簡介
随着電氣工業的發展,高絕緣性。高強度、耐高溫和适應各種使用環境的層壓塑料制品相繼出現。印制電路用的複銅箔層壓闆也由于電子工業的需要迅速發展。我國電工和電子用層壓制品是解放後逐步發展起來的。我國熱固性層壓制品已形成比較完整的系列。
層壓制品的性能取決于基材和粘合劑以及成型工藝。按其組成、特性和耐熱性,層壓制品可分為以下兩種。
(1)有機基材層壓制品——以木漿絕緣紙、棉纖維紙、棉布等為增強材料。長期使用溫度可達120℃,還發展了合成纖維制品為增強材料。
(2)無機基材層壓制品——以無機玻璃纖維布、無堿玻璃纖維氈等為增強材料。長期使用溫度為130~180℃,甚至可達更高溫度,随粘合樹脂而異。
層壓塑料制品按形狀和用途分為層壓闆、層壓管、層壓棒和模制層壓制品。印刷電路用複銅箔層壓闆和作為高電壓電器用電容式套管的膠紙電容套管芯,是兩類特殊的層壓塑料制品。
應用
酚醛層壓紙布闆力學強度高,耐濕性和耐熱性優良,電性能良好(布闆差些),易加工,在電工産品中廣泛應用。酚醛層壓紙、布闆密度約1.35g/㎝³,比鋁輕一半,在航空和其他結構中用的很多。
酚醛層壓制品耐化學腐蝕性好,能耐有機溶劑、有機酸和稀得無機酸,适用于許多化工設備,一般不适用于堿性介質。
層壓紙闆能承受鋸、鑽、車、銑、刨等加工,加工後不應出現裂紋和掉渣,厚度在3㎜以下的可沖孔加工,冷沖型的無需加熱,一般型号需經預熱後沖孔。分别用于高低壓電機電器及電子工業的絕緣零部件。
布闆加工性能比紙闆、玻璃布闆好,粘合強度和沖擊強度比紙闆高,但吸水性大,吸濕後電絕緣性下降,且易長黴,不适于濕熱地區使用。因此一般用做低壓電機電器的絕緣結構零部件,如墊圈、槽楔、螺杆等。玻璃布闆種類很多,其性能也随粘合劑樹脂的不同而各異,玻璃布闆與其他層壓闆比較,具有更高的力學強度和耐熱性,在高溫作用下,其抗彎、抗張和沖擊強度雖有降低,但仍高于膠紙闆和膠布闆。
三聚氰胺玻璃布闆強度高,具有耐弧性和耐燃性,特别适用于船用電器。環氧酚醛玻璃布闆、有機矽環氧玻璃布闆、二苯醚玻璃布闆、聚酰亞胺玻璃布闆、聚胺酰亞胺玻璃布闆等,介電性能良好,還有較高的耐熱性和耐燃性,因而它是一種優良的介電絕緣材料。其中産量最大應用最廣的是環氧酚醛玻璃布闆。
玻璃布闆由于具有多方面的優良性能,因此廣泛用于電氣、建築、化工、電子、飛機、宇航、汽車、電機車和船舶等工業中。
質量問題分析
層壓闆的質量問題是樹脂、上膠、壓制各工序質量問題的綜合反映。雖然壓制是層壓闆制造的最後一道關鍵工序,但前面工序生産的半成品的質量好壞,對層壓闆的質量将會産生直接的影響。因此對層壓闆出現的質量問題,必須進行具體的全面分析,方能找到确切的原因,及時采取有效措施加以解決,提高層壓闆的質量。
(1)表面麻孔這種現象往往在薄闆中易于出現,主要是膠紙布,特别是表面料含膠量偏小,可溶性樹脂含量偏低,樹脂的流動性差。其次是壓制時受壓不均,個别情況是由于預熱時間過長,壓力偏低。因此備薄闆料時要特别注意膠紙布的可溶性樹脂含量不能偏低,并采用好的表面料,最好是薄闆與厚闆搭配一起壓制,以增加坯料的彈性,使受熱、受壓均勻。如由于産品規格的限制,隻有薄闆任務,則墊紙就要加厚一些且要經常更換,預熱時間不能太長,壓力要跟緊。另外在流膠時熱闆溫度也不宜過高。
(2)表面不平、有楞這種現象常發生在樹脂含量較大、可溶性較小的膠紙闆中,由于樹脂流動性小,上膠時造成膠量不均的現象容易在層壓闆的表面反映呈現不平和有楞現象。因此上膠時要注意膠量控制均勻,備料時注意各張材料颠倒調向180°,彌補上膠時造成的膠量不均,這樣表面狀況可得到改善。
(3)層壓闆開裂開裂現象主要發生在比較厚的紙、布闆,嚴重時5mm以上的層壓闆就有開裂現象。環氧酚醛玻璃布闆不易開裂,這是膠的粘合力強的緣故。層壓闆的開裂與樹脂粘合力有很大關系,當老化料夾入層壓闆中間,層壓闆就一定開裂,因此應當進行膠紙布的選料工作,把老化料挑選出來,不能混入坯料中。此外膠紙布膠量過小又不均勻,壓力過低或打壓過慢,也易造成開裂。
(4)表面中部色深,四周發白這主要是膠紙布揮發物大,在預熱時四周揮發物易逸出,中部揮發物殘留量大,因此四周發白而中間色深。這從闆中部耐電壓比闆邊發白處的耐電壓低就可判斷是揮發物所緻。因此應當防止膠紙布吸潮,特别是膠紙布的可溶性樹脂含量過大,在熱壓時産生的低分子物相應增多,這時産生這種現象就更嚴重。試驗證明低分子物比水分影響更大,實踐證明膠紙布揮發物在4%以下不産生白邊,6%以下控制預熱可以不産生白邊或很少白邊,大于6%白邊較大。
(5)表面壓裂這主要是樹脂在流動時打壓過急,将底材壓壞,因此應嚴格控制膠紙布在流膠時打壓次數和壓力不能過高。環氧酚醛玻璃布闆單位壓力超過7MPa(70kgf/cm²)就會壓破玻璃布。
(6)表面積膠增強材料本身厚度偏差較大,引起膠量不均或上膠機的缺欠造成膠紙布某一位置膠量過大,流動性不均,預熱時熱闆傳熱不均,可溶性樹脂含量大,樹脂流動時加壓過快。因此底材厚度偏差不能太大,膠紙布的膠量應均勻,減少可溶性樹脂的含量,在備料時要注意将一部分膠紙布颠倒調向180°,預熱時加壓不宜過快。注意排除管路、熱闆冷凝水。
(7)層壓闆厚度偏差大厚度偏差常見的是邊緣厚中間薄,這主要是鋼闆邊緣有楞不平所緻。因此鋼闆要注意保管,發現邊緣有楞應修平後再用。偏差大也有一邊薄的現象,這主要是膠紙布一邊偏老、一邊偏嫩,或熱闆一邊溫度高、一邊溫度低,以及熱闆傾斜所造成。因此在備料時要注意将一部分膠紙布颠倒調向180°,管道進出口交錯排列,預熱時注意排掉熱闆、管道積水,以防熱闆一邊溫度高,一邊溫度低,同時要經常檢查熱闆傾斜并及時進行維修。厚度偏差還有中間部位厚邊緣薄,這主要是熱闆久用出現的中部凹陷變形所緻。應檢修熱闆。
(8)闆材滑出壓制時,膠紙布從鋼闆中滑出,尤其是壓制環氧酚醛玻璃布闆時容易發生,一般稱為“跑料”。造成跑料的原因較多,如膠布膠量過大過嫩,兩邊膠量不均,備料不齊,裝料不正,預熱流膠時加壓過快過高以及熱闆本身受力不均都會産生跑料現象,跑料會造成人身設備事故,一定要注意防止。在備料時使用同一批膠紙布,含膠量和可溶性基本保持一緻,坯料擺齊、裝正,采取逐步升溫加壓。如遇跑料情況,應關閉蒸汽降溫,但要保持足夠的壓力,觀察滑出情況,待穩定後再進行調整,然後逐步給汽升溫繼續壓制。
(9)粘鋼闆或表面油花這主要是脫模劑用量不适當造成的,内脫模劑如硬脂酸鋅、鈣、鋇、油酸等用量少,或外脫模劑擦得太少且不均勻就易粘鋼闆,量多或擦脫模劑後未幹就放料易産生油花。因此要嚴格控制内脫模劑用量,需要擦外脫模劑,如地闆蠟、矽橡膠等,脫模劑濃度要調配适當,要擦均勻,形成薄薄的一層,待幹後再放料。此外粘鋼闆與鋼闆表面質量有關,表面光潔程度差或處理不夠,都容易粘鋼闆,有時因為工作粗心把本體料當成表面料,也會發生粘鋼闆的現象。
(10)層壓闆翹曲過大這種現象往往會發生在7~15mm厚的紙闆,翹曲的原因很複雜,如膠紙膠量不均,壓制時升溫、冷卻速度太快,卸料溫度過高,搭配方案不合理等,但主要是因為内應力造成。因此應盡量減少内應力産生,如升溫、冷卻時要緩慢給汽或冷水,防止層壓闆受劇熱或劇冷。要有足夠的冷卻時間,不能任意縮短,當水壓不足時應适當延長時間。搭配方案要注意層壓闆受熱均勻,備料時盡量将膠紙布多調到幾次,這樣對減少翹曲是有好處的。
(11)耐電壓不合格耐電壓不合格主要是薄闆,因為薄闆耐電壓标準比厚闆高,熱處理工序取消後,薄闆耐電壓常常達不到标準要求。薄闆擊穿電壓與膠紙布的揮發物關系很大,實踐證明,當3020膠紙揮發物在4%以下時耐電壓合格,揮發物在4.5%~5%不穩定,5%以上合格率極低。耐電壓不合格的層壓闆采取熱烘處理,一般是有效的,但有些耐電壓很低的層壓闆熱烘也不合格。熱烘勞動量很大,所以膠紙布應當保存在幹燥庫中,切勿受潮。



















