在環(huán)氧樹(shù)脂復合物中為了達到制品的性能要求,常加入適量的填料,可使固化物的性能改善。填料的種類(lèi)很多,有無(wú)機物、有機物、非金屬與金屬等,主要目的是為了改善制品性能及工藝、降低成本。填料與增強材料在概念上有區別,增強材料主要是固化物的機械強度增高,而使填料的目的如下。
降低成本 大量使用填料可以相應減少樹(shù)脂及固化劑的用量,有利于成本的降低,用于這個(gè)目的有碳酸鈣、黏土、滑石粉及二氧化硅等。這些填料研磨成細粉末,體積增大,降低成本的效果更為顯著(zhù)。抑制反應熱 如果使用的固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂固化的放熱峰溫度較高,就需添加熱傳性較好的填料,有利于反應熱的散出,同時(shí)由于填料的加入稀釋了固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂,實(shí)際上減少了總的放熱量,因此有利于抑制反應熱。添加填料額可以延長(cháng)樹(shù)脂混合物使用期。降低固化物的收縮性和熱膨脹系數 由于填料在固化物中占有一定體積,固增加填料用量可以減少固化時(shí)的收縮率;而無(wú)機填料的熱膨脹系數比樹(shù)脂低,加入填料可以使環(huán)氧樹(shù)脂固化物的熱膨脹系數降低。改善固化物的耐老化和耐化學(xué)性,降低固化物吸水性。提高固化物耐磨性能、壓縮強度、彎曲強度,但拉伸強度和沖擊強度會(huì )降低。改善固化物的耐熱性,提高熱變形溫度和高溫特性。改善固化物的耐電弧性,耐漏電起痕性及高溫介電性能。改善操作工藝性,調節流變性,潤滑性能。
使用填料,必須根據使用要求來(lái)選擇,應從以下方面加以考慮。
從化學(xué)角度來(lái)看,填料必須是中性或弱堿性的,不含結晶水。對環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧基和固化劑為惰性,對液體和氣體的吸附性低。從操作角度看,填料黏度適宜,易與分散,與樹(shù)脂、固化劑、增韌劑有良好的浸潤性;在膠液中沉降性要小,保證配方的均勻性和固化物性能的一致性。填料應經(jīng)過(guò)干燥,不得有潮氣、油污、雜質(zhì)、結團等,特殊用途的應經(jīng)過(guò)表面處理(用偶聯(lián)劑處理),以保證與環(huán)氧樹(shù)脂固化物的很好結合。填料應無(wú)毒、不易分解、非易燃易爆的均勻固體粉末。
熱傳性、導熱性 添加各種金屬粉末作填料,如銀粉、銅粉和鐵粉,加入石墨則僅可改善導電性。熱膨脹性 無(wú)機填料的熱膨脹系數比樹(shù)脂低,大量使用填料可以降低固化物的熱膨脹系數。當用酸酐固化時(shí)大量使用二氧化硅,硅酸鋯,是樹(shù)脂固化物的熱膨脹系明顯降低。熱變形溫度 填料對樹(shù)脂固化物的熱變形溫度的影響多數情況會(huì )有所降低,但當酸酐作為固化劑時(shí),水合氧化鋁作填料使固化物熱變形溫度有所提高。吸水性約耐化學(xué)藥品性 使用二氧化硅為填料的環(huán)氧樹(shù)脂固化物在25℃水中浸泡7d,吸水性很??;以云母為填料,使用芳香胺作固化劑的固化物的吸水性比使用脂肪族作固化劑的固化物要??;使用氫氧化鋁作填料的固化物吸水性一般都高;而固化物的耐化學(xué)性有的填料可以提高,有的則降低。各種力學(xué)性能 添加填料可以提高樹(shù)脂固化物的壓縮強度,但也隨固化劑種類(lèi)而異。使用硅微粉的固化物壓縮強度明顯提高,而使用云母粉的固化物則降低。填料對固化物的拉伸強度和彎曲強度的提高作用不大,特別是顆粒狀填料的使用反而會(huì )降低固化物的拉伸強度和彎曲強度。為了增加樹(shù)脂固化物的耐磨性,可使用石墨、二氧化鈦等填料。耐電弧性、耐漏電起痕性 添加云母、石棉、玻璃粉、二氧化硅及水合氧化鋁等填料,可將樹(shù)脂固化物的電性能,特別是耐電弧性、耐漏電起痕性能提高,但以水合氧化鋁最佳。介電強度 填料的種類(lèi)對樹(shù)脂固化物的介電強度沒(méi)有多大的影響,但添加二氧化硅的樹(shù)脂固化物有較高的介電強度。特別是熔融二氧化硅具有優(yōu)異的介電性能和耐濕性及低的膨脹系數,體積電阻率隨著(zhù)硅微粉用量增加而提高。電工澆注料常用的填料是二氧化硅粉體填料(簡(jiǎn)稱(chēng)硅微粉),要求二氧化硅的純度達到99.6%以上。為了改進(jìn)硅微粉與環(huán)氧樹(shù)脂固化物的性能,常用復合硅烷偶聯(lián)劑處理硅微粉,稱(chēng)為活性硅微粉,使之能與環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的反應基團在一定條件下起交聯(lián)反應,從而提高環(huán)氧樹(shù)脂固化物的機械強度、彈性模量、熱老化性能、耐氣候性,改善機電產(chǎn)品高壓下局部放電現象的發(fā)生。 環(huán)氧樹(shù)脂 - www.cyspaces.cn -(責任編輯:admin) |