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聚氨酯微粒增韧改性环氧基层压板的研究

发布时间:2020-10-21 14:18:46 人气:

本文主旨
为了改善酚醛环氧/线型酚醛固化体系在印制电路用层压板材料中韧性较差的问题,采用聚氨酯微粒对该固化体系进行分相增韧改性,并对其增韧效果及机理进行分析。
主要原材料
双酚A 型酚醛环氧,EPR627M80型;
线型酚醛树脂,PHL2812型,软化点为100~110 ℃,美国汉森特殊化学品有限公司;
聚氨酯橡胶微粒,C-1000T型,Tg为-13℃,平均粒径为3 μm,日本根上工业有限公司;
2-乙基-4-甲基咪唑,日本四国化成有限公司;
E-glass 玻璃布7628型,重庆天勤材料有限公司。
实验
调胶
将双酚A 型酚醛环氧与线型酚醛树脂按环氧基、酚羟基当量比1∶1进行混和,再加入少量的2-乙基-4-甲基咪唑和丁酮溶剂,混合均匀后分别加入不同比例的聚氨酯微粒(树脂总质量的0%、3%、6%、9%),采用高速剪切乳化机使其混和均匀,制成胶液。
上胶
将7628型E-glass玻璃布浸润胶液,并在鼓风烘箱中于155 ℃烘干溶剂,制成半固化片。
压合
将8 张半固化片叠合,于真空热压机中在190℃下热压90min,制成厚度约为1.6mm的层压板试样。
树脂浇铸体的制备
将胶液涂覆到PE膜上,烘焙去除溶剂并使树脂达到半固化状态,再将树脂置于模具上压制成尺寸为80mm×10 mm×4 mm的树脂浇铸体测试样条,在90 ℃下固化90min,然后在室温下打磨抛光表面,制成冲击强度测试样品。
 测试
树脂浇铸体的冲击强度
当微粒质量分数为3%时,冲击强度达到最大,比无添加时的冲击强度高1.5倍,但再增加微粒用量,冲击强度变化较小。
 
 
 
断口形貌分析
不含聚氨酯微粒的树脂浇铸体样品断面光滑清晰,为典型的脆性断裂;含有球型聚氨酯微粒的树脂浇铸体断面裂纹分布较为密集,说明其断裂时吸收能量较多,材料韧性更好。
 
 
 
层压板的力学性能
加入质量分数为3%的聚氨酯微粒后,层压板样品的径、纬向弯曲强度均提升了约10%,而加入质量分数为6%和9%的聚氨酯微粒后,层压板样品的弯曲强度相对于质量分数为3%的样品提高不明显。
 
 
层压板的玻璃化转变温度
随着微粒添加量的增加,样品的Tg 呈现略微的下降趋势,但Tg 均在223.7~227.3℃内,相差小于5 ℃,说明加入不同质量分数的聚氨酯微粒对层压板样品的玻璃化转变温度影响较小。值得注意的是,随着聚氨酯微粒的加入,样品的DMAtanδ-温度曲线在82 ℃附近出现一个小峰,即所谓的双Tg现象。由于聚氨酯微粒自身的Tg为-13℃,而无微粒的酚醛环氧树脂/线性酚醛固化体系的Tg为227 ℃,说明82℃附近的Tg是聚氨酯微粒在酚醛环氧树脂/线性酚醛固化体系中产生了新的分相结构造成的。
 
结 论
将聚氨酯微粒加入酚醛环氧与线型酚醛树脂固化体系中,具有明显的增韧效果。添加量为树脂总质量的3%。
 
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