Mükemmel mekanik mukavemeti, ısı yalıtımı, alev geciktiriciliği ve boyutsal stabilitesi ile yüksek dolgulu epoksi reçine sistemi, elektronik kapsülleme, güç cihazı paketleme, kompozit malzeme kalıplama, üst düzey yapıştırıcılar ve elektrikli döküm gibi küresel üst düzey üretim alanlarında temel malzeme haline geldi. Yüksek katı içeriği, yüksek ısı iletkenliği ve yüksek alev geciktirici formülasyonların gereklilikleri altında, inorganik dolgu maddelerinin (alümina,alüminyum hidroksit, magnezyum oksit, silikon mikro tozu, bor nitrür, vb.) genellikle ağırlıkça %60'ı aşar. Bu durum, yüksek sistem viskozitesi, zayıf akışkanlık, yetersiz ıslanabilirlik, kabarcıkların giderilmesinde zorluk, artan oluşum kusurları ve otomatik uygulama süreçlerinin zayıf uyarlanabilirliği gibi sorunlara yol açar ve bunlar, ürün kalitesini ve üretim verimliliğini kısıtlayan temel darboğazlar haline gelir.
Yüksek dolgulu epoksi sisteminin viskozitesindeki anormal artış tek bir faktörden değil, birden fazla mekanizmanın üst üste gelmesinden kaynaklanmaktadır:
1. Dolgu reçinesi arayüzünde zayıf uyumluluk: İnorganik dolgu maddeleri güçlü yüzey polaritesine ve yoğun hidroksil gruplarına sahiptir, polar olmayan epoksi matrislerle güçlü etkileşimler oluşturarak parçacıkların topaklaşmasına neden olur ve sistem içindeki sürtünme direncini önemli ölçüde artırır;
2. Dolgu maddelerinin spesifik yüzey alanı ve parçacık boyutu dağılımının mantıksız olması: Nano dolgular ve ultra ince dolgular, çok sayıda reçine molekülünü adsorbe eden ve bir "kaplama katmanı" oluşturan, etkili mobil fazda bir azalmaya neden olan geniş bir spesifik yüzey alanına sahiptir; Tek parçacık boyutlu dolgu maddeleri büyük boşluklara sahiptir ve viskoziteyi daha da artırmak için daha fazla reçine dolgusu gerektirir;
3. Reçine matrisinin içsel viskozitesi nispeten yüksektir: bisfenol A ve fenolik reçineler gibi yüksek eşdeğerli epoksi reçineler, uzun moleküler zincirlere ve güçlü moleküller arası kuvvetlere sahiptir. Doldurulmadığında viskozite binlerce mPa · s'ye ulaşır ve yüksek dolumdan sonra viskozite katlanarak artar;
4. Yetersiz dispersiyon prosesi: düşük karıştırma, öğütme ve dispersiyon verimliliği, dolgu maddelerinin eksik ayrışması ve toplanması, ikincil agregatların oluşumu, sahte plastiklikte anormal artış ve sistemin eşit olmayan akışı;
5. Katkı maddelerinin eksikliği veya yanlış seçimi: Etkili ıslatma ve dağıtma maddeleri veya birleştirme maddeleri olmadan, arayüzey gerilimi azaltılamaz, sistemin tiksotropik yapısı aşırı yapılandırılmıştır ve hem statik viskozite hem de yapı viskozitesi yüksektir.
Nedeni belirlendikten sonra, moleküler düzeyde tasarım, arayüz modifikasyonu ve hassas proses kontrolü yoluyla, eklenen dolgu maddesi miktarını azaltmadan veya kürleme sonrasında performanstan ödün vermeden %30 - %80 arasında kontrol edilebilir bir viskozite azalması elde etmek mümkündür.
Reçine matrisi, sistem viskozitesinin temelidir ve matris formülünün optimize edilmesi, viskoziteyi azaltmak, çevre koruma, düşük uçuculuk ve dünya çapındaki üst düzey malzemelerin yüksek güvenilirlik gereksinimlerine uyum sağlamak için kaynak çözümdür.
Düşük moleküler ağırlıklı bisfenol A tipi epoksi (E51/E44 düşük viskozite sınıfı), alifatik epoksi, sikloalifatik epoksi ve seyreltilmiş modifiye epoksiye öncelik verilmelidir. Viskozite, 25°C'de 500-3000mPa · s'de kontrol edilmelidir; bu, geleneksel yüksek viskoziteli epoksi ile karşılaştırıldığında viskozite azaltımının temel verimliliğini %40'tan fazla artırır. Alisiklik epoksi, düşük viskoziteyi sararmaya ve hava koşullarına dayanıklılıkla birleştirerek dış mekan elektroniği, fotovoltaik ve otomotiv elektroniği gibi üst düzey denizaşırı uygulamalar için uygun hale getirir.
Uçucu reaktif olmayan seyrelticileri bırakın ve ısı direncinde ve yapışma gücünde bir azalmayı önleyerek, kalıntı veya geçiş olmadan çapraz bağlamanın kürlenmesine katılmak için %5 - %15 ilave miktarda tek fonksiyonel/iki fonksiyonlu/çok fonksiyonlu reaktif seyrelticiler (bütil glisidil eter BGE, alil glisidil eter AGE, etilen glikol diglisidil eter EGDE, neopentil glikol diglisidil eter) kullanın. Çift fonksiyonlu seyreltici, en iyi viskozite azaltma verimliliğine sahiptir ve yüksek dolum sistemlerinin dayanıklılık gereksinimlerine uygun olan kürlenmiş malzemenin çapraz bağlanma yoğunluğunu koruyabilir.
Kürleme maddesi bileşenlerinin viskozitesini azaltmak, aynı zamanda epoksi matrisiyle uyumluluğu geliştirmek ve karıştırma sonrasında viskozitede ani bir artışı önlemek için modifiye edilmiş yağlı aminler, polieteraminler, düşük viskoziteli anhidritler ve gizli düşük viskoziteli kürleme ajanları seçin. Polieter amin kürleme maddeleri, sistem içindeki sürtünmeyi azaltabilen, viskozite azalmasını ve sağlamlığın iyileştirilmesini dengeleyebilen ve küresel yeni enerji ve demiryolu taşımacılığı alanlarının katı gereksinimlerini karşılayabilen esnek zincir bölümleriyle birlikte gelir.
Dolgu maddeleri yüksek dolum sistemlerinin temelini oluşturur ve yüzey modifikasyonu ve parçacık boyutu sınıflandırması, eklenen dolgu maddesi miktarını azaltmadan viskoziteyi azaltmanın yanı sıra üst düzey epoksi formülasyonlarının temel rekabet gücünü artırmanın temel teknolojik yollarıdır.
Dolgunun yüzeyinde organik bir kaplama tabakası oluşturmak için dolguyu silan bağlama maddesi (KH550/KH560/KH570), titanat bağlama maddesi, alüminat bağlama maddesi ve aşırı dallanmış polimer değiştirici ile ön işleme tabi tutun
-Yüzey polaritesini azaltın, parçacıklar arasındaki hidrojen bağını ve van der Waals kuvvetlerini azaltın ve topaklanmayı önleyin;
-Epoksi matrisle uyumluluğu artırın, arayüz boşluklarını azaltın ve akış direncini azaltın;
-Modifikasyondan sonra, yüksek dolum sisteminin viskozitesi (≥ %70 ağırlık) %40 - %60 oranında azaltılabilir ve kürlenen malzemenin termal iletkenliği, yalıtımı ve mekanik mukavemeti iyileştirilebilir.
Sıkı paketleme teorisini takiben, büyük parçacık boyutu, orta parçacık boyutu, küçük parçacık boyutu ve nanometre boyutundan (50 μm+10 μm+2 μm+50nm gibi) oluşan dört seviyeli bir derecelendirme sistemi benimsenmiştir. Küçük parçacık boyutundaki dolgu maddeleri, büyük parçacık boyutu boşluklarını doldurarak sistem gözenekliliğini ve reçine kapsüllenmesini önemli ölçüde azaltır. Aynı katı içeriği altında viskozite %30'dan fazla azaltılabilir. Derecelendirme tasarımı, aşırı spesifik yüzey alanı nedeniyle viskozite geri tepmesini önlemek için nano dolgu maddelerinin aşırı eklenmesinden kaçınmalıdır.
Küresel silikon mikro tozu, küresel alümina ve küresel bor nitrür kullanımına öncelik verilmelidir. Küresel dolgu maddelerinin yuvarlanma direnci, düzensiz tabaka benzeri ve iğne şekilli dolgu maddelerinden çok daha düşüktür ve akışkanlık önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Üst düzey elektronik çömlekçilik ve epoksi plastik sızdırmazlık malzemeleri için tercih edilen dolgu formudur.
Katkı maddesi, küresel çevre düzenlemeleri ve üst düzey malzeme performansı gereklilikleri doğrultusunda "düşük katkı, yüksek viskozite azalması" elde etmek için hassas seçime sahip, yüksek dolgulu epoksi sistemleri için bir viskozite düzenleyicidir.
Epoksi fonksiyonelleştirilmiş dağıtıcılar, poliakrilik ester dağıtıcılar, fosfat ester dağıtıcılar ve aşırı dallanmış dağıtıcılar, %0,5 - %3 ilave miktarıyla kullanıldığında, dolgunun yüzeyini hızlı bir şekilde ıslatır, aglomeratları parçalar, uzamsal olarak stabil bir katman oluşturur, parçacıklar arası sürtünmeyi azaltır ve viskoziteyi %30 - %50 oranında azaltır. Nano dolgular ve yüksek spesifik yüzey alanlı dolgu sistemleri için uygun, yüksek katı içerikli sistemler için güçlü viskozite azaltıcı dispersantların kullanılması tavsiye edilir.
Kontrol edilebilir bir tiksotropik yapı oluşturmak için gaz fazında silika, poliamid mum, hidrojene hint yağı ve organik bentonit ekleyin:
- Dinlenme halinde: dolgu malzemesinin çökelmesini önlemek için yüksek viskozite;
-Kesme sırasında (karıştırma, dağıtma, kapatma, dökme): viskozite hızla düşer ve akışkanlık mükemmeldir;
"Düşük inşaat viskozitesi + yüksek statik stabilite"yi gerçekleştirin ve otomatik dağıtım, vakumlu kapatma ve RTM kalıplama gibi küresel ana akım işlemlere uyum sağlayın.
Yüksek viskoziteli sistemler kabarcık sıkışmasına eğilimlidir ve boşaltılması zordur. Organik silikon köpük gidericilerin ve silikonsuz tesviye maddelerinin eklenmesi kabarcık kalıntısını azaltabilir, sistem tekdüzeliğini geliştirebilir ve kabarcıkların neden olduğu sanal yüksek viskozite ve küflenme kusurlarını önleyebilir.
Performansı, süreci ve çevresel uyumluluğu dengeleyerek farklı alanlardaki küresel pazar taleplerine yönelik farklı çözümler sağlayın:
1. Elektronik kapsülleme/güç cihazı ambalajı: küresel dolgu sınıflandırması + silan modifikasyonu + düşük viskoziteli epoksi reçine, yüksek termal iletkenlik, düşük viskozite ve yüksek yalıtım sağlar, otomotiv elektroniği, 5G iletişimi ve fotovoltaik invertörler için uygundur;
2. Kompozit malzeme RTM/vakum infüzyonu: düşük viskoziteli aktif seyreltme bileşiği+verimli dispersiyon+kaymayla inceltme reolojisi, reçinenin fiberler üzerindeki ıslanabilirliğini arttırır, havacılık ve rüzgar türbini kanatları için uygundur;
3. Üst düzey yapıştırıcı/sızdırmazlık maddesi: Polieter amin kürleme maddesi+aşırı dallanmış dağıtıcı, düşük viskoziteli, yüksek yapışma özelliğine sahip, solventsiz, yeni enerji pilleri ve demiryolu taşımacılığı için uygun;
4. Elektrikli döküm/yalıtım bileşenleri: yüksek alev geciktirici dolgu derecelendirmesi+bağlantı modifikasyonu+düşük viskoziteli epoksi, yüksek voltajlı elektrik ve iletim ekipmanı için uygun, küresel IEC ve UL standartlarını karşılıyor.
Yüksek dolgulu epoksi reçinenin viskozite sorunu, tek bağlantı zayıflığından ziyade formülasyon, dolgu maddeleri, katkı maddeleri ve işlemlerde sistemik bir sorundur. Düşük viskoziteli matrisin birleştirilmesi, yüzey modifikasyonu ve dolgu maddelerinin derecelendirilmesi, özel katkı maddelerinin hassas seçimi ve verimli dispersiyon süreci sayesinde, yüksek doldurma avantajlarını korurken, ürün verimini, üretim verimliliğini ve küresel pazar rekabet gücünü artırırken, yüksek viskozitenin endüstrideki sıkıntılı noktası tamamen çözülebilir.
