při 25 ℃, což zvyšuje základní účinnost snížení viskozity o více než 40 % ve srovnání s konvenčním epoxidem s vysokou viskozitou. Alicyklický epoxid kombinuje nízkou viskozitu s odolností vůči žloutnutí a odolností vůči povětrnostním vlivům, díky čemuž je vhodný pro špičkové zámořské aplikace, jako je venkovní elektronika, fotovoltaika a automobilová elektronika.
Opusťte těkavá nereaktivní ředidla a použijte jednoduchá funkční/bifunkční/multifunkční reaktivní ředidla (butylglycidylether BGE, allylglycidylether AGE, ethylenglykoldiglycidylether EGDE, neopentylglykoldiglycidylether) s přídavkem 5% -15% odolnosti proti teplu a snížení pevnosti nebo vytvrzování lepidla. Dvojité funkční ředidlo má nejlepší účinnost snížení viskozity a může udržovat hustotu zesíťování vytvrzeného materiálu, což je vhodné pro požadavky na pevnost systémů s vysokou náplní.
Vyberte modifikované mastné aminy, polyetheraminy, anhydridy s nízkou viskozitou a latentní nízkoviskózní vytvrzovací činidla, abyste snížili viskozitu složek vytvrzovacího činidla a zároveň zlepšili kompatibilitu s epoxidovou matricí a zabránili náhlému zvýšení viskozity po smíchání. Polyetheraminová vytvrzovací činidla se dodávají s pružnými řetězovými segmenty, které mohou snížit tření v systému, vyvážit snížení viskozity a zlepšení houževnatosti a splnit přísné požadavky globálních nových energetických a železničních tranzitních polí.
Plniva jsou jádrem vysoce plnících systémů a povrchová úprava a třídění velikosti částic jsou klíčové technologické cesty pro snížení viskozity bez snížení množství přidaných plniv, stejně jako základní konkurenceschopnost špičkových epoxidových přípravků.
Předem ošetřete plnivo silanovým vazebným činidlem (KH550/KH560/KH570), titanátovým vazebným činidlem, aluminátovým vazebným činidlem a modifikátorem hyperrozvětveného polymeru, aby se na povrchu plniva vytvořila organická povlaková vrstva
-Snížit polaritu povrchu, snížit vodíkové vazby a van der Waalsovy síly mezi částicemi a zabránit aglomeraci;
-Zlepšit kompatibilitu s epoxidovou matricí, snížit mezery na rozhraní a snížit odpor proudění;
-Po úpravě může být viskozita systému s vysokou náplní (≥ 70 % hmotn.) snížena o 40 % - 60 %, přičemž se zlepší tepelná vodivost, izolace a mechanická pevnost vytvrzeného materiálu.
Podle teorie těsného balení je přijat čtyřúrovňový klasifikační systém sestávající z velké velikosti částic, střední velikosti částic, malé velikosti částic a velikosti nanometrů (jako je 50 μm+10 μm+2 μm+50nm). Plniva s malou velikostí částic vyplňují mezery s velkou velikostí částic a výrazně snižují poréznost systému a zapouzdření pryskyřice. Při stejném obsahu pevných látek lze viskozitu snížit o více než 30 %. Návrh třídění by se měl vyhýbat nadměrnému přidávání nano plniv, aby se zabránilo odrazu viskozity v důsledku nadměrného specifického povrchu.
Přednostně by se mělo používat sférický křemíkový mikroprášek, sférický oxid hlinitý a sférický nitrid boru. Valivý odpor kulovitých plniv je mnohem nižší než u nepravidelných listovitých a jehličkovitých plniv a výrazně se zlepšila tekutost. Je to preferovaná forma výplně pro špičkové elektronické zalévací a epoxidové plastové těsnící materiály.
Aditivum je regulátor viskozity pro epoxidové systémy s vysokou výplní, s přesným výběrem pro dosažení „nízkého přídavku, vysoké redukce viskozity“, v souladu s globálními environmentálními předpisy a požadavky na špičkové vlastnosti materiálů.
Použití epoxidových funkcionalizovaných dispergačních činidel, polyakrylových esterových dispergačních činidel, fosfátových esterových dispergačních činidel a vysoce rozvětvených dispergačních činidel s přídavkem 0,5 % -3 % rychle smáčí povrch plniva, rozbíjí aglomeráty, vytváří prostorově stabilní vrstvu, snižuje tření mezi částicemi a snižuje viskozitu o 30 % - 50 %. Pro systémy s vysokým obsahem pevných látek se doporučuje používat silné disperzanty snižující viskozitu, které jsou vhodné pro nanoplniva a systémy s vysokým specifickým povrchem.
Přidejte oxid křemičitý v plynné fázi, polyamidový vosk, hydrogenovaný ricinový olej a organický bentonit pro vytvoření řiditelné tixotropní struktury:
-V klidu: vysoká viskozita, aby se zabránilo sedimentaci výplňového materiálu;
-Během stříhání (míchání, dávkování, uzavírání, lití): viskozita rychle klesá a tekutost je vynikající;
Realizujte „nízkou konstrukční viskozitu + vysokou statickou stabilitu“ a přizpůsobte se globálním hlavním procesům, jako je automatické dávkování, vakuové těsnění a RTM lisování.
Systémy s vysokou viskozitou jsou náchylné k zachycování bublin a obtížně se vypouštějí. Přidání organických silikonových odpěňovačů a nekřemíkových vyrovnávacích činidel může snížit zbytky bublin, zlepšit jednotnost systému a vyhnout se virtuální vysoké viskozitě a defektům formování způsobeným bublinami.
Poskytujte diferencovaná řešení pro požadavky globálního trhu v různých oblastech, vyvažujte výkon, procesy a dodržování environmentálních požadavků:
1. Elektronické zapouzdření/balení napájecího zařízení: sférické třídění plniva + modifikace silanu + epoxidová pryskyřice s nízkou viskozitou, dosahující vysoké tepelné vodivosti, nízké viskozity a vysoké izolace, vhodné pro automobilovou elektroniku, komunikaci 5G a fotovoltaické měniče;
2. Kompozitní materiál RTM/vakuová infuze: nízkoviskózní aktivní ředění směsi+účinná disperze+reologie smykového ztenčování, zlepšující smáčivost pryskyřice na vláknech, vhodné pro lopatky leteckých a větrných turbín;
3. Špičkové lepidlo/těsnicí hmota: Polyetheraminové vytvrzovací činidlo + hyperrozvětvené dispergační činidlo, dosahující nízké viskozity, vysoké adheze, bez rozpouštědel, vhodné pro nové energetické baterie a železniční dopravu;
4. Elektrický odlitek/izolační komponenty: vysoká gradace plniva zpomalující hoření + modifikace spojky + epoxid s nízkou viskozitou, vhodný pro vysokonapěťová elektrická a přenosová zařízení, splňující globální normy IEC a UL.
Problém viskozity vysoce plněných epoxidových pryskyřic je spíše systémový problém ve složení, plnidlech, aditivech a procesech, spíše než slabina jednoho článku. Prostřednictvím složení matrice s nízkou viskozitou, povrchové úpravy a třídění plniv, přesného výběru specializovaných aditiv a účinného procesu disperze lze zcela vyřešit průmyslový bod bolesti s vysokou viskozitou při zachování vysokých výhod náplně, zlepšení výtěžnosti produktu, efektivity výroby a globální konkurenceschopnosti na trhu.
