灌封料、包封料、包封膠、包封劑、黑膠的組成簡述
將液態環氧樹脂復合物用機械或手工方式灌入裝有電子元件、線路的器件內,在常溫或加熱條件下固化成為性能優異的熱固性高分子絕緣材料,就是環氧樹脂灌封。環氧樹脂灌封包括多種組份,其有主輔之分但作用各異。
環氧樹脂是環氧灌封料的主要組分。低分子液態雙酚A型環氧樹脂是其首選品種,這種環氧樹脂黏度小、流動性好,在不用或少用稀釋劑情況下可加人大量填充劑,更主要的是它綜合性能好、價格低廉,常用的牌號有:E-51、E-54、E-44等。配方中部分或全部使用多官能環氧樹脂,如F-51、F-44酚醛環氧樹脂等,可獲得耐熱性更高的環氧灌封料。欲獲得耐候性優良的環氧灌封料,則應全部使用脂環族環氧樹脂,如TDE-85、六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、氫化雙酚。A環氧樹脂等。
環氧樹脂應用中不可缺少的是固化劑。浙江榮泰科技企業有限公司的施連坤認為:固化劑是環氧樹脂灌封料另壹主要組分,選用不同的固化劑,可獲得性能不同的環氧灌封料,在灌封料配方體 系中最常用的有胺和酸酐兩大類固化劑:壹是胺類固化劑,是室溫固化灌封料通常采用的固化劑,多數情況是使用它們的改性物如593、793固化劑等,它與脂肪胺相比刺激性顯著減小,配合用量相應增大,降低了放熱峰、延長了適用期,固化物表面狀況也有改善,但因是固體而使用不方便,近年開發的改性苯胺—甲醛縮合物是壹種較好的液體芳胺固化劑;二是酸酐類固化劑,是雙組分加熱固化環氧灌封料最重要的固化劑,常用的品種有液體甲基四氫鄰苯二甲酸酐、液體甲基六氫鄰苯二甲酸酐等,黏度小、配合用量大,能在灌封料配方中起到固化、稀釋雙重作用,固化物綜合性能優異。
稀釋劑不可或缺。灌封料專家劉誌介紹認為:稀釋劑組分的作用是:降低灌封料體系黏度,改善工藝性,提高浸滲性,增加填充劑用量。作為灌封料使用的稀釋劑,必須是可參於固化反應的高沸點低黏度液體,即活性稀釋劑。灌封料常用的有丁基縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚等。對於單官能活性稀釋劑用量壹般為10~15 PHR雙官能活性稀釋劑壹般為15~20PHR,加量過大也會導致固化物性能的惡化。
灌封料填充劑壹般為無機粉體材料。填充劑的加入可有效地降低材料成本,更為重要的是,可在多方面提高材料性能。與環氧樹脂相比,許多填充劑有更低的線脹系數和吸水率,更高的導熱性和絕緣性。因此在配方中加入足夠量的填充劑可明顯改善灌封料的工藝性和固化物的綜合性能。如可抑制反應熱延長適用期、降低固化放熱峰,減少固化收縮和材料的線膨脹系數,提高固化物的機械強度、耐電弧性、耐表化性和傳熱性等。環氧灌封料常用的填充劑有二氧化矽、氫氧化鋁、氧化鋁、氫氧化鎂以及矽灰石等粉體材料。經矽氧烷、鈦酸酯等偶聯劑處理的“活性”填充劑,不僅可提高填充劑用量,還可明顯地提高材料的力學性能和耐潮濕性能。
環氧樹脂大都韌性欠佳,因此需要增韌。當然對於室溫固化灌封料及壹般條件下使用的熱固化小型制件灌封很少考慮添加增韌劑,但對於較大制件及灌封鐵心、磁芯或在冷熱交變劇烈環境下使用的制件的灌封,增韌劑是必不可少的。傳統的增韌劑如鄰苯二甲酸二丁酯、聚酯、聚醚等雖然可在壹定程度上改善熱固化環氧灌封料的抗開裂性能,但會使材料的耐熱性明顯下降。端羧基液體丁腈橡膠(CTBN)和國內近年開發的“奇土”增韌劑,由於它們在加熱固化時,在體系內形成增韌的“海島結構”,使材料抗開裂性成倍的提高,而對耐熱性影響不大,是目前較好的增韌劑。其加入量為10~20PHR。
環氧樹脂灌封材料還需要促進劑。雙組分環氧-酸酐灌封料,壹般要在140℃左右長時間加熱才能固化,這樣的固化條件不僅造成能源的浪費,且多數電子器件中的元件、骨架外殼是難以承受的。灌封料專家劉誌以為:配方中加入促進劑組分則可有效地降低固化溫度、縮短固化時間,常用的促進劑有芐基二甲胺、DMP-30等叔胺,也可使用咪唑類化合物。壹般用量為酸酐固化劑的0.3~3%,在此範圍內用量越大促進效果越明顯,應根據選用促進劑的種類和設定的工藝條件而定。
為滿足灌封件特定的技術、工藝要求,上海常祥實業的劉誌認為還要在環氧樹脂灌封材料配方中加入其他組分,如:加人防沈劑、消泡劑可改善材料的工藝性;阻燃劑可提高材料的使用安全性;偶聯劑可改善材料的粘接性和防潮性;著色劑用以滿足制件外觀要求等。在這裏需要進壹步說明的是,雖然環氧樹脂灌封料原料組分眾多,實際上只將環氧樹脂和固化劑做為A、B2大基礎組分,其他組分則可根據其性質和灌封材料的工藝要求並人上述兩大基礎組分中,並根據要求進行加工處理,即可成為雙組分環氧灌封料。
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