1、環氧樹脂基礎培訓 聚合物在不同溫度下有三種力學狀態：玻璃態，高彈態和粘流聚合物在不同溫度下有三種力學狀態：玻璃態，高彈態和粘流 態。態。 玻璃化溫度：玻璃態向高彈態轉變的溫度，通常用玻璃化溫度：玻璃態向高彈態轉變的溫度，通常用 Tag Tag 標識。標識。 在玻璃狀態下，由于溫度低，高聚物的鏈段處于被凍結狀態，在玻璃狀態下，由于溫度低，高聚物的鏈段處于被凍結狀態， 只有那些較小的運動單元如側基等，而達到玻璃轉化溫度，鏈段只有那些較小的運動單元如側基等，而達到玻璃轉化溫度，鏈段 可以運動了因此也引起了聚合物可以運動了因此也引起了聚合物 物理性質的顯著變化。物理性質的顯著變化。 固熱性樹脂只有玻璃

2、態和高彈態，沒有流態。固熱性樹脂只有玻璃態和高彈態，沒有流態。 構化溫度？ 化學性質：基本相同化學性質：基本相同 高彈態因處于較高溫度，性質較玻璃態活潑的多。高彈態因處于較高溫度，性質較玻璃態活潑的多。 物理性質：物理性質： 力學性能：玻璃態硬而脆，高彈態軟而韌。力學性能：玻璃態硬而脆，高彈態軟而韌。 熱熱 性性 能：高彈態膨脹系數大大高于玻璃態。能：高彈態膨脹系數大大高于玻璃態。 電電 性性 能：高彈態明顯遜于玻璃態。能：高彈態明顯遜于玻璃態。 玻璃態和高彈態性能差異 加工前必須是液體，滿足任意形狀的要求。加工前必須是液體，滿足任意形狀的要求。 在可控的狀態下成為固體。在可控的狀態下成為固體

3、。 工藝過程要避免氣泡的存在。工藝過程要避免氣泡的存在。 有非常好的電氣絕緣性能。有非常好的電氣絕緣性能。 有有高溫下性能長期穩定的能力高溫下性能長期穩定的能力。 有良好的耐候性。有良好的耐候性。 有足夠的機械強度。有足夠的機械強度。 變壓器、互感器絕緣要求 力學性能高。力學性能高。 粘結性能優異。粘結性能優異。 固化收縮率小。固化收縮率小。 工藝性好。工藝性好。 電性能好。電性能好。 穩定性好。穩定性好。 在熱固性樹脂中，環氧樹脂固化物的綜合性能最好。在熱固性樹脂中，環氧樹脂固化物的綜合性能最好。 環氧樹脂的性能 1 1、具有極大配方設計靈活性和多樣性。能按不同的使用性能和工、具有極大配方設

4、計靈活性和多樣性。能按不同的使用性能和工 藝性能，設計出針對性很強的最佳配方。這是環氧樹脂應用中的藝性能，設計出針對性很強的最佳配方。這是環氧樹脂應用中的 一大特點和優點。一大特點和優點。 2 2、不同的環氧樹脂固化體系分別能在低溫、室溫或高溫固化，能、不同的環氧樹脂固化體系分別能在低溫、室溫或高溫固化，能 快速固化，也能緩慢固化，所以他對施工和制造工藝要求的適應快速固化，也能緩慢固化，所以他對施工和制造工藝要求的適應 性很強。環氧樹脂可低壓成型或接觸壓成型，因此可降低對成型性很強。環氧樹脂可低壓成型或接觸壓成型，因此可降低對成型 設備和模具的要求，減少投資，降低成本。設備和模具的要求，減少投

5、資，降低成本。 環氧樹脂的應用特點 環氧澆注環氧澆注 樹脂成份樹脂成份 環氧澆注樹脂各組成成份 樹脂成份樹脂成份 環氧樹脂環氧樹脂 酸酐固化劑酸酐固化劑 改性成份改性成份 流動性調流動性調 節成份節成份 輔助成份輔助成份 增韌劑增韌劑 偶聯劑偶聯劑 填充劑填充劑 環氧稀釋劑環氧稀釋劑 增韌稀釋劑增韌稀釋劑 促進劑促進劑 顏顏 料料 色漿助劑：分散消泡色漿助劑：分散消泡 雙酚A型環氧樹脂的特點 以雙酚A為基礎的業態環氧樹脂 合成雙酚A環氧副產物 雙酚A型環氧樹脂分子量與粘度的關系 分子量分子量環氧值環氧值/mol.(100g)-1/mol.(100g)-1平均平均n值值粘度（粘度（25）cps

6、3403400.5880.5880.0000.00030003000 3503500.5710.5710.0350.03550005000 3603600.5550.5550.0700.07064006400 3703700.540.540.1060.10675007500 3803800.5260.5260.14103903900.5130.5130.1760.1761000010000 4004000.500.500.2110.2111500015000 4104100.4880.4880.2460.2461800018000 4204200.4760.4760.

7、2820.2822200022000 4824820.4150.4150.500.502800028000 6906900.290.291.241.2442(42(軟化點）軟化點） 9089080.220.222 27070（軟化點）（軟化點） 環氧樹脂固化劑的種類 種類種類優優 點點缺缺 點點應應 用用 催化型催化型耐熱性能好，使用期常耐熱性能好，使用期常長時間高溫固化，長時間高溫固化， 耐水性差耐水性差 粘結、電氣封裝、粘結、電氣封裝、 粉末涂層粉末涂層 酸酐酸酐耐熱性好，耐化學性能優良耐熱性好，耐化學性能優良長時間高溫固化，長時間高溫固化， 配料比嚴格配料比嚴格 纖維繞制管、電氣纖維繞制

8、管、電氣 封裝、粘結封裝、粘結 三聚氰胺三聚氰胺/ / 甲醛甲醛 固化性能優良，柔性好、抗固化性能優良，柔性好、抗 溶劑性能優良溶劑性能優良 高溫固化高溫固化含水涂層含水涂層 脲醛脲醛成膜顏色好、界面粘結性能成膜顏色好、界面粘結性能 優良優良 高溫固化高溫固化快速燒制的陶瓷、快速燒制的陶瓷、 底層、頂層底層、頂層 酚醛酚醛高溫性能優良、耐化學性能高溫性能優良、耐化學性能 好、固化性能優好、固化性能優 堅硬、耐候性差堅硬、耐候性差粉末涂層、模制復粉末涂層、模制復 合物合物 甲基六氫苯酐 甲基六氫苯酐，簡寫甲基六氫苯酐，簡寫MHHPA,CAS#25550-51-0MHHPA,CAS#25550-5

9、1-0，分子式，分子式C C9 9H H12 12O O3 3 分子量：分子量：168.19168.19；比重：；比重：1.1621.162；溶于苯、丙酮等，有吸濕性。；溶于苯、丙酮等，有吸濕性。 特點：具有甲基四氫苯酐的一般性能；特點：具有甲基四氫苯酐的一般性能； 耐熱性能好，特別是在耐熱性能好，特別是在150150以下，固化物具有優良的機械及以下，固化物具有優良的機械及 電氣能。電氣能。 分子機構中不含雙鍵，所固化的環氧樹脂具有良好的耐氣分子機構中不含雙鍵，所固化的環氧樹脂具有良好的耐氣 候性。候性。 分子結構的相對非極性，固化物就有良好的耐濕性。分子結構的相對非極性，固化物就有良好的耐濕

10、性。 酸酐固化劑用量計算 酸酐用量（酸酐用量（phrphr)=)= 酸酐酸酐當量當量 環氧當量環氧當量 100100K K = = 酸酐分子量酸酐分子量100100 酐關能團數酐關能團數環氧當量環氧當量 K K = = 酸酐分子量酸酐分子量 酐關能團數酐關能團數 環氧值環氧值K K 當無促進劑存在時當無促進劑存在時K K值為值為0.8-0.90.8-0.9，有促進劑時，有促進劑時K K值為值為1 1。 促進劑選擇：CO2釋放量的比較 固化劑固化劑 促進劑促進劑 HN-2200 EMI-24EMI-246262 DMP-30DMP-30137137 BDMABDMA3535 IB2MZIB2MZ

11、3232 原因：三基氨引起脫羧反應。原因：三基氨引起脫羧反應。 試驗：試驗：100100克固化劑中加入克固化劑中加入1 1克促進劑，經克促進劑，經50502424小時后測定小時后測定CO2CO2釋放量釋放量 （日立化成（日立化成）。）。 硅微粉基本物性 比重比重 熔點熔點 膨脹系數膨脹系數 石英石英粉粉 2.65 2.65 1713 5.71713 5.71010-6 -6 熔融熔融SiO2 SiO2 2.2 4.5 2.2 4.51010-7 -7 方石英方石英 2.352.35 有填料產品的困惑 硅微粉與環氧樹脂比重不同，沉淀問題。硅微粉與環氧樹脂比重不同，沉淀問題。 大顆粒填料粘度低，沉

12、淀及滲透問題。大顆粒填料粘度低，沉淀及滲透問題。 小顆粒填料粘度高，滲透問題。小顆粒填料粘度高，滲透問題。 強度問題。強度問題。 烘干問題。烘干問題。 矽肺問題。矽肺問題。 硅微粉的生產 水磨法 原料砂：原料砂：5# 405# 4070 um70 um。 6# 70 6# 70120um120um。 介質：介質： 水水 設備：臥式球磨機，間歇式生產。設備：臥式球磨機，間歇式生產。 襯里及磨石：花崗巖為多。襯里及磨石：花崗巖為多。 顆粒形狀顆粒形狀：較為規則。：較為規則。 除除鐵：吸鐵棒。鐵：吸鐵棒。 分級分級：控制滾動時間，倒入木桶，等填料沉降后切去料砣下部：控制滾動時間，倒入木桶，等填料沉降

13、后切去料砣下部 干燥干燥：用煤直接加熱干燥，水份含量：用煤直接加熱干燥，水份含量0.050.05。 硅微粉的生產 干磨法 原料砂：原料砂：5# 405# 4070 um70 um。 6# 70 6# 70120um120um。 介質：介質： 無無 設備：臥式球磨機，間歇式生產；溫度設備：臥式球磨機，間歇式生產；溫度60607070。 襯里及磨石：花崗巖為多。襯里及磨石：花崗巖為多。 顆粒形狀顆粒形狀：較不規則。：較不規則。 除除鐵：不除鐵。鐵：不除鐵。 分級分級：控制滾動時間，分級機風選。：控制滾動時間，分級機風選。 干燥干燥：用煤直接加熱干燥，水份含量：用煤直接加熱干燥，水份含量0.050.

14、05。也有直接包。也有直接包 裝，不另行干燥。裝，不另行干燥。 硅微粉的生產 高頻振動法 原料砂：約原料砂：約5mm5mm石英砂。石英砂。 介質：介質： 無無 設備：振動床，連續式生產；進料到出料約設備：振動床，連續式生產；進料到出料約1 1小時，溫度小時，溫度7 70 08080。 襯里及磨石：鋼玉。襯里及磨石：鋼玉。 顆粒形狀顆粒形狀：很不規則，尖角多。：很不規則，尖角多。 除除鐵：不除鐵。鐵：不除鐵。 分級分級：分級機風選。：分級機風選。 干燥干燥：用煤直接加熱干燥，水份含量：用煤直接加熱干燥，水份含量0.050.05。也有直接包裝，不另行。也有直接包裝，不另行 干燥。干燥。 硅微粉加工

15、生產比較 水磨法水磨法干磨法干磨法振動法振動法 成本成本高高中中低低 速度速度慢慢慢慢快快 顆粒形狀顆粒形狀較規則較規則較不規則較不規則尖角多尖角多 除鐵除鐵較容易較容易困難困難較容易較容易 分級方法分級方法沉淀法沉淀法氣流發氣流發氣流發氣流發 混合物粘度混合物粘度較低較低中中較高較高 顆粒分級顆粒分級粗顆粒多粗顆粒多細顆粒多細顆粒多細顆粒多細顆粒多 適合產品適合產品600M600M以下以下1000M1000M以下以下800M800M以上以上 硅微粉的選購 硅微粉國際目數說明硅微粉國際目數說明 300M300M： 通過通過300M300M篩網篩網 8080。 400M400M： 通過通過400

16、M400M篩網篩網 7575。 600M600M： 通過通過600M600M篩網篩網 7070。 GHGH： 表示普通硅微粉，粒徑分布很寬。表示普通硅微粉，粒徑分布很寬。 HGHHGH： 表示經過偶聯劑處理的普通硅微粉。表示經過偶聯劑處理的普通硅微粉。 CG: CG: 表示細粉，顆粒分布很窄。表示細粉，顆粒分布很窄。 硅微粉表面處理 表面處理表面處理的目的的目的：改變界面結合，提高機械強度和憎水性。：改變界面結合，提高機械強度和憎水性。 偶聯劑的工作原理：一頭與硅微粉表面硅醇反應，另一頭與偶聯劑的工作原理：一頭與硅微粉表面硅醇反應，另一頭與 環氧樹脂反應。環氧樹脂反應。 常用偶聯劑：硅常用偶聯

17、劑：硅 烷烷 偶偶 聯聯 劑劑 KH-560 KH-560 鈦酸丁酯偶聯劑鈦酸丁酯偶聯劑 KH-550KH-550 歐聯處理方法：歐聯處理方法： 1 1、將、將KH-560KH-560溶于乙醇中，在高速分散機中混合溶于乙醇中，在高速分散機中混合3 3分鐘。分鐘。 2 2、干磨時直接加入，偶聯劑用量：填料量、干磨時直接加入，偶聯劑用量：填料量0.20.23 3。 使用活性硅微粉的益處 表面憎水，使用時無需干燥（硅微粉能浮水的表面）。表面憎水，使用時無需干燥（硅微粉能浮水的表面）。 混合粘度降低。混合粘度降低。 固化物機械強度提高。固化物機械強度提高。 煮沸吸水率下降，表面電阻提高，耐候性提高。煮

18、沸吸水率下降，表面電阻提高，耐候性提高。 各種等級的二氧化硅對環氧樹脂ARALDITE B澆注系統操作性能的影響 二氧化硅粉末二氧化硅粉末 M6M6 M10M10 M300M300 M500M500W12W12F100F100F300F300F500F500F600F600類型類型6 6CMXN3CMXN3類型類型 供應者礦供應者礦 山位置山位置西貝可，貝爾格西貝可，貝爾格/ /礦山在貝爾礦山在貝爾 法國法國里本里本芬蘭芬蘭格倫比亞格倫比亞 顆粒等級顆粒等級 1 1）9.59.5微米微米 2 2）385385微米微米 表面積測定法：表面積測定法： 米米/ /克克 7272 7171 3030

19、9090 5656 9999 9494 100100 3232 8888 5454 9696 5353 100100 9393 100100 9393 100100 - - 6363 4343 9696 3838 9595 水分含量水分含量0.760.76 0.800.80 1.531.534.094.090.830.831.271.271.521.524.084.084.134.130.680.681.251.250.90.9 （費歇爾法）（費歇爾法） 退火損耗退火損耗 0.030.03 0.20 0.20 0.030.03 0.140.14 0.060.06 0.210.21 0.150.

20、15 0.470.47 0.030.03 0.130.13 0.050.05 0.160.16 0.060.06 0.200.20 0.140.14 0.370.37 0.140.14 0.390.39 0.050.05 0.10.1 0.050.05 0.260.26 膠化時間膠化時間 分分 90 90 82 82 102 102123123757594941101101421421401401081084545 反應性環氧類樹脂反應性環氧類樹脂B41/B41/硬化劑硬化劑 HT901/HT901/二氧化硅粉末（二氧化硅粉末（100:30:200100:30:200）在）在140140 下膠

21、化時間。下膠化時間。 原料選擇注意事項 原材料若含有雜質將會影響工藝性能、電氣性能、老化性能。原材料若含有雜質將會影響工藝性能、電氣性能、老化性能。 更換環氧樹脂和填料時應注意凝膠時間變化。更換環氧樹脂和填料時應注意凝膠時間變化。 固化劑中低沸點物較多將會影響真空過濾系統。固化劑中低沸點物較多將會影響真空過濾系統。 固化劑和增韌劑都是易吸潮的，其不良影響甚至超過原材料所固化劑和增韌劑都是易吸潮的，其不良影響甚至超過原材料所 含雜質的影響，受潮嚴重的固化劑不能在使用。含雜質的影響，受潮嚴重的固化劑不能在使用。 介電常數的基本概念 1.1. ：介電常數，表征電介質儲存電能能量的大小。：介電常數，表

22、征電介質儲存電能能量的大小。 介電損耗的原因 電介質在交變電場中，由于消耗一部分電能，使介質本身發電介質在交變電場中，由于消耗一部分電能，使介質本身發 熱，這種現象就是介電損耗熱，這種現象就是介電損耗 。 產生介電損耗的兩個原因：產生介電損耗的兩個原因： 1 1）電介質中含有能導電的載流子，產生電導電流，消耗一）電介質中含有能導電的載流子，產生電導電流，消耗一 部分能量，轉化成為熱能，稱為電導損耗。部分能量，轉化成為熱能，稱為電導損耗。 2 2）電介質在交變電場下的極化過程中，電場使偶極子轉向）電介質在交變電場下的極化過程中，電場使偶極子轉向 時，一部分電能損耗于克服介質的內粘滯阻力上，轉化為

23、熱能，時，一部分電能損耗于克服介質的內粘滯阻力上，轉化為熱能， 稱為松弛損耗，與溫度及頻率相關。稱為松弛損耗，與溫度及頻率相關。 影響介電損耗的因素 分子結構的影響分子結構的影響 決定聚合物介電損耗的內在原因，取決于兩個方面：決定聚合物介電損耗的內在原因，取決于兩個方面： 1 1）聚合物分子極性大小和極性集團的密度。）聚合物分子極性大小和極性集團的密度。 2 2）極性集團的可動性：通常，偶極矩較大的聚合物，其介）極性集團的可動性：通常，偶極矩較大的聚合物，其介 電常數和介電損耗也較大。但是當極性集團位于柔性側基的末端電常數和介電損耗也較大。但是當極性集團位于柔性側基的末端 時，由于其取向極化過

24、程是一個獨立的過程，所以引起的介電損時，由于其取向極化過程是一個獨立的過程，所以引起的介電損 耗并不大，仍能對介電常數有較大的貢獻。耗并不大，仍能對介電常數有較大的貢獻。 影響介電損耗的因素 溫度與場強 影響介電損耗的因素 其它 電壓的影響：電壓的影響： 電壓變大，極化程度增加，導電電流增加，介電損耗增加。電壓變大，極化程度增加，導電電流增加，介電損耗增加。 增韌劑增韌劑/ /增塑劑的影響：增塑劑的影響： 增加高分子鏈的活動性，是原來的取向極化過程加快，可能增加高分子鏈的活動性，是原來的取向極化過程加快，可能 引入新的偶極損耗，介電損耗大幅度增加。引入新的偶極損耗，介電損耗大幅度增加。 雜物的影響。雜物的影響。 不同溫度下的電性能影響 固化過程中電性能的變化 填料不同處理方法對介電損耗的影響 經王水洗滌后的體系，吸收水分后介電損耗下降，證經王水洗滌后的體系，吸收水分后介電損耗下降，證 明是填料雜質中金屬成份造成。明是填料雜質中金屬成份造成。 1000 1000高溫烘烤，介電損耗與水分