Studija o poboljšanju otpornosti izolacije epoksidne ploče 3240 nakon uranjanja

1. Uvod

  3240 epoksidni list se široko koristi u motornoj, električnoj i elektronskoj industriji i još uvijek je najveća proizvodnja električnih laminiranih proizvoda u Kini. Performanse trenutnog proizvoda u osnovi zadovoljavaju zahtjeve, a njegov izolacijski otpor nakon potapanja iznosi samo 10^{^8}Ω, što je veliki jaz u poređenju sa otporom izolacije nakon potapanja u ISO standard 5 x10^{^ 10} Ω. Stoga ne može zadovoljiti zahtjeve industrijskog razvoja u zemlji i inostranstvu. Na primjer, skretnicama su potrebne ploče s otpornošću na uranjanje od 5.0 x 10^{^ 10} Ω. Stoga, kako bi se zadovoljile potrebe korisnika, hitan je zadatak poboljšati otpornost izolacije 3240 epoksi fenolnih staklenih platnenih ploča nakon potapanja kako bi zadovoljile ISO standard.

  Ljepilo za 3240 ploča od epoksidnog fenolnog stakla Sastoji se od epoksidne smole i fenolne smole katalizirane amonijakom. Postoje mnoge polarne grupe u fenolnoj smoli, što utiče na električne performanse ploče, što dovodi do toga da je značajan broj od 3240 ploča zamijenjen nekim novim materijalima. Na primjer, šipke za podizanje tvornice visokonaponskih sklopnih uređaja u Shenyangu zamijenjene su profiliranim dijelovima, Pekinška tvornica visokonaponskih sklopnih uređaja uvela je 3B razvodne ploče kako bi ih zamijenila SMC plastičnim pločama, a neki uvezeni materijali su također korišteni u nekim kućanskim aparatima i elektroničkoj industriji. Pod tim okolnostima, sproveli smo istraživanje o poboljšanju otpornosti na uranjanje 3240 presovanja ploča sa epoksidnim fenolnim sistemom velikog lepka bez povećanja cene proizvoda. Eksperimentalnim istraživanjima postignuti su dobri rezultati. Otpor na uranjanje laboratorijskog uzorka dostigao je 5.0 × 10^10 Ω, što daje testne podatke za stvarnu proizvodnju.

2. Faktori koji utječu na otpornost na uranjanje epoksidne fenolne staklene tkanine

  Postoji mnogo faktora koji utiču na otpornost na uranjanje epoksidne fenolne staklene ploče. Glavni razlog je taj što je gustina umrežavanja epoksidnog fenolno očvrslog materijala niska, a integritet laminata loš. Osim toga, budući da epoksi fenolno očvrsnuti materijal sadrži veliki broj polarnih grupa, lako je formirati vodikove veze s molekulima vode.

a) Razlozi za strukturu fenolne smole

  Fenolna smola koja se koristi u 3240 Epoksidna ploča je uglavnom fenolna smola tipa Resol sintetizirana s amonijakom kao katalizatorom. Među njima, primarne i sekundarne amino grupe mogu da reaguju sa epoksidom, dok su tercijarne amino grupe tercijarni amini, koji su akceleratori reakcije stvrdnjavanja epoksidne smole i ubrzavaju reakciju fenolnih i metilnih grupa sa epoksi grupama. Brzina reakcije stvrdnjavanja brzo raste s porastom temperature.

  Osim toga, fenolna smola napravljena katalizom amonijaka ima veliku disperziju molekulske mase, malu molekulsku težinu i veliki sadržaj slobodnog fenola (15%~20%). Stoga, ploča od staklene tkanine napravljena miješanjem s epoksidnom smolom ima loš integritet, niske električne i mehaničke osobine, a otpornost izolacije ploče od staklene tkanine nakon potapanja u vodu je niska zbog velikog sadržaja metila u fenolnoj smoli.

b) Uticaj različitih podloga na izolacionu otpornost laminata nakon potapanja u vodu

  Površinska struktura smole i podloge staklene tkanine ima veliki uticaj na integritet ploče od staklene tkanine. Ako se smola i površina staklene tkanine dobro kombinuju, integritet laminata je dobar, i obrnuto. Sredstvo za spajanje ne samo da može komunicirati s površinom staklenih vlakana, već i sa epoksidnom smolom, tako da staklena tkanina tretirana sredstvom za spajanje ima visoku otpornost na uranjanje.

c) Utjecaj vrste i količine ubrzivača na izolacijsku otpornost laminata staklene tkanine nakon uranjanja

  Gustoća umrežavanja fenolno očvrsnute epoksidne smole je različita zbog različitih vrsta i količina ubrzivača. Zadržite isto vreme geliranja. U istom epoksi fenolnom sistemu, zbog postojanja ubrzivača, smola ima bolji stepen impregnacije staklenih vlakana tokom procesa presovanja. Pod određenim uslovima očvršćavanja, može se potpunije osušiti kako bi se poboljšao integritet laminata, što ima različite efekte na svojstva ploče nakon potapanja.

3. Svojstva modificirane fenolne smole i faktori koji utječu na otpornost ploče na uranjanje

a) Svojstva modifikovane fenolne smole

  Dva različita jedinjenja se koriste za učešće u reakciji sinteze fenolne smole za proizvodnju fenolne smole, a dobijaju se A i B modifikovane fenolne smole, koje karakterišu manje polarne grupe i manji sadržaj slobodnog fenola. Vidi Tabelu 1 za tehničke pokazatelje fenolne smole.

Tabela 1 Indeks grane modifikovane fenolne smole

  Svojstva modifikovane fenolne smole su povezana sa vrstom, dozom i reakcionim uslovima modifikatora. Ortogonalnim dizajnom dobija se razumnija formula i proces, a sadržaj slobodnog fenola u modifikovanoj fenolnoj smoli je nizak.

  Sadržaj slobodnog fenola u centralnom kontrolnom indeksu modifikovane fenolne smole ima veliki uticaj na svojstva ploče. Slobodni fenol nastaje nepotpunom reakcijom fenola. Mehanička i dielektrična svojstva stvrdnute epoksidne fenolne smole značajno su smanjena zbog njenog postojanja, tako da je sadržaj slobodnog fenola u fenolnoj smoli minimiziran. Smanjenje sadržaja slobodnog fenola može se riješiti podešavanjem omjera reaktanata, produžavanjem vremena zadržavanja i povećanjem temperature krajnje tačke oporavka.

  b) Utjecaj fenolne smole na otpornost ploče na uranjanje

  Iz tabele 1 se vidi da je sadržaj slobodnog fenola u fenolnoj smoli dobijenoj unošenjem modifikatora A u fenolnu smolu mali. Dvije modificirane fenolne smole se respektivno koriste kao sredstvo za očvršćavanje epoksidne smole za pripremu 56% čvrstog rastvora ljepila, a svojstva ploča dobivenih lijepljenjem i presovanjem prikazana su u tabeli 2.

  Iz tabele 2 može se vidjeti da je otpornost na uranjanje ploče od epoksidne smole očvršćene modificiranom fenolnom smolom A visoka.

  c) Utjecaj akceleratora na otpornost laminata na uranjanje

  Ubrzivač takođe ima veliki uticaj na otpornost lima na uranjanje. Odabrali smo tri vrste ubrzivača kako bismo napravili kontrastni eksperiment na otpornosti na uranjanje epoksidne fenolne staklene ploče. Postoje tri situacije kada koristite C akcelerator, D akcelerator i bez akceleratora. Rezultati su prikazani u tabeli 3.

  Tabela 2. Utjecaj fenolne smole na otpornost ploča na uranjanje

Tabela 3. Utjecaj ubrzivača na otpornost na uranjanje lima

  Iz tabele 3 se može vidjeti da prisustvo ili odsustvo ubrzivača ima veliki utjecaj na otpornost na uranjanje ploče od epoksi fenolnog stakla, a različiti ubrzivači imaju različite efekte na stvrdnjavanje smole. Istaknuta karakteristika akceleratora D je da osim katalitičke uloge tercijarnog amina ima ulogu sekundarnog amina, tako da je dielektrična svojstva očvrslog proizvoda dobivenog akceleratorom D visoka.

  d) Utjecaj podloge na otpornost laminata na uranjanje

  Kako bi se dodatno poboljšala otpornost na uranjanje 3240 List od epoksidne smole, bolje je koristiti staklenu krpu sa površinskom hemijskom obradom. Uobičajeno korišćeno hemijsko sredstvo za tretman je Voran, ali kada se epoksidna smola koristi kao lepak, primenom a-aminopropiltrietoksisilan agensa za tretman mogu se postići bolji rezultati, jer amino grupa u njemu može da reaguje sa epoksidnom grupom u epoksidnoj smoli. Tablica 4 prikazuje utjecaj različitih podloga na otpornost na uranjanje epoksidne fenolne staklene ploče.

  Iz tabele 4. može se vidjeti da je otpornost na uranjanje ploče od staklenog platna KH550 kao podloge visoka.

Tabela 4. Utjecaj potapanja ploče u vodu na materijal dna

  4. zaključak

  Da sumiramo, otpornost na uranjanje ploče napravljene očvršćavanjem epoksidne smole sa termoreaktivnom fenolnom smolom modifikovanom spojem A, odabirom aditiva D i staklene tkanine KH550 kao podloge može doseći 5.0 x 10^{^ 10} Oh.