Etude d'amélioration de la résistance d'isolation de la plaque époxy 3240 après immersion

2022-09-16


1. Introduction


  Feuille époxy 3240 est largement utilisé dans les industries automobile, électrique et électronique et constitue toujours la plus grande production de produits électriques stratifiés en Chine. Les performances du produit actuel répondent essentiellement aux exigences et sa résistance d'isolation après immersion n'est que de 10^8Ω, ce qui représente un grand écart par rapport à la résistance d'isolement après immersion dans la norme ISO 5 x10^ 10 Ω. Par conséquent, il ne peut pas répondre aux exigences du développement industriel au pays et à l’étranger. Par exemple, les installations de commutation ont besoin de plaques avec une résistance à l'immersion de 5.0 x 10.^ 10 Ω. Par conséquent, afin de répondre aux besoins des utilisateurs, il est urgent d’améliorer la résistance d’isolation des plaques de tissu de verre époxy-phénolique 3240 après immersion afin de les rendre conformes à la norme ISO.


Feuille époxy 3240


  L'adhésif de Panneau en tissu de verre époxy phénolique 3240 est composé de résine époxy et de résine phénolique catalysée par l'ammoniac. Il existe de nombreux groupes polaires dans la résine phénolique, ce qui affecte les performances électriques de la carte, conduisant au remplacement d'un nombre considérable de cartes 3240 3 par de nouveaux matériaux. Par exemple, les tiges de levage de l'usine d'appareillages à haute tension de Shenyang ont été remplacées par des pièces moulées, l'usine d'appareillages à haute tension de Pékin a introduit des tableaux de commutation 3240B pour les remplacer par des tableaux en plastique SMC, et certains matériaux importés ont également été utilisés dans certains appareils électroménagers et industries électroniques. Dans ces circonstances, nous avons mené des recherches sur l'amélioration de la résistance à l'immersion des plaques de pressage 5.0 avec un grand adhésif à système époxy phénolique sans augmenter le coût du produit. De bons résultats ont été obtenus grâce à la recherche expérimentale. La résistance à l'immersion de l'échantillon de laboratoire a atteint 10 × 10^XNUMX Ω, ce qui fournit des données de test pour la production réelle.


2. Facteurs affectant la résistance à l’immersion du tissu de verre époxy phénolique


  De nombreux facteurs affectent la résistance à l’immersion des panneaux en tissu de verre époxy-phénolique. La raison principale est que la densité de réticulation du matériau époxy phénolique durci est faible et que l'intégrité du stratifié est médiocre. De plus, comme le matériau époxy phénolique durci contient un grand nombre de groupes polaires, il est facile de former des liaisons hydrogène avec les molécules d’eau.


a) Raisons de la structure de la résine phénolique


  La résine phénolique utilisée dans Panneau époxy 3240 est principalement la résine phénolique de type Resol synthétisée avec de l'ammoniac comme catalyseur. Parmi eux, les groupes amino primaires et secondaires peuvent réagir avec l'époxy, tandis que les groupes amino tertiaires sont des amines tertiaires, qui sont des accélérateurs de la réaction de durcissement de la résine époxy et accélèrent la réaction des groupes phénol et méthyle avec les groupes époxy. La vitesse de réaction de durcissement augmente rapidement avec l'augmentation de la température.


  De plus, la résine phénolique fabriquée par catalyse à l'ammoniac présente une dispersion de poids moléculaire importante, un faible poids moléculaire et une teneur élevée en phénol libre (15 % à 20 %). Par conséquent, la plaque de tissu de verre fabriquée en la mélangeant avec une résine époxy présente une mauvaise intégrité, de faibles propriétés électriques et mécaniques, et la résistance d'isolation de la plaque de tissu de verre après immersion dans l'eau est faible en raison de la teneur élevée en méthyle dans la résine phénolique.


b) Influence de différents substrats sur la résistance d'isolation des stratifiés après immersion dans l'eau


  La structure de surface de la résine et du substrat en tissu de verre a un grand impact sur l'intégrité du panneau en tissu de verre. Si la résine et la surface du tissu de verre se combinent bien, l'intégrité du stratifié est bonne, et vice versa. L'agent de couplage peut non seulement interagir avec la surface de la fibre de verre, mais également avec la résine époxy, de sorte que le tissu de verre traité avec l'agent de couplage présente une résistance élevée à l'immersion.


c) L'influence du type et de la quantité d'accélérateur sur la résistance d'isolation des stratifiés de tissu de verre après immersion


  La densité de réticulation de la résine époxy durcie phénolique est différente en raison des différents types et quantités d'accélérateurs. Gardez le même temps de gélification. Dans le même système époxy-phénolique, grâce à l'existence d'accélérateurs, la résine présente un meilleur degré d'imprégnation de la fibre de verre pendant le processus de pressage. Dans certaines conditions de durcissement, il peut être durci plus complètement pour améliorer l'intégrité du stratifié, ayant ainsi des effets différents sur les propriétés du panneau après immersion.


3. Les propriétés de la résine phénolique modifiée et les facteurs affectant la résistance à l’immersion de la plaque


a) Propriétés de la résine phénolique modifiée


  Deux composés différents sont utilisés pour participer à la réaction de synthèse de la résine phénolique pour produire de la résine phénolique, les résines phénoliques modifiées A et B sont respectivement obtenues, qui se caractérisent par moins de groupes polaires et une teneur moindre en phénol libre. Voir le tableau 1 pour les indicateurs techniques de la résine phénolique.


Tableau 1 Indice de branchement de la résine phénolique modifiée

Type de résine phénolique

Temps de gélification S

(160 ± 2 ℃)

Teneur en phénol libre %

Résine phénolique catalysée par l'ammoniac

60 ~ 90

18 ~ 20

Résine phénolique modifiée A

60 ~ 90

10 ~ 12

Résine phénolique modifiée B

60 ~ 90

14 ~ 16


  Les propriétés de la résine phénolique modifiée sont liées au type, au dosage et aux conditions de réaction du modificateur. Grâce à une conception orthogonale, une formule et un processus plus raisonnables sont obtenus, et la teneur en phénol libre dans la résine phénolique modifiée est faible.


  La teneur en phénol libre dans l'indice de contrôle central de la résine phénolique modifiée a une grande influence sur les propriétés du panneau. Le phénol libre est dû à une réaction incomplète du phénol. Les propriétés mécaniques et diélectriques de la résine époxy-phénolique durcie sont considérablement réduites en raison de son existence, de sorte que la teneur en phénol libre dans la résine phénolique est minimisée. La réduction de la teneur en phénol libre peut être résolue en ajustant le rapport des réactifs, en prolongeant le temps de maintien et en augmentant la température de récupération au point final.


  b) Effet de la résine phénolique sur la résistance à l'immersion de la plaque


  Il ressort du tableau 1 que la teneur en phénol libre dans la résine phénolique obtenue en introduisant le modificateur A dans la résine phénolique est faible. Les deux résines phénoliques modifiées sont respectivement utilisées comme agent de durcissement de résine époxy pour préparer une solution de colle solide à 56 %, et les propriétés des plaques obtenues par collage et pressage sont présentées dans le tableau 2.


  Il ressort du tableau 2 que la résistance à l'immersion du panneau en résine époxy durcie avec de la résine phénolique modifiée A est élevée.


  c) Effet de l'accélérateur sur la résistance à l'immersion des stratifiés


  L'accélérateur a également une grande influence sur la résistance à l'immersion de la tôle. Nous choisissons trois types d'accélérateurs pour réaliser une expérience de contraste sur la résistance à l'immersion des panneaux en tissu de verre époxy phénolique. Il existe trois situations lors de l'utilisation de l'accélérateur C, de l'accélérateur D et de l'absence d'accélérateur. Les résultats sont présentés dans le tableau 3.


  Tableau 2 Effet de la résine phénolique sur la résistance à l'immersion des plaques

résine phénolique

Résine phénolique modifiée A

Résine phénolique modifiée B

Résine phénolique catalysée par l'ammoniac

Teneur en phénol libre (%)

9.1

11.3

17.4

Temps de gélification S

(160 ± 2 ℃)

79

84

90

Résistance d'immersion (Ω) 1

3.0*10^ 11

1.5*10^ 10

8.0*10^8

Résistance d'immersion (Ω) 2

1.8*10^ 12

4.8*10^ 10

2.5*10^9

Résistance d'immersion (Ω) 8

1.2*10^ 12

8.0*10^9

6.2*10^8


Tableau 3 Effet de l'accélérateur sur la résistance à l'immersion de la feuille

Résistance d'immersion Ω

Pas d'accélérateur

Accélérateur C

Accélérateur D

Résine phénolique modifiée A

1.0*10^ 10

8.0*10^ 10

8.4*10^ 11

Résine phénolique catalysée par l'ammoniac

8.0*10^8

3.2*10^9

8.5*10^9


  Il ressort du tableau 3 que la présence ou l'absence d'accélérateur a un impact important sur la résistance à l'immersion du panneau en tissu de verre époxy-phénolique, et que différents accélérateurs ont des effets différents sur le durcissement de la résine. La caractéristique importante de l'accélérateur D est qu'il joue le rôle d'amine secondaire en plus du rôle catalytique d'amine tertiaire, de sorte que la propriété diélectrique du produit durci obtenu avec l'accélérateur D est élevée.


  d) Effet du substrat sur la résistance à l'immersion des stratifiés

  

  Afin d'améliorer encore la résistance à l'immersion de Feuille de résine époxy 3240, il est préférable d'utiliser du tissu de verre avec un traitement chimique de surface. L'agent de traitement chimique couramment utilisé est le Voran, mais lorsque la résine époxy est utilisée comme adhésif, l'utilisation d'un agent de traitement a-aminopropyltriéthoxysilane peut obtenir de meilleurs résultats, car le groupe amino qu'il contient peut réagir avec le groupe époxy de la résine époxy. Le tableau 4 montre l'influence de différents substrats sur la résistance à l'immersion du panneau en tissu de verre époxy-phénolique.


  Il ressort du tableau 4 que la résistance à l'immersion de la plaque en tissu de verre KH550 en tant que substrat est élevée.


Tableau 4 Effet de l'immersion de la plaque dans l'eau sur le matériau du fond

Résistance d'immersion Ω

Chiffon de verre sans alcali

Toile de verre Volan

KH550 Toile de verre

Résine phénolique modifiée A

3.4*10^ 10

4.5*10^ 10

8.4*10^ 11

Résine phénolique catalysée par l'ammoniac

3.6*10^8

8.5*10^8

4.5*10^9


  4. Conclusion


  Pour résumer, la résistance à l'immersion de la plaque réalisée en durcissant une résine époxy avec une résine phénolique thermodurcissable modifiée par le composé A, en sélectionnant l'additif D et le tissu de verre KH550 car le substrat peut atteindre 5.0 x 10.^ 10 Ω.


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