环氧是放热反应。小件无所谓,一旦制件壁厚超过 20 mm,放热就会被"闷"在内部出不来,芯部温度可能比模具温度高出几十摄氏度。轻则气泡与缩孔,重则爆聚、开裂。把放热峰压下来,靠的是固化制度的量化设计,而不是碰运气。
更直接的思路是让体系在低温下"慢慢走",把放热摊薄到更长的时间窗口。厚壁件常采用 25~30℃ 起始,等凝胶后再升温。
典型的制度是"低温凝胶—中温定型—高温后固化"三段。第一段只要完成凝胶,避免塌陷;第二段让交联度上台阶;第三段补足耐热性能。
用填料或惰性稀释剂降低单位体积的反应基团浓度。球形硅微粉既能降放热,又能降 CTE、提导热,是灌封体系里一举多得的组分。
不同固化剂的反应放热特性差别明显。脂环胺体系的放热相对平缓,配合长适用期的改性胺更适合大体积浇注。
| 手段 | 对放热峰的影响 | 对性能的影响 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 降低起始温度 | 显著 | 固化度可能需要后固化补足 | 厚壁浇注 |
| 分段升温 | 显著 | 有利于降低内应力 | 通用 |
| 填料稀释 | 中等 | 提升导热与尺寸稳定 | 灌封 |
| 换低放热固化剂 | 显著 | 需重新标定耐热与强度 | 大体积制件 |
不要只看外观。三个指标更有说服力:一是埋热电偶测芯部温度,放热峰宜控制在体系 Tg 以下 20℃ 以内;二是同件不同位置取样测 Tg,差值控制在 5℃ 以内说明温度场均匀;三是做冷热冲击,界面不开裂才算应力可控。
错。升温速率过快会加剧内外温差,反而放大内应力。通常 0.5~1℃/min 是较稳妥的速率,厚壁件还应更低。
错。后固化温度超过体系可承受范围会引发降解,表现为色相加深、力学性能下降。后固化温度一般取 Tg 以下 20~30℃,时间以固化度不再变化为准。
提示:提示:同一配方在不同壁厚下需要不同的固化制度,把它写成工艺卡并按壁厚分档,比现场凭经验升温可靠得多。
产线上常用埋热电偶法,把细热电偶插入制件几何中心,记录温度-时间曲线。实验室则用 DSC 测恒温或动态扫描放热焓,两者用途不同,前者看工艺,后者看配方。
放热密度确实下降,但填料会显著提高粘度、影响浸润与排气,过量后气泡反而更多。通常按体积份数 40%~65% 区间做梯度试验确定。