F级高强度环氧玻璃布层压板的研制
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FR-4FR-4是一种耐燃材料等级的代号,所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格,它不是一种材料名称,而是一种材料等级,因此目前一般电路板所用的FR-4等级材料就有非常多的种类,但是多数都是以所谓的四功能(Tera-Function)的环氧树脂加上填充剂(Filler)以及玻璃纤维所做出的复合材料。
FR-4产品介绍FR-4环氧玻璃布层压板,根据使用的用途不同,行业一般称为:FR-4 Epoxy Glass Cloth,绝缘板,环氧板,环氧树脂板,溴化环氧树脂板,FR-4,玻璃纤维板,玻纤板,FR-4补强板,FPC补强板,柔性线路板补强板,FR-4环氧树脂板,阻燃绝缘板,FR-4积层板,环氧板,FR-4光板,FR-4玻纤板,环氧玻璃布板,环氧玻璃布层压板,线路板钻孔垫板。
主要技术特点及应用:电绝缘性能稳定,平整度好,表面光滑,无凹坑,厚度公差标准,适合应用于高性能电子绝缘要求的产品,如FPC补强板,PCB钻孔垫板,玻纤介子,电位器碳膜印刷玻璃纤维板,精密游星齿轮(晶片研磨),精密测试板材,电气(电器)设备绝缘撑条隔板,绝缘垫板,变压器绝缘板,电机绝缘件,研磨齿轮,电子开关绝缘板等。
什么是FR-4?NEMA 美国电气制造商协会规定的一种材料标准,与之相对应的IEC国际电工委的标准为EPGC202,国内无与之完全对应的标准。
最接近的国内标准为3240环氧层压玻璃布板,3240对应的IEC国际电工委的标准为EPGC201,而EPGC201和EPGC202之间只有阻燃性能的差别。
所以可以简单的认为FR-4是3240的增强阻燃性能的改进型产品。
颜色、材料分类介绍FR-4环氧玻璃布层压板表面颜色有:黄色FR-4、白色FR-4、黑色FR-4、篮色FR-4等.FR-4是PCB使用的基板,是板料的一种类别。
板料按增强材料不同,主要分类为以下四种:1)FR-4:玻璃布基板2)FR-1、FR-2等:纸基板3)CEM系列:复合基板4)特殊材料基板(陶瓷、金属基等)FR-4由专用电子布浸以环氧酚醛树脂等材料经高温高压热压而成的板状层压制品。
环氧板环氧玻璃布层压板 F880系列F880;F881;F882;F883;F884;F885;F889;F880A;F881A;F882A;F883AF880、F880A环氧玻璃布层压板(修改采用NEMA标准)执行标准:Q/TXXFR002-2010 NEMA(MOD)耐温等级:B级颜色:F880为浅蓝色,F880A(电子级玻璃布)为浅绿色特性:中温下机械强度较高,高湿下电气性能稳定性好。
类似于NEMA标准的G-10板、IEC标准EPGC201板和DIN 标准的HGW2372板。
F880A综合性能优于F880.用途:适用于机械、电器、电子设备绝缘结构零部件。
厚度:0.5~50mm标称尺寸:1020×1220mm;1020×2040mm;1220×2470mmF881、F881A环氧玻璃布层压板(阻燃板,UL认证)(修改采用NEMA标准)执行标准:Q/TXXFR002-2010、NEMA(MOD)耐温等级:B级颜色:F881为淡蓝色,F881A(电子级玻璃布)为淡绿色特性:阻燃。
性能类似于F880、F880A。
类似于NEMA标准的FR-4板、IEC标准的EPGC202板和DIN标准的HGW2372.1板。
F881A综合性能优于F881.用途:适用于有阻燃要求的机械、电器设备绝缘结构零部件。
厚度:0.5~50mm标称尺寸:1020×1220mm;1020×2040mmF882、F882A环氧玻璃布层压板(修改采用NEMA标准)执行标准:Q/TXXFR002-2010 NEMA(MOD)耐温等级:F级颜色:本色(浅黄棕色)或草绿色、咖啡色特性:常温150℃下仍有较高的机械性能,电气性能类似于F880、F880A,类似于NEMA标准的G-11、IEC标准的EP GC203和DIN标准的HGW2372.2板。
F882A综合性能优于F882.。
用途:适用于有较高耐温要求的机械、电器设备绝缘结构件。
FR4图例FR-4是一种耐燃材料等级的代号,所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格,它不是一种材料名称,而是一种材料等级,因此目前一般电路板所用的FR-4等级材料就有非常多的种类,但是多数都是以所谓的四功能(Tera-Function)的环氧树脂加上填充剂(Filler)以及玻璃纤维所做出的复合材料。
FR-4产品介绍FR4口头上是那么读,但是正规的书面型号是FR-4FR-4环氧玻璃布层压板,根据使用的用途不同,行业一般称为:FR-4 Epoxy Glass Cloth,绝缘板,环氧板,环氧树脂板,溴化环氧树脂板,FR-4,玻璃纤维板,玻纤板,FR-4补强板,FPC补强板,柔性线路板补强板,FR-4环氧树脂板,阻燃绝缘板,FR-4积层板,环氧板,FR-4光板,FR-4玻纤板,环氧玻璃布板,环氧玻璃布层压板,线路板钻孔垫板。
主要技术特点及应用:电绝缘性能稳定,平整度好,表面光滑,无凹坑,厚度公差标准,适合应用于高性能电子绝缘要求的产品,如FPC 补强板,PCB钻孔垫板,玻纤介子,电位器碳膜印刷玻璃纤维板,精密游星齿轮(晶片研磨),精密测试板材,电气(电器)设备绝缘撑条隔板,绝缘垫板,变压器绝缘板,电机绝缘件,研磨齿轮,电子开关绝缘板等。
FR4环氧玻璃布层压板表面颜色有:黄色FR-4,白色FR-4,黑色FR-4,篮色FR-4等.FR-4是PCB使用的基板,是板料的一种类别。
板料按增强材料不同,主要分类为以下四种:1)FR-4:玻璃布基板2)FR-1、FR-2等:纸基板3)CEM系列:复合基板4)特殊材料基板(陶瓷、金属基等)FR-4由专用电子布浸以环氧酚醛树脂等材料经高温高压热压而成的板状层压制品。
特点:具有较高的机械性能和介电性能,较好的耐热性和耐潮性并有良好的机械加工性。
用途: 电机、电器设备中作绝缘结构零部件,包括各式样之开关`FPC补强电器绝缘`碳膜印刷电路板`电脑钻孔用垫`模具治具等(PCB测试架)并可在潮湿环境条件和变压器油中使用。
环氧板环氧玻璃布层压板 EPGC系列EPGC201;EPGC202;EPGC203;EPGC204;EPGC205;EPGC306;EPGC307;EPGC308EPGC201环氧玻璃布层压板执行标准:IEC60893-3-1:2003 GB/T1303.4-2009耐温等级:B级颜色:本色或绿色特性:性能同3240和NEMA标准G-10板,浸水后绝缘电阻高。
中温下机械强度较高,高湿下电气性能稳定性好。
用途:机械、电子、电气用。
适用于机械、电子、电器设备绝缘结构零部件。
厚度:0.5~50mm标称尺寸:1020×1220mm;1020×2040mm;1220×2470mmEPGC202环氧玻璃布层压板(阻燃板)执行标准:IEC60893-3-1:2003 GB/T1303.4-2009耐温等级:B级颜色:本色或绿色特性:阻燃,性能同EPGC201和NEMA标准FR-4板。
用途:机械、电子、电气用。
适用于有阻燃要求的机械、电子、电器设备绝缘结构零部件。
厚度:0.5~50mm标称尺寸:1020×1220mm;1020×2040mm;1220×2470mmEPGC203环氧玻璃布层压板执行标准:IEC60893-3-1:2003 GB/T1303.4-2009耐温等级:F级颜色:本色、绿色特性:性能类似于EPGC201,但改进了耐热性,高温下机械强度高,类似于NEMA标准G-11板用途:机械、电子、电气用。
适用于有耐高温要求的机械、电子、电器设备绝缘结构零部件。
厚度:0.5~50mm标称尺寸:1020×1220mm;1020×2040mm;1220×2470mmEPGC204环氧玻璃布层压板(阻燃板)执行标准:IEC60893-3-1:2003 GB/T1303.4–2009耐温等级:F级颜色:本色、绿色特性:阻燃,性能类似于EPGC203、NEMA标准FR-5板用途:机械、电子、电气用。
G10一种玻璃纤维与树脂碾压复合材料。
“G”代表glass fiber玻璃纤维“10”应该是指玻璃纤维在其中含10。
G10材料有绝缘耐腐蚀耐磨得特点。
可用作制作刀柄。
G10是一种由玻璃纤维布与环氧数脂所合成的复合材料当初是发展来作为航空器的材质可以承受极大的力量而不会破坏变形。
G-10不会被水气、液体所渗透具备有绝缘、耐酸碱的特性重量又不重。
G-10比ZYTEL硬、价钱也较贵一般有黑色、红色、蓝色、绿色等颜色有的G-10则同时具备有二种层次的颜色G-10的质感及性能均优于ZYTEL。
FR-4产品介绍FR4口头上是那么读但是正规的书面型号是FR-4 FR-4环氧玻璃布层压板根据使用的用途不同行业一般称为FR-4 Epoxy Glass Cloth绝缘板环氧板环氧树脂板溴化环氧树脂板FR-4玻璃纤维板玻纤板FR-4补强板FPC补强板柔性线路板补强板FR-4环氧树脂板阻燃绝缘板FR-4积层板环氧板FR-4光板FR-4玻纤板环氧玻璃布板环氧玻璃布层压板线路板钻孔垫板。
主要技术技术特点及应用电绝缘性能稳定平整度好表面光滑无凹坑厚度公差标准适合应用于高性能电子绝缘要求的产品如FPC补强板PCB钻孔垫板玻纤介子电位器碳膜印刷玻璃纤维板精密游星齿轮晶片研磨精密测试板材电气电器设备绝缘撑条隔板绝缘垫板变压器绝缘板电机绝缘件研磨齿轮电子开关绝缘板等。
FR4环氧玻璃布层压板表面颜色有:黄色FR-4白色FR-4黑色FR-4篮色FR-4等. FR-4是PCB使用的基板是板料的一种类别。
板料按增强材料不同主要分类为以下四种1FR-4玻璃布基板2FR-1、FR-2等纸基板3CEM系列复合基板4特殊材料基板陶瓷、金属基等FR-4由专用电子布浸以环氧酚醛树脂等材料经高温高压热压而成的板状层压制品。
特点具有较高的机械性能和介电性能较好的耐热性和耐潮性并有良好的机械加工性。
用途: 电机、电器设备中作绝缘结构零部件包括各式样之开关FPC补强电器绝缘碳膜印刷电路板电脑钻孔用垫模具治具等PCB测试架并可在潮湿环境条件和变压器油中使用。
FR-4是一种耐燃材料等级的代号,所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格,它不是一种材料名称,而是一种材料等级,因此目前一般电路板所用的FR-4等级材料就有非常多的种类,但是多数都是以所谓的四功能(Tera-Function)的环氧树脂加上填充剂(Filler)以及玻璃纤维所做出的复合材料。
目录编辑本段FR-4产品介绍FR-4环氧玻璃布层压板,根据使用的用途不同,行业一般称为:FR-4 Epoxy Glass Cloth,绝缘板,环氧板,环氧树脂板,溴化环氧树脂板,FR-4,玻璃纤维板,玻纤板,FR-4补强板,FPC补强板,柔性线路板补强板,FR-4环氧树脂板,阻燃绝缘板,FR-4积层板,环氧板,FR-4光板,FR-4玻纤板,环氧玻璃布板,环氧玻璃布层压板,线路板钻孔垫板。
主要技术特点及应用:电绝缘性能稳定,平整度好,表面光滑,无凹坑,厚度公差标准,适合应用于高性能电子绝缘要求的产品,如FPC补强板,PCB钻孔垫板,玻纤介子,电位器碳膜印刷玻璃纤维板,精密游星齿轮(晶片研磨),精密测试板材,电气(电器)设备绝缘撑条隔板,绝缘垫板,变压器绝缘板,电机绝缘件,研磨齿轮,电子开关绝缘板等。
编辑本段颜色、材料分类介绍FR-4环氧玻璃布层压板表面颜色有:黄色FR-4、白色FR-4、黑色FR-4、篮色FR-4等.FR-4是PCB使用的基板,是板料的一种类别。
板料按增强材料不同,主要分类为以下四种:1)FR-4:玻璃布基板2)FR-1、FR-2等:纸基板3)CEM系列:复合基板4)特殊材料基板(陶瓷、金属基等)FR-4由专用电子布浸以环氧酚醛树脂等材料经高温高压热压而成的板状层压制品。
特点:具有较高的机械性能和介电性能,较好的耐热性和耐潮性并有良好的机械加工性。
用途: 电机、电器设备中作绝缘结构零部件,包括各式样之开关`FPC 补强电器绝缘`碳膜印刷电路板`电脑钻孔用垫`模具治具等(PCB测试架)并可在潮湿环境条件和变压器油中使用。
F级高强度环氧玻璃布层压板的研制
刘锋许自贵赵成李仕文
四川东材企业集团公司(621000)
摘要本文介绍了F级高强度环氧玻璃布层压板的研制情况,研究了环氧树脂胶粘剂的合成,玻璃布层压板的制备工艺,原材料的影响因素及层压板性能,并与国外同类产品进行了对比。
结果表明,F级高强度环氧玻璃布层压板具有高温下强度保持率较高、浸水后绝缘电阻高等特点,可用作F级大型、高压电机、电器设备中作绝缘结构零部件,并可在潮湿环境中使用。
关键词环氧树脂绝缘材料玻璃布层压板
前言
长期以来在我国电工绝缘材料中F级层压板均采用3240环氧酚醛玻璃布层压板,但3240板的热态(130℃)机械强度仅是常态的15%~20% ,因此限制了其在大、特种电机、变压器行业的使用,这一矛盾近年来尤显突出。
有鉴于此,自八十年代以来,不少绝缘材料厂采用环氧/DDS固化体系开发了F级高强度环氧玻璃布层压板,我公司也于一九九八年开始试制F级高强度环氧玻璃布层压板,由于DDS价格较高,该板虽能满足部分用户的要求,但价格偏高的问题,限制了其推广应用。
为此我们合成了一种低成本的耐热树脂,该树脂可自身固化也可作为环氧树脂固化剂,将其加入到环氧/DDS固化体系中不仅可减少DDS的用量,而且还可提高环氧/DDS固化体系的性能,实现了在不降低产品性能的基础上降低产品的材料成本的目的。
该产品综合性能达到了国际标准IEC893-3-2“电工用热固性树脂工业硬质层压板规范”中EPGC203(GB5129.5-85中所规定的EPGC3)的技术指标(相当于NEMA G-11),同时针对IEC893-3-2的要求,我们对该板的阻燃性也进行了研究,试制的阻燃板达到了上述标准中EPGC204的技术指标。
目前该产品已大量用于F级大型、高压电机、电器设备中,取得了较好经济效益与社会效益。
1 试验部分
1.1 F级改性环氧树脂合成
1.1.1 材料与配方
E-44环氧树脂工业品100
4,4-二胺基二苯砜(DDS)工业品10~60
耐热树脂自制10~60
甲苯/酒精混合溶剂工业品适量
1.1.2 合成工艺
按配方规定将E-44环氧树脂、DDS加入反应釜中,升温搅拌,于一定温度下反应一定时间后,加入耐热树脂,在规定温度下反应至胶化时间达到技术要求的规定值,加入甲苯/酒精混合溶剂,冷却,过滤,包装,即得F级改性环氧树脂。
1.1.3 树脂的性能
a、F级改性环氧树脂溶液的常规性能指标见表1,
表1 树脂溶液的性能
F级改性环氧树脂有一定的贮存稳定性,室温条件下贮存四个月后胶化时间由起始值的4′47″/ 160℃±2℃变化为2′06″/ 160℃±2℃。
仍可满足预浸料制备、层压板压制的工艺要求。
2.2 玻璃布预浸料的制备
用F级改性环氧树脂溶液浸渍经偶联剂处理的无硷玻璃布,在双效立式上胶机上按如下工艺条件制备预浸料:
车速∶1.0m/min~8.0m/min,塔温∶100℃~150℃
预浸料的性能指标见表2。
2.3 玻璃布层压板的制备
将预浸料裁成所需尺寸,按工艺要求铺放,两面垫上涂有脱模剂的光滑不锈钢板,再垫上垫纸及铁板后送入压机,其压制工艺条件如表3所示。
表3 层压板压制工艺
按上述工艺压制成型后冷却至50℃以下出模,即得F级高强度环氧玻璃布层压板。
2结果与讨论
2.1 F级改性环氧树脂的耐热性
F级环氧树脂粉末的快速热老化结果见表4。
注:以上数据由核工业第九研究院提供
由表4可知,树脂的表观分解温度为271.7℃,热分解温度为330℃,根
据割线法计算的温度指数为172.4℃,由此可得出以下结论,F级环氧树脂的温度指数为172.4℃,F级高强度环氧玻璃布层压板可作为F级绝缘材料使用。
2.2 F级高强度环氧玻璃布层压板的机电性能
F级高强度环氧玻璃布层压板的机械电气性能如表5所示,表中的指标值均为IEC893-3-2“电工用热固性树脂工业硬质层压板规范”中EPGC203的技术指标。
图1、图2列出了层压板的弯曲强度、体积电阻率随温度变化的曲线。
从图中可看出F级高强度环氧玻璃布层压板具有较好的高温机电性能。
图1 弯曲强度随温度变化曲线图2 体积电阻率随温度变化曲线
2.3耐热树脂的加入对层压板性能的影响
我公司一九九八年即开始试制F级高强度环氧玻璃布层压板,由于DDS 价格较高,该板虽能满足部分用户的要求,但价格偏高的问题,限制了其推广应用。
有文献报道可通过加入部分酚醛树脂来改善环氧/DDS固化体系的固化工艺性和降低材料成本,但这一工艺路线会带来层压板性能尤其是热态机械性能的不稳定。
为此我们合成了一种低成本的耐热树脂,该树脂可自身固化也可作为环氧树脂固化剂,由此可适当减少DDS的用量。
采用酚醛树脂和采用自制耐热树脂对层压板性能的影响见表6
表6不同树脂的加入对层压板性能的影响
2.4 玻璃布、压制工艺对层压板性能的影响
要制造高性能的玻璃布层压板首先要有一个高性能的基体树脂,但是增强材料的性能也会对层压板的性能产生较大的影响。
F级改性环氧树脂所具有的耐高温、粘合力强、固化时无小分子放出等特点,配以采用特殊处理剂处理的电工无硷玻璃布作为F级高强度环氧玻璃布层压板的增强材料,使层压板具有优异的致密性、粘合特性和机械电气性能,解决了长期以来绝缘行业没有解决的浸水后绝缘电阻下降幅度较大的问题。
在压制工艺上结合我公司的设备和生产条件,摸索出了一套生产优质层压板的工艺路线,从0.5mm 的薄板到130mm的超厚板均能保证质量的稳定。
2.5 F级高强度环氧玻璃布层压板阻燃性的改进
按照国际标准IEC893-3-2“电工用热固性树脂工业硬质层压板规范”中的要求,EPGC203所对应的阻燃型板为EPGC204,为此,我们通过加入部分少量的溴化环氧对F级高强度环氧玻璃布层压板的阻燃性进行了改进。
由于我们所合成的耐热树脂本身具有一定的阻燃性,因此,在达到同样的阻燃等级条件下溴化环氧的加入量较之于普通环氧/DDS固化体系大为减少。
所制得的层压板保持了EPGC203的性能,同时阻燃性大大提高。
不同溴化环氧含量对层压板阻燃性的影响见表7。
表7 溴化环氧含量对层压板阻燃性的影响
3 结束语
F级高强度环氧玻璃布层压板具有高的热态机械强度和保持率,其热态机械强度保持率达50%以上,耐热等级达F级。
适用于F级电机、电器设备中作绝缘结构零部件及机械零部件可以在潮湿环境中和变压器油中使用。
层压板试验结果表明该产品综合性能达到了国际标准IEC893-3-2“电工用热固性树脂工业硬质层压板规范”中EPGC203(GB5129.5-85中所规定的EPGC3)的技术指标(相当于NEMA G-11)。
并按照IEC893-3-2的要求,我们对该板的阻燃性也进行了研究,试制的阻燃板达到了上述标准中EPGC204的技术指
标。
目前该产品已大量用于F级大型、高压和特种电机、电器设备中,取得了较好经济效益与社会效益。
参考文献(略)
Preparation of Class F High Strength epoxy
Glass Cloth Fabric Laminated Sheet
Liu feng Xu zigui Zhao cheng Li shi wen ( postalcode:612000)
Sichuan Dongfang insulating material CO., LTD.
Abstract: The paper descriped the development of class F high Strength epoxy Glass Cloth Fabric Laminated Sheet. The synthesis of adhesive hased on epoxy resin, technique of making epoxy glass Cloth Fabric Laminated Sheet, effective factors of raw materials and the properties of the above sheet were investigated. The properties of the sheet are compared with that of the same kind of foreign product. The results showed that the retaining percent of the strength of the sheet is relatively high at high temperature, and its insulation resistance is high relatively of water, etc. The sheet is suitable are as insulating parts of class F large, high-voltage motors and electric appliances, and can be used at moisture condition.
Key words: epoxy resin; insulating material; glass cloth laminated sheet.。