ระบบอีพอกซีเรซินชนิดเติมสูง ซึ่งมีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีเยี่ยม ฉนวนกันความร้อน การหน่วงไฟ และความเสถียรของขนาด ได้กลายเป็นวัสดุหลักในสาขาการผลิตระดับไฮเอนด์ระดับโลก เช่น การห่อหุ้มทางอิเล็กทรอนิกส์ บรรจุภัณฑ์อุปกรณ์ไฟฟ้า การขึ้นรูปวัสดุคอมโพสิต กาวคุณภาพสูง และการหล่อด้วยไฟฟ้า ภายใต้ข้อกำหนดของปริมาณของแข็งสูง ค่าการนำความร้อนสูง และสูตรสารหน่วงไฟสูง การเติมสารตัวเติมอนินทรีย์ (เช่น อลูมินาอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์, แมกนีเซียมออกไซด์, ผงไมโครซิลิกอน, โบรอนไนไตรด์ ฯลฯ ) มักจะเกิน 60wt% สิ่งนี้นำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น ความหนืดของระบบสูง การไหลไม่ดี ความสามารถในการเปียกไม่เพียงพอ ความยากลำบากในการเอาฟองออก ข้อบกพร่องของรูปทรงที่เพิ่มขึ้น และการปรับตัวของกระบวนการใช้งานอัตโนมัติได้ไม่ดี ซึ่งกลายเป็นปัญหาคอขวดสำคัญที่จำกัดคุณภาพผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพการผลิต
ความหนืดที่เพิ่มขึ้นอย่างผิดปกติของระบบอีพ็อกซี่เติมสูงไม่ได้เกิดจากการปัจจัยเดียว แต่เกิดจากการซ้อนทับของกลไกหลายอย่าง:
1. ความเข้ากันได้ไม่ดีที่ส่วนต่อประสานเรซินของฟิลเลอร์: ฟิลเลอร์อนินทรีย์มีขั้วของพื้นผิวที่แข็งแกร่งและมีกลุ่มไฮดรอกซิลหนาแน่น ทำให้เกิดปฏิกิริยาที่รุนแรงกับเมทริกซ์อีพอกซีที่ไม่มีขั้ว ส่งผลให้อนุภาคจับตัวเป็นก้อนและเพิ่มความต้านทานแรงเสียดทานภายในระบบอย่างมีนัยสำคัญ
2. การกระจายพื้นที่ผิวจำเพาะและขนาดอนุภาคของฟิลเลอร์อย่างไม่สมเหตุสมผล: ฟิลเลอร์นาโนและฟิลเลอร์อัลตราไฟน์มีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ ซึ่งดูดซับโมเลกุลเรซินจำนวนมากและก่อตัวเป็น "ชั้นเคลือบ" ส่งผลให้เฟสการเคลื่อนที่ที่มีประสิทธิภาพลดลง สารตัวเติมขนาดอนุภาคเดี่ยวมีช่องว่างขนาดใหญ่และต้องมีการเติมเรซินเพิ่มขึ้นเพื่อเพิ่มความหนืด
3. ความหนืดภายในของเมทริกซ์เรซินค่อนข้างสูง: อีพอกซีเรซินที่เทียบเท่ากันสูง เช่น บิสฟีนอลเอและเรซินฟีนอลมีสายโซ่โมเลกุลยาวและมีแรงระหว่างโมเลกุลที่แข็งแกร่ง เมื่อไม่เติม ความหนืดจะสูงถึงหลายพัน mPa · s และหลังจากการเติมสูง ความหนืดจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ
4. กระบวนการกระจายตัวไม่เพียงพอ: ประสิทธิภาพการผสม การบด และการกระจายตัวต่ำ การสลายตัวและการรวมตัวของฟิลเลอร์ที่ไม่สมบูรณ์ การก่อตัวของมวลรวมทุติยภูมิ การเพิ่มขึ้นผิดปกติของพลาสติกเทียมและการไหลที่ไม่สม่ำเสมอของระบบ
5. การขาดหรือการเลือกสารเติมแต่งที่ไม่เหมาะสม: หากไม่มีสารทำให้เปียกและการกระจายตัวหรือสารเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพ ความตึงเครียดของพื้นผิวจะไม่สามารถลดลงได้ โครงสร้าง thixotropic ของระบบถูกสร้างขึ้นมากเกินไป และความหนืดคงที่และความหนืดของการก่อสร้างก็สูงทั้งคู่
หลังจากระบุสาเหตุแล้ว ผ่านการออกแบบระดับโมเลกุล การปรับเปลี่ยนส่วนต่อประสาน และการควบคุมกระบวนการที่แม่นยำ เป็นไปได้ที่จะบรรลุการลดความหนืดที่ควบคุมได้ 30% -80% โดยไม่ลดปริมาณของฟิลเลอร์ที่เพิ่มเข้าไปหรือทำให้ประสิทธิภาพลดลงหลังจากการบ่ม
เมทริกซ์เรซินเป็นพื้นฐานของความหนืดของระบบ และการปรับสูตรเมทริกซ์ให้เหมาะสมเป็นวิธีแก้ปัญหาต้นทางในการลดความหนืด ปรับให้เข้ากับการปกป้องสิ่งแวดล้อม ความผันผวนต่ำ และข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือสูงของวัสดุระดับไฮเอนด์ทั่วโลก
ควรให้ความสำคัญกับอีพ็อกซี่ชนิด Bisphenol A ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ (เกรดความหนืดต่ำ E51/E44), อีพ็อกซี่อะลิฟาติก, อีพ็อกซี่ไซโคลอะลิฟาติก และอีพ็อกซี่ดัดแปลงแบบเจือจาง ควรควบคุมความหนืดที่ 500-3000mPa · s ที่ 25 ℃ ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพพื้นฐานของการลดความหนืดมากกว่า 40% เมื่อเทียบกับอีพ็อกซี่ความหนืดสูงทั่วไป Alicyclic epoxy ผสมผสานความหนืดต่ำเข้ากับความต้านทานต่อการเหลืองและทนต่อสภาพอากาศ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานระดับไฮเอนด์ในต่างประเทศ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กลางแจ้ง เซลล์แสงอาทิตย์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์
ละทิ้งสารเจือจางที่ไม่ทำปฏิกิริยาที่ระเหยได้ และใช้สารเจือจางที่ทำปฏิกิริยาแบบฟังก์ชัน/สองฟังก์ชัน/มัลติฟังก์ชั่น (บิวทิล ไกลซิดิล อีเทอร์ BGE, อัลลิล ไกลซิดิล อีเธอร์ AGE, เอทิลีนไกลคอล ดิไกลซิดิล อีเทอร์ EGDE, นีโอเพนทิลไกลคอล ไดไกลซิดิล อีเทอร์) ด้วยปริมาณเพิ่มเติม 5% -15% เพื่อมีส่วนร่วมในการบ่มการเชื่อมขวางโดยไม่มีสารตกค้างหรือการเคลื่อนตัว หลีกเลี่ยงการต้านทานความร้อนและความแข็งแรงของกาวลดลง สารเจือจางแบบสองฟังก์ชันมีประสิทธิภาพในการลดความหนืดได้ดีที่สุด และสามารถรักษาความหนาแน่นของการเชื่อมขวางของวัสดุที่บ่มแล้ว ซึ่งเหมาะสำหรับความต้องการด้านความแข็งแกร่งของระบบการบรรจุที่สูง
เลือกเอมีนไขมันดัดแปลง โพลีอีเทอร์เอมีน แอนไฮไดรด์ความหนืดต่ำ และสารบ่มที่มีความหนืดต่ำแฝง เพื่อลดความหนืดของส่วนประกอบสารบ่ม ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความเข้ากันได้กับเมทริกซ์อีพอกซี และหลีกเลี่ยงไม่ให้ความหนืดเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันหลังการผสม สารบ่มโพลีอีเทอร์เอมีนมาพร้อมกับส่วนของโซ่ที่ยืดหยุ่น ซึ่งสามารถลดแรงเสียดทานภายในระบบ ปรับสมดุลการลดความหนืดและการปรับปรุงความเหนียว และตอบสนองข้อกำหนดที่เข้มงวดของสาขาพลังงานใหม่และการขนส่งทางรถไฟทั่วโลก
สารตัวเติมเป็นแกนหลักของระบบการเติมที่สูง และการปรับเปลี่ยนพื้นผิวและการจัดระดับขนาดอนุภาคเป็นเส้นทางเทคโนโลยีที่สำคัญในการลดความหนืดโดยไม่ลดปริมาณสารตัวเติมที่เติมเข้าไป เช่นเดียวกับความสามารถในการแข่งขันหลักของสูตรอีพ็อกซี่ระดับไฮเอนด์
เตรียมฟิลเลอร์ด้วยสารเชื่อมต่อไซเลน (KH550/KH560/KH570), สารเชื่อมต่อไททาเนต, สารเชื่อมต่ออะลูมิเนต และตัวดัดแปลงโพลีเมอร์ไฮเปอร์แบรนช์ เพื่อสร้างชั้นเคลือบอินทรีย์บนพื้นผิวของตัวเติม
-ลดขั้วของพื้นผิว ลดพันธะไฮโดรเจนและแรงแวนเดอร์วาลส์ระหว่างอนุภาค และป้องกันการรวมตัวกัน
- ปรับปรุงความเข้ากันได้กับเมทริกซ์อีพ็อกซี่ ลดช่องว่างของอินเทอร์เฟซ และลดความต้านทานการไหล
-หลังการดัดแปลง ความหนืดของระบบเติมสูง (≥ 70wt%) สามารถลดลงได้ 40% -60% ในขณะที่ปรับปรุงการนำความร้อน ฉนวน และความแข็งแรงเชิงกลของวัสดุที่บ่มแล้ว
ตามทฤษฎีการบรรจุแน่น มีการใช้ระบบการให้เกรดสี่ระดับซึ่งประกอบด้วยขนาดอนุภาคขนาดใหญ่ ขนาดอนุภาคขนาดกลาง ขนาดอนุภาคขนาดเล็ก และขนาดนาโนเมตร (เช่น 50 μm+10 μm+2 μm+50nm) สารตัวเติมขนาดอนุภาคขนาดเล็กเติมเต็มช่องว่างขนาดอนุภาคขนาดใหญ่ ช่วยลดความพรุนของระบบและการห่อหุ้มเรซินได้อย่างมาก ความหนืดสามารถลดลงได้มากกว่า 30% ภายใต้ปริมาณของแข็งเดียวกัน การออกแบบการให้เกรดควรหลีกเลี่ยงการเติมฟิลเลอร์นาโนมากเกินไปเพื่อป้องกันการเด้งกลับของความหนืดเนื่องจากพื้นที่ผิวจำเพาะที่มากเกินไป
ควรให้ความสำคัญกับการใช้ผงไมโครซิลิคอนทรงกลม อลูมินาทรงกลม และโบรอนไนไตรด์ทรงกลม ความต้านทานการหมุนของฟิลเลอร์ทรงกลมนั้นต่ำกว่าของฟิลเลอร์ที่มีรูปร่างเหมือนแผ่นและเข็มที่ไม่ปกติมากและความสามารถในการไหลก็ดีขึ้นอย่างมาก เป็นรูปแบบตัวเติมที่ต้องการสำหรับการเติมแบบอิเล็กทรอนิกส์ระดับไฮเอนด์และวัสดุปิดผนึกพลาสติกอีพอกซี
สารเติมแต่งคือสารควบคุมความหนืดสำหรับระบบอีพอกซีบรรจุสูง พร้อมการเลือกที่แม่นยำเพื่อให้ได้ "การเติมต่ำ ลดความหนืดสูง" ซึ่งสอดคล้องกับกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมทั่วโลกและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของวัสดุระดับไฮเอนด์
การใช้สารช่วยกระจายตัวแบบฟังก์ชันอีพอกซี, สารช่วยกระจายตัวแบบโพลีอะคริลิกเอสเตอร์, สารช่วยกระจายตัวแบบฟอสเฟตเอสเตอร์ และสารช่วยกระจายตัวแบบไฮเปอร์แบรนช์ ด้วยปริมาณการเติม 0.5% -3% จะทำให้พื้นผิวของฟิลเลอร์เปียกอย่างรวดเร็ว สลายกลุ่มจับเป็นก้อน สร้างชั้นที่มีความเสถียรเชิงพื้นที่ ลดแรงเสียดทานระหว่างอนุภาค และลดความหนืดลง 30% -50% ขอแนะนำให้ใช้สารช่วยกระจายตัวลดความหนืดสูงสำหรับระบบที่มีปริมาณของแข็งสูง ซึ่งเหมาะสำหรับตัวเติมนาโนและระบบตัวเติมที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูง
เติมซิลิกาเฟสแก๊ส แว๊กซ์โพลีเอไมด์ น้ำมันละหุ่งเติมไฮโดรเจน และเบนโทไนต์อินทรีย์เพื่อสร้างโครงสร้างไทโซโทรปิกที่ควบคุมได้:
- ที่เหลือ: ความหนืดสูงเพื่อป้องกันการตกตะกอนของวัสดุไส้;
-ในระหว่างการตัด (การกวน การจ่าย การปิดผนึก การเท): ความหนืดลดลงอย่างรวดเร็วและความลื่นไหลดีเยี่ยม
ตระหนักถึง "ความหนืดของโครงสร้างต่ำ+ความเสถียรทางสถิตสูง" และปรับให้เข้ากับกระบวนการกระแสหลักระดับโลก เช่น การจ่ายอัตโนมัติ การปิดผนึกสูญญากาศ และการขึ้นรูป RTM
ระบบที่มีความหนืดสูงมีแนวโน้มที่จะเกิดฟองสบู่และระบายออกได้ยาก การเติมสารสลายฟองซิลิกอนอินทรีย์และสารปรับระดับที่ไม่ใช่ซิลิกอนสามารถลดฟองที่ตกค้าง ปรับปรุงความสม่ำเสมอของระบบ และหลีกเลี่ยงความหนืดเสมือนจริงสูงและข้อบกพร่องในการขึ้นรูปที่เกิดจากฟองอากาศ
นำเสนอโซลูชั่นที่แตกต่างสำหรับความต้องการของตลาดโลกในด้านต่างๆ การสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพ กระบวนการ และการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม:
1. บรรจุภัณฑ์แบบห่อหุ้ม/อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบอิเล็กทรอนิกส์: การคัดเกรดฟิลเลอร์ทรงกลม+การดัดแปลงไซเลน+อีพอกซีเรซินความหนืดต่ำ มีค่าการนำความร้อนสูง ความหนืดต่ำ และฉนวนสูง เหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ การสื่อสาร 5G และอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
2. วัสดุคอมโพสิต RTM / การแช่สูญญากาศ: การผสมเจือจางแบบแอคทีฟที่มีความหนืดต่ำ + การกระจายตัวที่มีประสิทธิภาพ + รีโอโลยีการทำให้ผอมบางของแรงเฉือน ปรับปรุงความสามารถในการเปียกของเรซินบนเส้นใย เหมาะสำหรับการบินและอวกาศและใบพัดกังหันลม
3. กาว/ยาแนวคุณภาพสูง: สารบ่มโพลีเอมีนเอมีน + สารช่วยกระจายตัวแบบไฮเปอร์แบรนช์ มีความหนืดต่ำ การยึดเกาะสูง ปราศจากตัวทำละลาย เหมาะสำหรับแบตเตอรี่พลังงานใหม่และการขนส่งทางรถไฟ
4. ส่วนประกอบการหล่อ/ฉนวนไฟฟ้า: การไล่ฟิลเลอร์สารหน่วงไฟสูง + การปรับเปลี่ยนข้อต่อ + อีพอกซีความหนืดต่ำ เหมาะสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงและระบบส่งกำลัง ตรงตามมาตรฐาน IEC และ UL ทั่วโลก
ปัญหาความหนืดของอีพอกซีเรซินที่เติมสารสูงเป็นปัญหาเชิงระบบในการกำหนดสูตร สารตัวเติม สารเติมแต่ง และกระบวนการ แทนที่จะเป็นจุดอ่อนของการเชื่อมต่อเพียงจุดเดียว ด้วยการผสมผสานเมทริกซ์ความหนืดต่ำ การปรับเปลี่ยนพื้นผิวและการแบ่งเกรดของฟิลเลอร์ การเลือกสารเติมแต่งเฉพาะทางที่แม่นยำ และกระบวนการกระจายตัวที่มีประสิทธิภาพ ปัญหาในอุตสาหกรรมที่มีความหนืดสูงสามารถแก้ไขได้อย่างสมบูรณ์ ในขณะที่ยังคงรักษาข้อได้เปรียบในการบรรจุสูง ปรับปรุงผลผลิตของผลิตภัณฑ์ ประสิทธิภาพการผลิต และความสามารถในการแข่งขันในตลาดโลก
