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电子灌封胶开裂原因,环氧树脂灌封胶为什么会开裂,有什么解决方案

华创新材 环氧问题 2020-07-21 12:41:01 1112 0

 环氧树脂灌封胶具有许多优点,如优良的力学性能、电绝缘 性、耐热性、耐腐蚀性以及与各种材料良好的粘接性能等,因而被广泛地应用在干式变压器、互感器、电抗器等电器设备的整体 灌注密封上。然而,随着电器领域的发展,电器使用环境越来越苛刻,环氧树脂灌封料逐渐暴露出其缺陷,即固化物易开裂, 特别是在低温环境下更易开裂。环氧树脂灌封料的低温开裂问题,严重影响了电器产品的质量和在使用中的安全稳定性,一直是环氧树脂灌封工作中迫切需要解决的问题。因此提高环氧树脂灌封胶抗开裂性能的研究十分重要。

环氧灌封胶开裂原因分析:

环氧树脂灌封料产生低温开裂的原因是多方面的,如配方设计、产品结构设计和灌封工艺等。同时,低温开裂现象的产生往往是上述多种因素共同作用的结果。

其中环氧树脂灌封料由于配方设计、产品结构设计、灌封工艺等方面的因素,在固化过程中会产生较大的内应力,在内应力作用下,灌封胶料内不同程度的缺陷和细微的裂纹扩展造成开裂。所以,内应力的存在是导致灌封料开裂的根本原因。

1、从组分上看,环氧灌封胶一般是A/B双组份,A组分由经过加工或改性后的环氧树脂与颜填料、助剂组成,环氧树脂本身的耐温极限在120℃,高温使得环氧树脂分子老化断键;B组分一般采用胺类和酸酐类环氧固化剂,属于加成缩合性固化剂,容易产生气泡,酸酐类与胺类相比,固化温度较高,固化时间长,收缩率小,耐温性好,但耐溶剂、耐碱性较差,固化后均形成热固性产品,硬度高,在外界冷热交变环境下容易出现细小裂纹,失去密封性。 

2、从结构上看,环氧树脂中的环氧基与固化剂活性基团反应,环氧值高的固化后交联度高,强度大,但较脆,高温下易开裂;环氧值中等的在冷热温度下性能良好;环氧值低的交联度低,强度较差。 

3、在配方设计中,颜填料的密度、粒径、形状等对性能影响很大,颜填料的分散状态也对性能有较大影响,各组分间的配比、用量需要经过反复优化,配方设计不当,不能提高灌封胶的综合性能。 

4、从工艺上看,由于环氧类灌封胶多属于加成缩合型固化,固化中产生副产物,如甲醇、氨气等气体,工艺操作不当内部及表面会聚集大量气孔,气孔会大大降低环氧灌封胶的强度,在冷热温度下会产生大量裂纹。

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环氧灌封胶开裂解决方案:

1、通过对环氧树脂改性,控制环氧树脂的环氧值,选择合适的固化剂,来控制反应的速度、交联度、脂和填料密度、各组分间的配比和用量,提高灌封胶的耐温性、耐辐照、附着力、气密性,降低灌封胶的密度。 

2、在工艺上也要不断摸索,为了避免产生气孔,浇筑时要沿着器壁缓慢浇筑,有条件的可以先抽真空排起泡再浇筑成型;浇筑时可以先灌封大部分,待固化后再灌封剩余小部分,可以避免缩孔;可以使用不同种类的灌封胶搭配,比如与组件或线圈接触的采用环氧灌封胶,其余部位使用有机硅灌封胶,控制两个种类的用量关系。

合理设计环氧树脂灌封产品的结构,能有效降低灌封料中的内应力。因此,在环氧树脂灌封中嵌件和灌封模具的设计应遵循下列原则:

3、灌封模具的尺寸形状要有利于灌封料 自由收缩,有利于分散应力。嵌件和灌封模具应避免出现尖角、锐棱或角度急剧变化的部位,尽量采用圆形。因为圆形四周 所产生应力均匀一致,而在棱角处最容易因应力集中造成环氧树脂开裂。嵌件个数应尽量少,避免应力集中的个数。必要时应采用柔性过渡的方法,即设计弹性缓冲层,以缓解内应 力对灌封体的冲击。

这样,可大大减少环氧树脂灌封件中的内应力,从而提高其 抗低温开裂性能。

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