環(huán)氧樹脂灌封常用工藝與問題分析
環(huán)氧樹脂灌封常用工藝與問題分析
灌封就是將液態(tài)復合物用機械或手工方式灌入裝有電子元件、線路的器件內(nèi),在常溫或加熱條件下固化成為性能優(yōu)異的熱固性高分子絕緣材料??蓮娀娮悠骷恼w性,提高對外來沖擊、震動的抵抗力;提高內(nèi)部元件、線路間絕緣,有利于器件小型化、輕量化;避免元件、線路直接暴露,改善器件的防水、防潮性能,并提高使用性能和穩(wěn)定參數(shù)。
灌封工藝
灌封產(chǎn)品的質(zhì)量,主要與產(chǎn)品設計、元件選擇、組裝及所用灌封材料密切相關,灌封工藝也是不容忽視的因素。
環(huán)氧灌封有常態(tài)和真空兩種灌封工藝。環(huán)氧樹脂.胺類常溫固化灌封料,一般用于低壓電器,多采用常態(tài)灌封。環(huán)氧樹脂.酸酐加熱固化灌封料,一般用于高壓電子器件灌封,多采用真空灌封工藝,是我們本節(jié)研究的重點。目前常見的有手工真空灌封和機械真空灌封兩種方式,而機械真空灌封又可分為A、B組分先混合脫泡后灌封和先分別脫泡后混合灌封兩種情況。其工藝流程如下:
(1)手工真空灌封工藝
(2)機械真空灌封工藝
先混合脫泡后灌封工藝
A、B先分別脫泡后混合灌封工藝
相比之下,機械真空灌封,設備投資大,維護費用高,但在產(chǎn)品的一致性、可靠性等方面明顯優(yōu)于手工真空灌封工藝。無論何種灌封方式,都應嚴格遵守給定的工藝條件,否則很難得到滿意的產(chǎn)品。
灌封產(chǎn)品常出現(xiàn)的問題及原因分析
(1)局部放電起始電壓低,線間打火或擊穿 電視機、顯示器行輸出變壓器,汽車、摩托車點火器等高壓電子產(chǎn)品,常因灌封工藝不當,工作時會出現(xiàn)局部放電(電暈)、線間打火或擊穿現(xiàn)象,是因為這類產(chǎn)品高壓線圈線徑很小,一般只有0.02~0.04mm,灌封料未能完全浸透匝間,使線圈匝間存留空隙。由于空隙介電常數(shù)遠小于環(huán)氧灌封料,在交變高壓條件下,會產(chǎn)生不均勻電場,引起界面局部放電,使材料老化分解,引起絕緣破壞。
從工藝角度分析,造成線間空隙有以下兩方面原因:
1)灌封時真空度不夠高,線間空氣未能完全排除,使材料無法完全浸滲。
2)灌封前試件預熱溫度不夠,灌人試件物料黏度不能迅速降低,影響浸滲。
對于手工灌封或先混合脫泡后真空灌封工藝,物料混合脫泡溫度高、作業(yè)時間長或超過物料適用期,以及灌封后產(chǎn)品未及時進入加熱固化程序,都會造成物料黏度增大,影響對線圈的浸滲。據(jù)上海常祥實業(yè)有限公司的專家介紹,熱固化環(huán)氧灌封材料復合物,起始溫度越高,黏度越小,隨時間延長,黏度增長也越迅速。因此為使物料對線圈有良好的浸滲性,操作上應注意如下幾點:
1)灌封料復合物應保持在給定的溫度范圍內(nèi),并在適用期內(nèi)使用完畢。
2)灌封前,試件要加熱到規(guī)定溫度,灌封完畢應及時進入加熱固化程序。
3)灌封真空度要符合技術規(guī)范要求。
(2)灌封件表面縮孔、局部凹陷、開裂灌封料在加熱固化過程中,會產(chǎn)生兩種收縮,即由液態(tài)到固態(tài)相變過程中的化學收縮和降溫過程中的物理收縮。進一步分析,固化過程中的化學變化收縮又有兩個過程,從灌封后加熱化學交聯(lián)反應開始到微觀網(wǎng)狀結構初步形成階段產(chǎn)生的收縮,我們稱之為凝膠預固化收縮。從凝膠到完全固化階段產(chǎn)生的收縮我們稱之為后固化收縮。這兩個過程的收縮量是不一樣的。前者由液態(tài)轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀結構過程中,物理狀態(tài)發(fā)生突變,反應基團消耗量大于后者,體積收縮量也高于后者。凝膠預固化階段(75℃/3h)環(huán)氧基消失大于后固化階段(110℃/3h),差熱分析結果也證明這點,試樣經(jīng)750℃/3h處理后其固化度為53%。
環(huán)氧樹脂灌封常用工藝與問題分析
若我們對灌封試件采取一次高溫固化,則固化過程中的兩個階段過于接近,凝膠預固化和后固化近乎同時完成,這不僅會引起過高的放熱峰,損壞元件,還會使灌封件產(chǎn)生巨大的內(nèi)應力,造成產(chǎn)品內(nèi)部和外觀的缺損。為獲得良好的制件,我們必須在灌封料配方設計和固化工藝制定時,重點關注灌封料的固化速度(即A、B復合物凝膠時間)與固化條件的匹配問題。通常采用的方法是:依照灌封料的性質(zhì)、用途按不同溫區(qū)分段固化的工藝。據(jù)專家介紹,彩色電視機行輸出變壓器灌封按不同溫區(qū)分段固化規(guī)程及制件內(nèi)部放熱曲線。在凝膠預固化溫區(qū)段灌封料固化反應緩慢進行,反應熱逐漸釋放,物料黏度增加和體積收縮平緩進行。此階段物料處于流態(tài),則體積收縮表現(xiàn)為液面下降,直至凝膠,可完全消除該階段體積收縮內(nèi)應力。從凝膠預固化到后固化階段,升溫也應平緩,固化完畢,灌封件應隨加熱設備同步緩慢降溫,多方面減少、調(diào)節(jié)制件內(nèi)應力分布狀況,可避免制件表面產(chǎn)生縮孔、凹陷甚至開裂現(xiàn)象。
對灌封料固化條件的制訂,還要參照灌封制件內(nèi)封埋元件的排布、飽滿程度及制件大小、形狀、單只灌封量等。對單只灌封量較大而封埋元件較少的,適當?shù)亟档湍z預固化溫度并延長時間是完全必要的。
(3)固化物表面不良或局部不固化這些現(xiàn)象也多與固化工藝相關。主要原因是:
1)計量或混合裝置失靈、生產(chǎn)人員操作失誤。
2)A組分長時間存放出現(xiàn)沉淀,用前未能充分攪拌均勻,造成樹脂和固化劑實際比例失調(diào)。
3)B組分長時間敞口存放、吸濕失效。
4)高潮濕季節(jié)灌封件未及時進入固化程序,物件表面吸濕。
總之,要獲得一個良好的灌封產(chǎn)品,灌封及固化工藝的確是一個值得高度重視的問題。
環(huán)氧樹脂灌封料及其工藝和常見問題
1、封裝技術變革史
在電子封裝技術領域曾經(jīng)出現(xiàn)過兩次重大的變革。第一次變革出現(xiàn)在20世紀70年代前半期,其特征是由針腳插入式安裝技術(如DIP)過渡到四邊扁平封裝的表面貼裝技術(如QFP);第二次轉(zhuǎn)變發(fā)生在20世紀90年代中期,其標志是焊球陣列.BGA型封裝的出現(xiàn),與此對應的表面貼裝技術與半導體集成電路技術一起跨人21世紀。隨著技術的發(fā)展,出現(xiàn)了許多新的封裝技術和封裝形式,如芯片直接粘接、灌封式塑料焊球陣列(CD-PBGA)、倒裝片塑料焊球陣列(Fc-PBGA)、芯片尺寸封裝(CSP)以及多芯片組件(MCM)等,在這些封裝中,有相當一部分使用了液體環(huán)氧材料封裝技術。灌封,就是將液態(tài)環(huán)氧樹脂復合物用機械或手工方式灌入裝有電子元件、線路的器件內(nèi),在常溫或加熱條件下同化成為性能優(yōu)異的熱同性高分子絕緣材料。
2、產(chǎn)品性能要求
灌封料應滿足如下基本要求:性能好,適用期長,適合大批量自動生產(chǎn)線作業(yè);黏度小,浸滲性強,可充滿元件和線間;在灌封和固化過程中,填充劑等粉體組分沉降小,不分層;固化放熱峰低,固化收縮??;同化物電氣性能和力學性能優(yōu)異,耐熱性好,對多種材料有良好的粘接性,吸水性和線膨脹系數(shù)?。辉谀承﹫龊线€要求灌封料具有難燃、耐候、導熱、耐高低溫交變等性能。
在具體的半導體封裝中,由于材料要與芯片、基板直接接觸,除滿足上述要求外,還要求產(chǎn)品必須具有與芯片裝片材料相同的純度。在倒裝芯片的灌封中,由于芯片與基板間的間隙很小,要求灌封料的黏度極低。為了減少芯片與封裝材料間產(chǎn)生的應力,封裝材料的模量不能太高。而且為了防止界面處水分滲透,封裝材料與芯片、基板之間應具有很好的粘接性能。
3、灌封料的主要組份及作用
灌封料的作用是強化電子器件的整體性,提高對外來沖擊、震動的抵抗力;提高內(nèi)部元件、線路間絕緣,有利于器件小型化、輕量化;避免元件、線路直接暴露,改善器件的防水、防潮性能。
環(huán)氧樹脂灌封料是一多組分的復合體系,它南樹脂、固化劑、增韌劑、填充劑等組成,對于該體系的黏度、反應活性、使用期、放熱量等都需要在配方、工藝、鑄件尺寸結構等方面作全面的設計,做到綜合平衡。
3.1 環(huán)氧樹脂
環(huán)氧樹脂灌封料一般采用低分子液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂,這種樹脂黏度較小,環(huán)氧值高。常用的有E.54、E-51、E-44、E-42。在倒裝芯片下填充的灌封中,由于芯片與基板之間的間隙很小,因此要求液體封裝料的黏度極低。故單獨使用雙酚A型環(huán)氧樹脂不能滿足產(chǎn)品要求。為了降低產(chǎn)品黏度,達到產(chǎn)品性能要求,我們可以采用組合樹脂:如加入黏度低的雙酚F型環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型樹脂以及具有較高耐熱、電絕緣性和耐候性的脂環(huán)族環(huán)氧化物。其中,脂環(huán)族環(huán)氧化物本身還具有活性稀釋劑的作用。
3.2 固化劑
同化劑是環(huán)氧灌封料配方中的重要成分,固化物性能很大程度取決于固化劑的結構。
(1)室溫同化一般采用脂肪族多元胺做固化劑,但這類固化劑毒性大、刺激性強、放熱激烈,同化和使用過程中易氧化。因此,需要對多元胺進行改性,如利用多冗胺胺基上的活潑氫,部分與環(huán)氧基合成為羥烷基化及部分與丙烯晴合成為氰乙基化的綜合改性,可使固化劑達到低黏度、低毒、低熔點、室溫固化并有一定韌性的綜合改性效果。
(2)酸酐類同化劑是雙組分加熱固化環(huán)氧灌封料最重要的同化劑。常用的同化劑有液體甲基四氫鄰苯二甲酸酐、液體甲基六氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基納迪克酸酐等。這類固化劑黏度小,配合用量大,能在灌封料配方中起到同化、稀釋雙重作用,固化放熱緩和,同化物綜合性能優(yōu)異。
3.3 固化促進劑
雙組分環(huán)氧一酸酐灌封料,一般要在140℃左右長時間加熱才能固化。這樣的固化條件,不僅造成能源浪費,而且多數(shù)電子器件中的元件、骨架外殼是難以承受的。配方中加入促進劑組分則可有效降低固化溫度、縮短固化時間。常用的促進劑有:卞基二胺、DMP-30等叔胺類。也可使用咪唑類化合物和羧酸的金屬鹽,如2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑等。
3.4 偶聯(lián)劑
為了增加二氧化硅和環(huán)氧樹脂之間的密著性,需加入硅烷偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑可以改善材料的粘接性和防潮性。適用于環(huán)氧樹脂的常用硅烷偶聯(lián)劑有縮水甘油氧丙基三氧基硅烷(KH-560)、苯胺基甲三乙氧基硅烷、α-氯代丙基三甲氧基硅烷、α-巰基丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、二乙烯二胺基丙基三甲氧基硅烷等。
3.5 活性稀釋劑
單獨使用環(huán)氧樹脂,加入無機填料后黏度明顯增大,不利于操作和消泡,常需加入一定量的稀釋劑,以增加其流動性和滲透I生,并延長使用期,稀釋劑有活性和非活性之分。非活性稀釋劑不參與固化反應,加人量過多,易造成產(chǎn)品收縮率提高,降低產(chǎn)品力學性能及熱變形?;钚韵♂寗﹨⑴c固化反應增加了反應物的鏈節(jié),對固化物性能影響較小。灌封料中選用的就是活性生稀釋劑,常用的有:正丁基縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚、二乙基己基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚。
3.6 填充劑
灌封料中填料的加入對提高環(huán)氧樹脂制品的某些物理性能和降低成本有明顯的作用。它的添加不僅能降低成本,還能降低固化物的熱膨脹系數(shù)、收縮率以及增加熱導率。在環(huán)氧灌封料中常用的填充劑有二氧化硅、氧化鋁、氮化硅、氮化硼等材料。表1是常見無機填料的導熱系數(shù)。二氧化硅又分為結晶型、熔融角型和球形二氧化硅。在電子封裝用灌封料中,由于產(chǎn)品要求,優(yōu)選熔融球形二氧化硅。
3.7 消泡劑
為了解決液體封裝料同化后表面留有氣泡的問題,可加入消泡劑。常用的是乳化硅油類乳化劑。
3.8 增韌劑
增韌劑在灌封料中起著重要作用,環(huán)氧樹脂的增韌改性主要通過加增韌劑、增塑劑等來改進其韌性,增韌劑有活性和惰性兩種,活性增韌劑能和環(huán)氧樹脂一起參加反應,增加反應物的鏈節(jié),從而增加固化物的韌性。一般選擇端羧劑液體丁腈橡膠,在體系內(nèi)形成增韌的"海島結構",增加材料的沖擊韌度和耐熱沖擊性能。
3.9 其他組分
為滿足灌封件特定的技術、工藝要求,還可在配方中加人其他組分。如阻燃劑可提高材料的工藝性;著色劑用以滿足制件外觀要求等。
4 灌封工藝
環(huán)氧樹脂灌封有常態(tài)和真空兩種工藝。
5 常見問題及解決方法
5.1 放電、線間打火或擊穿現(xiàn)象
由于灌封工藝不當,器件在工作時會產(chǎn)生放電、線間打火或擊穿現(xiàn)象,這是因為這類產(chǎn)品高壓線圈線徑很小(一般只有0.02mm~0.04mm),灌封料未能完全浸透匝間,造成線圈匝問存留空隙。由于空隙介電常數(shù)遠小于環(huán)氧灌封料,在交變高壓條件下會產(chǎn)生不均勻電場,引起局部放電,使材料老化分解造成絕緣破壞。從工藝角度來看,造成線間空隙有兩方面原因:(1)灌封時真空度不夠高,線問空氣未能完全排除,使材料無法完全浸滲;(2)灌封前試件預熱溫度不夠,灌入試件物料黏度不能迅速降低,影響浸滲。對于手工灌封或先混合脫泡后真空灌封工藝,物料混合脫泡溫度高、作業(yè)時間長或超過物料適用期以及灌封后產(chǎn)品未及時進入加熱固化程序,都會造成物料黏度增大,影響對線圈的浸滲。熱同性環(huán)氧灌封材料復合物,起始溫度越高黏度越小,隨時間延長黏度增長也越迅速。因此,為使物料對線圈有良好的浸滲性,操作上應注意做到灌封料復合物應保持在合適的溫度范圍內(nèi),并在適用期內(nèi)使用完畢。灌封前試件要加熱到規(guī)定溫度,灌封完畢應及時進入加熱固化程序,灌封真空度要符合技術規(guī)范要求。
5.2 器件表面縮孔、局部凹陷、開裂
灌封料在加熱同化過程中會產(chǎn)生兩種收縮:由液態(tài)到固態(tài)相變過程中的化學收縮和降溫過程中的物理收縮。固化過程中的化學變化收縮又有兩個過程:從灌封后加熱化學交聯(lián)反應開始到微觀網(wǎng)狀結構初步形成階段產(chǎn)生的收縮,稱之為凝膠預固化收縮;從凝膠到完全固化階段產(chǎn)生的收縮我們稱之為后固化收縮。這兩個過程的收縮量是不一樣的,前者由液態(tài)轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀結構過程中物理狀態(tài)發(fā)生突變,反應基團消耗量大于后者,體積收縮量也高于后者。如灌封試件采取一次高溫固化,則固化過程中的兩個階段過于接近,凝膠預同化和后固化近乎同時完成,這不僅會引起過高的放熱峰、損壞元件,還會使灌封件產(chǎn)生巨大的內(nèi)應力造成產(chǎn)品內(nèi)部和外觀的缺損。為獲得良好的制件,必須在灌封料配方設計和固化工藝制定時,重點關注灌封料的同化速度與固化條件的匹配問題。通常采用的方法是依照灌封料的性質(zhì)、用途按不同溫區(qū)分段同化。在凝膠預固化溫區(qū)段灌封料同化反應緩慢進行、反應熱逐漸釋放,物料黏度增加和體積收縮平緩進行。此階段物料處于流態(tài),則體積收縮表現(xiàn)為液面下降直至凝膠,可完全消除該階段體積收縮內(nèi)應力。從凝膠預固化到后同化階段升溫應平緩,固化完畢灌封件應隨加熱設備同步緩慢降溫,多方面減少、調(diào)節(jié)制件內(nèi)應力分布狀況,可避免制件表面產(chǎn)生縮孔、凹陷甚至開裂現(xiàn)象。對灌封料固化條件的制訂,還要參照灌封器件內(nèi)元件的排布、飽滿程度及制件大小、形狀、單只灌封量等。對單只灌封量較大而封埋元件較少的,適當?shù)亟档湍z預固化溫度并延長時間是完全必要的。
5.3 固化物表面不良或局部不固化
固化物表面不良或局部不固化等現(xiàn)象也多與固化工藝相關。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家表示,其主要原因是計量或混合裝置失靈、生產(chǎn)人員操作失誤;A組分長時間存放出現(xiàn)沉淀,用前未能充分攪拌均勻,造成樹脂和固化劑實際比例失調(diào),B組分長時間敞口存放,吸濕失效;高潮濕季節(jié)灌封件未及時進入固化程序,物件表面吸濕??傊?,要獲得一個良好的灌封及固化工藝的確是一個值得高度重視的問題。
結構膠使用中常見問題分析
結構膠是強度高,能承受較大荷載,且耐老化、耐疲勞、耐腐蝕,在預期壽命內(nèi)性能穩(wěn)定,適用于承受結構件粘結的膠粘劑。主要用于金屬、陶瓷、塑料、橡膠、木材等同種材料或者不同種材料之間的粘結,可部分代替焊接、鉚接、螺栓連接等傳統(tǒng)連接形式。硅酮結構密封膠是全隱或半隱框玻璃幕墻中使用的關鍵材料,通過連接板材與金屬構架,承受風荷載及玻璃的自重荷載,直接關系到建筑幕墻結構的耐久性及安全性,是玻璃幕墻安全性的關鍵環(huán)節(jié)之一。它是以線型聚硅氧烷為主要原料的結構密封膠,在固化過程中,交聯(lián)劑與基聚合物反應形成具有三維立體網(wǎng)狀結構的彈性材料。由于硅酮膠分子結構中的Si—O鍵鍵能在常見化學鍵中的鍵能較大(Si-O具體理化性質(zhì):鍵長0.164±0.003nm,熱離解能460.5J/mol。明顯高于C-O 358J/mol,C-C 304J/mol,Si-C318.2J/mol),相比于其他密封膠(如聚氨酯、丙烯酸、聚硫密封膠等)而言,耐紫外光和耐大氣老化能力較強,在各種天氣環(huán)境中能保持30年不龜裂,不變質(zhì),在廣闊的溫度范圍內(nèi)具有±50%抗形變位移能力。
但是,隨著硅酮結構密封膠使用量的增加,在實際應用中會出現(xiàn)各種各樣的問題,諸如:B組分有顆粒結塊粉化現(xiàn)象、B組分有離析分層現(xiàn)象、壓盤壓不下去或翻膠現(xiàn)象、打膠機出膠速度慢、蝴蝶片膠體有顆粒、表干拉斷時間太快或太慢、膠體出現(xiàn)結皮或硫化現(xiàn)象、打膠過程中出現(xiàn)“花膠”、膠體不能正常固化、固化幾天后粘手、固化后硬度不正常、與基材粘結表面有針狀氣孔、膠內(nèi)夾有氣泡、與基材粘結不良、與附件不相容等等。下面,我們將針對結構膠服務過程中出現(xiàn)的幾種常見問題,來分析其可能出現(xiàn)的原因,并給出相應的解決思路,期望為實際問題分析提供參考。
2 結構膠服務常見問題分析
2.1 B組分有顆粒結塊粉化現(xiàn)象
如果B組分出現(xiàn)顆粒結塊粉化現(xiàn)象,原因有兩個:一是使用前上層已出現(xiàn)該種現(xiàn)象,這是由于包裝密封不好,B組分中的的交聯(lián)劑或偶聯(lián)劑均為活性化合物,易于空氣中的水氣發(fā)生反應,該批次應退回生產(chǎn)廠家。二是在使用過程中停機,再次開機時出現(xiàn)顆粒結塊粉化現(xiàn)象,說明打膠機的壓盤與膠料的密封欠佳,應與設備方聯(lián)系解決問題。
2.2 打膠機出膠速度慢
產(chǎn)品在初次使用時,打膠機打膠過程中出現(xiàn)出膠速度過慢的現(xiàn)象,可能原因有三個:⑴A組分流動性差,⑵壓盤過大,⑶氣源壓力不夠。當確定是原因⑴或原因⑶時,我們可以通過調(diào)整膠槍壓力來解決;當確定是第⑵種原因時,訂購相匹配口徑桶可以使問題得到解決。在正常使用過程中若出膠速度變慢時,則可能是混合芯和過濾網(wǎng)被堵塞,一旦發(fā)現(xiàn),就需要及時清理設備。
2.3 拉斷時間太快或太慢
結構膠的拉斷時間是指膠體混合后由膏體變?yōu)閺椥泽w的時間,一般每隔5分鐘測試一次。影響膠表干固化的因素有三個:⑴ A、B組分比例等的影響;⑵溫度、濕度(其中溫度的影響是主要的);⑶產(chǎn)品本身的配方有缺陷。
針對原因⑴的解決方案是調(diào)整配比比例,增加B組分比例可使固化時間縮短,膠層變硬變脆;而降低固化劑比例,會延長固化時間,膠層變軟,韌性增強而強度降低。一般A:B組份的體積比范圍在(9~13:1)之間可調(diào)整,B組分比例高則反應速度快,拉斷時間短,反應過快會影響修整和停槍的時間,過慢則影響膠體全干的時間,拉斷時間一般調(diào)整在20~60分鐘之間,該比例范圍固化后膠體性能基本相同。此外,當施工溫度過高或過低時,我們可適當降低或提高B組分(固化劑)的比例,從而達到調(diào)整膠體表干和固化時間的目的。若是產(chǎn)品本身的問題,則需要更換產(chǎn)品。
2.4 打膠過程中出現(xiàn)“花膠”
花膠是由于A/B組分膠體混合不均勻而產(chǎn)生的,表現(xiàn)為局部有白色條紋。主要原因有:⑴打膠機B組分管道堵塞;⑵靜態(tài)混合器長時間未清洗;⑶比例尺松動,出膠速度不均勻;⑷換廠家或牌號未調(diào)整設備工藝參數(shù);針對原因⑴、⑵,可以通過清洗設備來解決;針對原因⑶,則需要檢查比例控制器,并進行適當?shù)恼{(diào)整。
2.5 打膠過程中膠體出現(xiàn)結皮或硫化現(xiàn)象
當雙組份膠在混合過程中就發(fā)生局部固化時,膠槍打出來的膠就會出現(xiàn)結皮或硫化現(xiàn)象。當固化和出膠速度均無異常,而打出的膠仍有結皮或硫化現(xiàn)象時,則可能是設備停機時間較長,膠槍未清洗或洗槍不夠徹底,需要將結皮或硫化膠沖洗干凈后后施工。
2.6 膠內(nèi)夾有氣泡
一般而言,膠體本身是沒有氣泡的,膠體夾有的氣泡極可能是運輸或施工過程中混入了空氣,如:⑴更換膠桶時排氣未排干凈;⑵組分在上機后壓盤未壓下去,導致排泡不徹底。因此,在使用前排泡要徹底,使用過程中應正確操作打膠機,保證密封從而阻止空氣進入。若懷疑產(chǎn)品自身就帶有氣泡,可以通過蝴蝶試驗來進行判斷。
2.7 與基材粘結不良
密封膠不是萬能膠,因此在實際應用中不能保證與所有基材都粘結良好。隨著現(xiàn)在基材表面處理方式和新工藝的多樣化,密封膠與基材粘結速度和粘結效果也不同。
結構膠與基材粘結界面破壞的形式有三種,一是內(nèi)聚破壞,即粘結力>內(nèi)聚力;二是粘結破壞,即粘結力<內(nèi)聚力,三是兩種破壞形式均有,粘結破壞面積小于等于20%為合格,粘結破壞面積超過20%時為不合格;粘結破壞面積超過20%時都是實際應用中不希望出現(xiàn)的現(xiàn)象。導致結構膠與基材不粘的原因可能有以下六種:
⑴使用的基材本身就很難粘結,如PP、PE,由于其分子結晶度高、表面張力低,無法與大多數(shù)物質(zhì)形成分子鏈的擴散和纏結,因而無法在界面形成較強的粘附力;
⑵產(chǎn)品粘結范圍窄,只能對部分基材起作用;
⑶養(yǎng)護時間不夠。通常雙組份結構膠作用后,至少養(yǎng)護3天,而單組份則要養(yǎng)護7天,若養(yǎng)護環(huán)境的溫濕度偏低,則需延長養(yǎng)護時間。
⑷A、B組分比例不對。用戶在使用雙組份產(chǎn)品時,一定要嚴格按照廠家要求的比例調(diào)配基膠和固化劑的比例,否則可能在前期固化中出現(xiàn)問題,或使用后期在粘結性、耐候性和耐久性方面出現(xiàn)問題;
⑸未按要求清洗基材。由于基材表面存在的灰塵、污垢及雜質(zhì)等會阻礙粘結,因此使用前要對其進行嚴格清洗,以保證結構膠與基材粘結良好。
⑹未按要求涂抹底涂。在鋁型材表面使用底涂進行預處理,在縮短粘結時間的同時,還可以提高粘結的耐水性和耐久性[3]。因此在實際工程應用中,我們要正確使用底涂,嚴格避免由于使用方法不當而引起的脫膠[4]。
2.8 與附件不相容
與附件不相容的原因是密封膠與相接觸的附件產(chǎn)生了物理或化學反應,導致的危害有結構膠變色、與基材不粘、結構膠性能下降、結構膠壽命變短等。
3 結論
硅酮結構膠具有高強度、高穩(wěn)定性、優(yōu)異的耐老化、耐高溫等優(yōu)異的性能,廣泛應用于建筑幕墻的結構粘結方面。但是,在實際應用中由于人為因素和所選基材的問題(不能嚴格遵守施工規(guī)范),對結構膠的性能造成很大的影響,甚至使其失效。因此,施工前應檢查玻璃、鋁材及附件等的相容性試驗和粘結性試驗,施工過程中應嚴格按照各個環(huán)節(jié)的要求進行,從而實現(xiàn)結構膠的效果,保證工程質(zhì)量。