Vysoko plniaci systém epoxidovej živice s vynikajúcou mechanickou pevnosťou, tepelnou izoláciou, retardáciou horenia a rozmerovou stabilitou sa stal základným materiálom v globálnych špičkových výrobných oblastiach, ako je elektronické zapuzdrenie, balenie energetických zariadení, lisovanie kompozitných materiálov, špičkové lepidlá a elektrické odlievanie. Pri požiadavkách na vysoký obsah pevných látok, vysokú tepelnú vodivosť a formulácie s vysokou retardáciou horenia sa pridávajú anorganické plnivá (ako je oxid hlinitý,hydroxid hlinitýoxid horečnatý, mikroprášok kremíka, nitrid bóru atď.) často presahuje 60 % hmotn. To vedie k problémom, ako je vysoká viskozita systému, slabá tekutosť, nedostatočná zmáčavosť, ťažkosti pri odstraňovaní bublín, zvýšená tvorba defektov a slabá adaptabilita automatizovaných aplikačných procesov, ktoré sa stávajú kľúčovými prekážkami obmedzujúcimi kvalitu produktu a efektivitu výroby.
Abnormálne zvýšenie viskozity vysoko plniaceho epoxidového systému nie je spôsobené jedným faktorom, ale superpozíciou viacerých mechanizmov:
1. Zlá kompatibilita na rozhraní živice plniva: Anorganické plnivá majú silnú povrchovú polaritu a husté hydroxylové skupiny, ktoré vytvárajú silné interakcie s nepolárnymi epoxidovými matricami, čo spôsobuje aglomeráciu častíc a výrazne zvyšuje trecí odpor v systéme;
2. Neprimeraná špecifická plocha povrchu a distribúcia veľkosti častíc plnív: Nano plnivá a ultrajemné plnivá majú veľkú špecifickú plochu povrchu, ktorá adsorbuje veľké množstvo molekúl živice a vytvára „povlakovú vrstvu“, čo vedie k zníženiu efektívnej mobilnej fázy; Plnivá s jednou veľkosťou častíc majú veľké medzery a vyžadujú viac živicovej výplne na ďalšie zvýšenie viskozity;
3. Vnútorná viskozita matrice živice je relatívne vysoká: epoxidové živice s vysokým ekvivalentom, ako je bisfenol A a fenolové živice, majú dlhé molekulové reťazce a silné medzimolekulové sily. Keď nie je naplnený, viskozita dosahuje tisíce mPa · s a po vysokom naplnení sa viskozita zvyšuje exponenciálne;
4. Nedostatočný proces disperzie: nízka účinnosť miešania, mletia a disperzie, neúplný rozklad a agregácia plnív, tvorba sekundárnych agregátov, abnormálny nárast pseudoplasticity a nerovnomerné prúdenie systému;
5. Nedostatok alebo nesprávny výber aditív: Bez účinných zmáčacích a dispergačných činidiel alebo spojovacích činidiel nie je možné znížiť medzipovrchové napätie, tixotropná štruktúra systému je nadmerne konštruovaná a statická viskozita aj konštrukčná viskozita sú vysoké.
Po identifikácii príčiny, prostredníctvom dizajnu na molekulárnej úrovni, modifikácie rozhrania a presného riadenia procesu, je možné dosiahnuť regulovateľné zníženie viskozity o 30% -80% bez zníženia množstva pridaného plniva alebo zníženia výkonu po vytvrdnutí.
Živicová matrica je základom systémovej viskozity a optimalizácia matricového vzorca je východiskovým riešením na zníženie viskozity, prispôsobenie sa ochrane životného prostredia, nízkej prchavosti a vysokej spoľahlivosti špičkových materiálov na celom svete.
Prednosť by mala mať epoxid typu bisfenol A s nízkou molekulovou hmotnosťou (stupeň nízkej viskozity E51/E44), alifatický epoxid, cykloalifatický epoxid a zriedený modifikovaný epoxid. Viskozita by mala byť kontrolovaná pri 500-3000 mPa · s pri 25 ℃, čo zvyšuje základnú účinnosť zníženia viskozity o viac ako 40 % v porovnaní s konvenčným epoxidom s vysokou viskozitou. Alicyklický epoxid kombinuje nízku viskozitu s odolnosťou voči žltnutiu a odolnosťou voči poveternostným vplyvom, vďaka čomu je vhodný pre špičkové zámorské aplikácie, ako je vonkajšia elektronika, fotovoltaika a automobilová elektronika.
Opustite prchavé nereaktívne riedidlá a použite jednoduché funkčné/bifunkčné/multifunkčné reaktívne riedidlá (butylglycidyléter BGE, alylglycidyléter AGE, etylénglykoldiglycidyléter EGDE, neopentylglykoldiglycidyléter) s prídavkom množstva 5% -15%, aby ste sa podieľali na migrácii a vytvrdzovaní. Dvojité funkčné riedidlo má najlepšiu účinnosť znižovania viskozity a môže udržiavať hustotu zosieťovania vytvrdeného materiálu, čo je vhodné pre požiadavky na pevnosť systémov s vysokou náplňou.
Vyberte modifikované mastné amíny, polyéteramíny, anhydridy s nízkou viskozitou a latentné nízkoviskózne vytvrdzovacie činidlá na zníženie viskozity zložiek vytvrdzovacieho činidla, pričom sa zlepší kompatibilita s epoxidovou matricou a zabráni sa náhlemu zvýšeniu viskozity po zmiešaní. Polyéteramínové vytvrdzovacie činidlá sa dodávajú s flexibilnými reťazovými segmentmi, ktoré môžu znížiť trenie v systéme, vyvážiť zníženie viskozity a zlepšenie húževnatosti a splniť prísne požiadavky globálnych oblastí novej energie a železničnej dopravy.
Plnivá sú jadrom systémov s vysokým obsahom plniva a úprava povrchu a triedenie veľkosti častíc sú kľúčovými technologickými cestami na zníženie viskozity bez zníženia množstva pridaných plnív, ako aj základnou konkurencieschopnosťou špičkových epoxidových formulácií.
Vopred ošetrite plnivo silánovým väzbovým činidlom (KH550/KH560/KH570), titanátovým väzbovým činidlom, hlinitanovým väzbovým činidlom a modifikátorom hyper-rozvetveného polyméru, aby sa vytvorila organická povlaková vrstva na povrchu plniva
-Znížiť polaritu povrchu, znížiť vodíkové väzby a van der Waalsove sily medzi časticami a zabrániť aglomerácii;
-Zlepšiť kompatibilitu s epoxidovou matricou, znížiť medzery na rozhraní a znížiť prietokový odpor;
-Po úprave môže byť viskozita systému s vysokou náplňou (≥ 70 % hmotn.) znížená o 40 % - 60 %, pričom sa zlepší tepelná vodivosť, izolácia a mechanická pevnosť vytvrdeného materiálu.
Podľa teórie tesného balenia sa prijal štvorúrovňový systém triedenia pozostávajúci z veľkej veľkosti častíc, strednej veľkosti častíc, malej veľkosti častíc a veľkosti nanometrov (ako je 50 μm + 10 μm + 2 μm + 50 nm). Plnivá s malou veľkosťou častíc vyplnia medzery s veľkou veľkosťou častíc, čím sa výrazne zníži pórovitosť systému a zapuzdrenie živicou. Viskozita môže byť znížená o viac ako 30 % pri rovnakom obsahu pevných látok. Dizajn triedenia by sa mal vyhýbať nadmernému pridávaniu nano plnív, aby sa zabránilo odrazu viskozity v dôsledku nadmerného špecifického povrchu.
Prioritou by malo byť použitie sférického kremíkového mikroprášku, sférického oxidu hlinitého a sférického nitridu bóru. Valivý odpor guľovitých plnív je oveľa nižší ako valivý odpor nepravidelných listovitých a ihličkovitých plnív a výrazne sa zlepšuje tekutosť. Je to preferovaná forma plniva pre špičkové elektronické zalievacie a epoxidové plastové tesniace materiály.
Aditívum je regulátor viskozity pre vysoko plniace epoxidové systémy s presným výberom na dosiahnutie „nízkeho pridania, vysokého zníženia viskozity“, v súlade s globálnymi environmentálnymi predpismi a požiadavkami na vlastnosti špičkových materiálov.
Použitím epoxidových funkcionalizovaných dispergačných činidiel, polyakrylových esterových dispergačných činidiel, fosfátových esterových dispergačných činidiel a hyperrozvetvených dispergačných činidiel s pridaným množstvom 0,5 až 3 % rýchlo zmáčame povrch plniva, rozbíjajú aglomeráty, vytvárajú priestorovo stabilnú vrstvu, znižujú medzičasticové trenie a znižujú viskozitu o 30 až 50 %. Pre systémy s vysokým obsahom pevných látok sa odporúča použiť silné disperzanty znižujúce viskozitu, ktoré sú vhodné pre nanoplnivá a systémy s vysokým špecifickým povrchom.
Pridajte oxid kremičitý v plynnej fáze, polyamidový vosk, hydrogenovaný ricínový olej a organický bentonit, aby ste vytvorili kontrolovateľnú tixotropnú štruktúru:
-V pokoji: vysoká viskozita, aby sa zabránilo sedimentácii výplňového materiálu;
-Počas strihania (miešanie, dávkovanie, uzatváranie, nalievanie): viskozita rýchlo klesá a tekutosť je vynikajúca;
Uvedomte si „nízku konštrukčnú viskozitu + vysokú statickú stabilitu“ a prispôsobte sa globálnym bežným procesom, ako je automatické dávkovanie, vákuové tesnenie a RTM formovanie.
Systémy s vysokou viskozitou sú náchylné na zachytenie bublín a ťažko sa vypúšťajú. Pridanie organických kremíkových odpeňovačov a nekremíkových vyrovnávacích činidiel môže znížiť zvyšky bublín, zlepšiť jednotnosť systému a vyhnúť sa virtuálnej vysokej viskozite a chybám formovania spôsobeným bublinami.
Poskytujte diferencované riešenia pre požiadavky globálneho trhu v rôznych oblastiach, pričom vyvažujte výkon, procesy a súlad so životným prostredím:
1. Balenie elektronického zapuzdrenia/napájacieho zariadenia: triedenie guľového plniva + modifikácia silanu + epoxidová živica s nízkou viskozitou, dosahujúca vysokú tepelnú vodivosť, nízku viskozitu a vysokú izoláciu, vhodná pre automobilovú elektroniku, komunikáciu 5G a fotovoltaické meniče;
2. Kompozitný materiál RTM/vákuová infúzia: nízkoviskózne aktívne riedenie zmesi + účinná disperzia + reológia strihového riedenia, zlepšujúca zmáčavosť živice na vláknach, vhodná pre lopatky leteckých a veterných turbín;
3. High-end lepidlo/tesniaci prostriedok: Polyéteramínové vytvrdzovacie činidlo + hyperrozvetvený dispergátor, dosahujúci nízku viskozitu, vysokú priľnavosť, bez rozpúšťadiel, vhodný pre nové energetické batérie a železničnú dopravu;
4. Elektrické odlievacie/izolačné komponenty: gradácia plniva s vysokou retardáciou horenia + modifikácia spojky + epoxid s nízkou viskozitou, vhodný pre vysokonapäťové elektrické a prenosové zariadenia, spĺňajúce globálne normy IEC a UL.
Problém viskozity vysoko plnenej epoxidovej živice je skôr systémový problém vo formulácii, plnivách, prísadách a procesoch, než len slabá stránka jedného článku. Zložením matrice s nízkou viskozitou, povrchovou úpravou a triedením plnív, presným výberom špecializovaných prísad a efektívnym procesom disperzie možno úplne vyriešiť problém vysokej viskozity v priemysle pri zachovaní vysokých výhod plnenia, zlepšenia výťažku produktu, efektívnosti výroby a globálnej konkurencieschopnosti na trhu.
