环氧树脂(Epoxy resin)简称EP,是指一个分子中含有两个或两个以上环氧基团,并在适当的化学试剂下能形成三维网状固化物的化合物总称,是一类重要的热固性树脂。以下是具体介绍:
化学结构与分类
化学结构:分子的两端有环氧基,每一个链节中都含有一个羟基。分子结构中还含有醚键等,由于含有脂肪族羟基、醚基及十分活泼的环氧基,使环氧树脂具有较强的粘附力。
分类:可分为缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、线性脂肪族类及脂环族类等五大类,其中以缩水甘油醚类中E型环氧树脂产量最大,应用最广。
物理和化学性质
物理性能:未固化的环氧树脂为黏性液体或脆性固体,固化后的环氧树脂分子结构致密,具有很强的内聚力,力学性能高。固化收缩率较低,一般为1%~2%。是热固性树脂中介电性能最好的树脂之一,固化后的环氧树脂吸水率低,具有优良的电绝缘性。
化学性能:化学稳定性好,分子主链是醚键和苯环,三向交联结构致密且封闭,在密封、不受潮、不遇高温的条件下可以有较长的使用寿命。但耐候性差,抗冲击强度低,质地脆。
生产工艺
缩水甘油醚类环氧树脂:由含活泼氢的酚类或醇类与环氧氯丙烷反应得到。
缩水甘油酯类环氧树脂:通常由羧酸与环氧氯丙烷在催化剂及碱存在下进行反应制得。
应用领域
电子电气领域:对各种金属和非金属材料都有优良的粘接性能,可作为飞机机体、蜂窝夹层板等的粘结剂。常作为电子元件的灌封材料,能提供电绝缘和抗湿性能,还可用于制造印刷电路板等。
涂料领域:可以制成防腐蚀环氧树脂涂料、舰船涂料、电气绝缘环氧树脂涂料、食品罐头内壁涂料等,具有附着力强,防锈性和耐水性优异等特点。
塑料领域:可用作注塑塑料、泡沫塑料、模压塑料等,制成的环氧塑料制品具有结构结实,重量轻,体积小及电性能优良等特点,还可用于制造汽车的发动机部件、头灯反射镜和制动用制品等。
建筑领域:在建筑、水利行业中的应用形式包括地坪、防腐涂料、其它建筑涂料、复合材料混凝土、环氧沥青、建筑补强和堵漏材料、大坝防腐材料等。
EP注塑参数
在注塑环氧树脂(EP)材料时,以下是一些关键的参数需要考虑:
一、温度参数
1. 料筒温度
一般来说,料筒前段温度设定在50 - 90℃。这是因为环氧树脂在这个温度范围内可以保持良好的流动性,便于注塑成型。如果温度过高,树脂可能会提前固化,导致注塑过程出现堵塞等问题;温度过低则流动性差,难以充满模具型腔。
料筒中段温度可以比前段稍高一些,大约在70 - 110℃。这个区域主要是进一步加热和均匀混合材料。
料筒后段温度通常为60 - 100℃,其目的是使材料逐渐升温,防止材料在料筒内由于温度骤变而出现性能改变。
2. 模具温度
模具温度对于环氧树脂注塑成型的质量影响很大。一般推荐模具温度在150 - 180℃之间。较高的模具温度有助于树脂的固化反应,使制品获得更好的机械性能和表面质量。例如,在这个温度范围内可以减少制品的内部应力,降低收缩率,从而减少制品的变形和开裂现象。
二、压力参数
1. 注射压力
注射压力通常在80 - 150MPa之间。注射压力的大小要根据制品的形状、尺寸和复杂程度来确定。对于薄壁、复杂形状的制品,需要较高的注射压力,以确保树脂能够快速、均匀地充满模具型腔。但过高的注射压力可能会导致模具损坏或者制品出现飞边等缺陷。
2. 保压压力
保压压力一般为注射压力的40% - 70%。保压阶段是在树脂充满模具型腔后,继续施加一定的压力,以补偿树脂在冷却固化过程中的体积收缩。合理的保压压力可以使制品的尺寸精度更高,密度更均匀。
三、速度参数
1. 注射速度
注射速度一般适中,通常在30 - 60mm/s。适当的注射速度有助于树脂均匀地填充模具型腔,避免出现涡流、气穴等缺陷。如果注射速度过快,可能会使树脂卷入空气,导致制品内部出现气泡;注射速度过慢则会延长注塑周期,降低生产效率。
2.螺杆转速
螺杆转速一般在30 - 80r/min。螺杆转速主要影响树脂在料筒内的塑化效果和进料速度。合理的螺杆转速可以使树脂得到充分的混合和塑化,为注塑提供均匀的材料。
四、时间参数
1. 注射时间
注射时间根据制品的大小和注射速度而定,一般在3 - 10s。注射时间是指树脂从料筒注入模具型腔的时间,要确保在这个时间内树脂能够完全充满型腔。
2. 保压时间
保压时间通常在10 - 30s。保压时间足够长才能有效地补偿树脂的收缩,使制品达到预期的尺寸和质量。过长的保压时间可能会增加成型周期和能耗,而过短则可能导致制品质量不佳。
3. 冷却时间
冷却时间根据制品的厚度和模具温度等因素来确定,一般在30 - 90s。冷却时间是为了让树脂在模具内充分固化,以便顺利脱模。冷却时间不足会导致制品脱模后变形,而过长的冷却时间会降低生产效率。 这些参数只是一个大致的参考范围,在实际注塑过程中,还需要根据具体的环氧树脂材料型号、模具结构和注塑设备的特点等因素进行适当的调整。