一、覆銅箔層壓板
表5-15 覆銅板底材的技術(shù)指標(biāo)
覆銅箔層壓板，簡(jiǎn)稱覆銅板（見(jiàn)圖5-11），是由絕緣基材、粘合劑、銅箔經(jīng)一系列成型工藝制作而成，是現(xiàn)代電子工業(yè)發(fā)展的重要的基礎(chǔ)材料。覆銅板經(jīng)照相制板、化學(xué)蝕刻和電鍍等工序，可制成印刷電路板。印刷電路簡(jiǎn)化了錯(cuò)綜復(fù)雜的布線，使電路緊湊地排列在絕緣板上，它廣泛應(yīng)用在宇航、電腦、電訊、電子及機(jī)電產(chǎn)品中。
覆銅板按所用的基材可分為許多品種，按所覆銅箔又分為單面和雙面。雙面覆銅板可兩面布線，并可與半固化片粘接復(fù)合制成多層線路板。不同品種的覆銅板各具特性和用途。
1.主要原材料
1）銅箔
用于覆銅板的銅箔，其技術(shù)要求符合GB/T5230《電解銅箔》的規(guī)定，銅箔的單位面積質(zhì)量及允許偏差見(jiàn)表5-13。
表5-13 銅箔的單位面積質(zhì)量及允許偏差
覆銅板一般使用35μm厚度銅箔，隨著印刷電路高密度化，為了減少側(cè)蝕，有利于制作精細(xì)線條，增加布線密度，節(jié)省刻蝕時(shí)間和材料，壓制薄板使用了18μm厚度銅箔和9μm厚度銅箔。
對(duì)銅箔技術(shù)要求，除化學(xué)成分、力學(xué)性能、電性能、工藝性能等應(yīng)滿足GB/T5230規(guī)定外，銅箔的表面質(zhì)量對(duì)覆銅板質(zhì)量也有很大影響，要求銅箔表面無(wú)污垢、皺紋、麻點(diǎn)、凹坑、劃痕、針孔、滲透點(diǎn)。
銅箔表面一面是光面，另一面是粗糙面，銅箔表面須經(jīng)化學(xué)或電化學(xué)處理，以提高銅箔與基材（膠布或膠紙）的粘合力。使用偶聯(lián)劑處理也可增加粘合力。用于紙基板的銅箔還應(yīng)在銅箔的粗糙面上涂膠，選擇銅箔膠應(yīng)考慮銅箔和基材之間具有良好的粘結(jié)力，并具有良好的電絕緣性、浸焊性等。一般選用聚乙烯醇縮丁醛、丁腈橡膠改性的酚醛樹(shù)脂作為銅箔膠。
2）增強(qiáng)材料
①浸漬紙 生產(chǎn)紙基覆銅板所用的浸漬紙，要求具有良好的吸收性、一定的機(jī)械強(qiáng)度和絕緣性能，紙面不光滑以利于上膠和增加層間粘接力，但紙質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)應(yīng)均勻，不存在纖維束、腐漿、斑點(diǎn)等，浸漬紙應(yīng)呈中性。
浸漬紙有棉漿紙和木漿紙兩種，分別作覆銅板的表面紙和芯紙。表面紙用棉纖維紙（單重120g/m2），芯紙用漂白木漿紙（單重127g/m2）。如僅用棉纖維紙做芯紙，其板子的翹曲性大。
②玻璃纖維布 生產(chǎn)玻纖布基覆銅板使用無(wú)堿玻璃纖維布，其成分為鋁硼硅酸鹽玻璃，堿金屬氧化物含量不大于0.5%，織物組織為平紋，其規(guī)格和物理性能見(jiàn)表5-14。
表5-14 無(wú)堿玻纖布規(guī)格和性能指標(biāo)
為提高玻纖布層間粘合力，玻纖布浸膠前須經(jīng)脫漿和偶聯(lián)劑處理，覆銅板專用技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表5-15。|
制品代號(hào)（牌號(hào)） |
原紗號(hào)數(shù)×股數(shù)（公稱支數(shù)/股數(shù)） |
單纖維公稱直徑/um |
厚度 um |
寬度 cm |
單重 g/m2 |
密度/(根/cm2) |
斷裂力 N/25×100 |
公稱捻度 捻/m |
組織 |
|||||
|
經(jīng)紗 |
緯紗 |
經(jīng)紗 |
緯紗 |
經(jīng)紗 |
緯紗 |
經(jīng)向 |
緯向 |
經(jīng)紗 |
緯紗 |
|||||
|
EW90 (無(wú)堿布-90) |
12×2(83.3/2) |
24×1(41.6/1) |
5.5 |
8 |
0.090±0.010 |
90.0±1.5 100.0±1.5 |
85±8 |
18±1 |
16±1 |
>450 |
>300 |
55-110
|
55 |
平紋 |
|
EW100A (無(wú)堿布-100A) |
12×2(83.3/2) |
24×1(83.3/2) |
5.5 |
5.5 |
0.100±0.010 |
90.0±1.5 100.0±1.5 |
100±10 |
20±1 |
20±1 |
>500 |
>500 |
110
|
110 |
平紋 |
|
EW100B (無(wú)堿布-100B) |
12×2(83.3/2) |
24×1(41.6/1) |
5.5 |
8 |
0.100±0.010 |
90.0±1.5 100.0±1.5 |
100±10 |
20±1 |
20±1 |
>500 |
>400 |
55-100
|
55 |
平紋 |
|
EW110 (無(wú)堿布-110) |
12×2(83.3/2) |
24×1(83.3/3) |
5.5 |
5.5 |
0.110±0.010 |
90.0±1.5 100.0±1.5 |
100±10 |
20±1 |
20±1 |
>500 |
>500 |
110
|
55-100 |
平紋 |
|
EW140 (無(wú)堿布-140) |
24×2(41.6/2) |
24×1(41.6/2) |
8 |
8 |
0.140±0.015 |
90.0±1.5 100.0±1.5 |
135±14 |
16±1 |
16±1 |
>750 |
>500 |
110
|
55-110 |
平紋 |
|
EW200 (無(wú)堿布-200) |
24×3(41.6/3) |
24×1(41.6/3) |
8 |
8 |
0.200±0.020 |
90.0±1.5 100.0±1.5 |
200±20 |
16±1 |
16±1 |
>1000 |
>750 |
110
|
55 |
平紋 |
|
技術(shù)指標(biāo) |
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③粘結(jié)劑 不同型號(hào)的覆銅板使用不同種類及牌號(hào)的粘結(jié)劑（樹(shù)脂）。酚醛覆銅板的粘結(jié)劑一般使用改性酚醛樹(shù)脂，如三乙胺改性、三聚氰胺改性、桐油、苯乙烯改性等。環(huán)氧覆銅板使用的環(huán)氧樹(shù)脂如EP01441-310（E-51，CYD-128），EP01451-310（E-44），EP01551-310（E-42），EP01661-310（E-20，CYD-011）。用于阻燃板的溴化環(huán)氧樹(shù)脂CYDB-521-A-80，EX-20-A-80及DOW D•E•R531-A80，D•E•R532-A80，D•E•R532-A80，CIBA-BEIGY，LZ8008A-80SP，Shell EPON•Resin1124-A80等，其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)GB13657-92及各自廠家的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。
用于覆銅板生產(chǎn)的環(huán)氧樹(shù)脂常用固化劑和促進(jìn)劑有雙氰胺（DICY）、4，4-二氨基二苯砜（DADS）、芐基二甲胺（BDMA）、2-甲基咪唑（2-MI）、2-乙基-4-甲基咪唑（2E-4MI）等，溶劑有二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇甲醚、丙酮等。
2.成型方法
覆銅板成型方法與一般層壓板制品方法相同，一般工藝流程如下：配膠、浸膠、裁片，再經(jīng)疊合層壓、切邊而成。浸漬設(shè)備有臥式、立式浸膠機(jī)，一般紙基板膠紙采用臥式浸膠機(jī)，布基板膠布采用立式浸膠機(jī)。層壓機(jī)根據(jù)版面的大小，常壓或真空壓制而決定液壓機(jī)的噸位。根據(jù)不同的覆銅板型號(hào)采用不同的樹(shù)脂配方及成型工藝參數(shù)。
現(xiàn)以阻燃性覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板為例，簡(jiǎn)述其生產(chǎn)工藝過(guò)程，見(jiàn)圖5-12。
1）粘結(jié)劑配制
①雙氰胺溶液配制 雙氰胺為白色結(jié)晶固體，熔點(diǎn)207-209℃，在極性溶劑中可溶解，其溶解度隨溫度增加而增加。雙氰胺是一種潛伏型固化劑，為了與環(huán)氧樹(shù)脂充分分散混合，須先配成溶液。典型的雙氰胺溶液組分見(jiàn)表5-16。
表5-16 雙氰胺溶液配比
雙氰胺溶液適當(dāng)加熱能加速溶解。雙氰胺溶液中不得有未溶解的或再結(jié)晶的雙氰胺顆粒，否則會(huì)影響樹(shù)脂的流動(dòng)性及產(chǎn)品性能。
②粘結(jié)劑配方 見(jiàn)表5-17。
表5-17 粘結(jié)劑配方
③粘結(jié)劑凝膠速度和膠液濃度的控制 凝膠時(shí)間一般為180-200s/170℃。凝膠速度慢，即樹(shù)脂嫩；凝膠速度快，即樹(shù)脂老。凝膠速度直接影響浸膠時(shí)膠液的流動(dòng)性、壓制工藝及產(chǎn)品的性能。一般地說(shuō)凝膠速度快，可縮短壓制時(shí)間。膠液濃度用密度或粘度控制，一般用丙酮調(diào)節(jié)。膠液濃度影響浸膠時(shí)膠布的含膠量。膠液太濃不利于膠液滲透玻璃布。膠液的相對(duì)密度一般為1.05-1.1。
2）浸膠
玻璃布在立式浸膠機(jī)上進(jìn)行浸膠，采用兩次浸膠法。第一次采用反擠輥或膠液噴射法，使膠液從玻璃布的一面向另一面滲透，以利于玻璃布間隙內(nèi)氣體的排出和膠液滲透均勻。第二次為浸漬，再通過(guò)一對(duì)擠輥控制間隙而調(diào)節(jié)膠量大小和均勻性。浸膠機(jī)烘箱的溫度應(yīng)分段控制，一般采用四溫區(qū)控制，即上行、下行兩個(gè)溫區(qū)。膠布從烘箱出來(lái)后收卷或裁片。
浸膠時(shí)調(diào)整車速和烘箱溫度，以利于嚴(yán)格控制膠布的含膠量、揮發(fā)份含量、可溶性樹(shù)脂含量或膠液的流動(dòng)性。7628布含膠量一般為（44±2）%，揮發(fā)份含量小于1%，可溶性樹(shù)脂含量為（70±5）%，或流動(dòng)度為22%-27%。膠布的質(zhì)量對(duì)覆銅板層壓工藝和產(chǎn)品性能的影響極為重要。
流動(dòng)度測(cè)試方法如下：
將4張100×100（按經(jīng)緯度方向45º取樣）的膠布疊合稱量為w1，放入流動(dòng)性測(cè)試儀中，上、下壓模溫度為170-171℃，在5s內(nèi)加壓至滿壓，壓力為1.5±0.15MPa，保溫10min，然后取出，將邊部流出樹(shù)脂去掉，再稱量為w2，流動(dòng)度計(jì)算公式如下：
流動(dòng)度=k×(w1-w2)/w1×100%
式中w1—原樣重：
w2—流動(dòng)樹(shù)脂后重：
k—校正值：
k=1/膠布膠含量百分?jǐn)?shù)。
3）疊合
疊合必須在凈化室中完成。根據(jù)覆銅板的厚度，確定每張板子所需膠布的張數(shù)。疊合前將有疵點(diǎn)的膠布挑剔出來(lái)，然后將每塊板所需膠布層數(shù)疊配為一疊并錯(cuò)位成疊。再按銅箔-膠布-銅箔（雙面覆銅板）；銅箔-膠布-薄膜（單面覆銅板）疊合在一起，作為疊合本，以利于在鋪模整理時(shí)鋪模。
4）鋪模
在凈化室中使用鋪模整理機(jī)完成。鋪模中注意每模所壓的塊數(shù)和總厚度。以1.6mm厚覆銅箔為例，每模以8塊為宜，塊數(shù)多對(duì)排出氣泡和平整度均不利。鋪模時(shí)在墊板上和蓋板下應(yīng)加放20層左右絕緣層，作為壓制緩沖層，以保證壓制時(shí)物料內(nèi)的氣泡排出。
5）壓制
層壓板一般含有18層或20層。先將已鋪模好的一單元一單元地堆放在裝卸機(jī)里的各層上，然后開(kāi)動(dòng)機(jī)器將所有的一次推進(jìn)層壓機(jī)里。層壓機(jī)模板的溫度為120-130℃，預(yù)壓力為3-5MPa，預(yù)壓時(shí)間約15-20min，這時(shí)膠布里的樹(shù)脂凝膠。然后在10min內(nèi)將溫度升至170-175℃，將壓力逐步升至7-8MPa，保溫75-90min，停止加熱，開(kāi)冷水管冷卻，冷卻至50℃以下脫模。
如采用真空壓制，在壓制時(shí)可把真空度升至91.2-96.3/KPa，預(yù)壓和最高壓力均可減少1/3。這樣有利于邊緣里的氣泡排出，并提高覆銅板的平整度。
6）裁剪
按規(guī)定的尺寸裁剪，一般為1220mm×1020mm或1220mm×915mm。采用剪板機(jī)或自動(dòng)剪板機(jī)裁邊。裁邊時(shí)為避免損傷覆銅板銅箔面，剪板機(jī)面上墊放軟質(zhì)材料后裁邊。裁剪時(shí)應(yīng)保持板面的垂直度。
7）成品檢驗(yàn)
按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4725-92技術(shù)要求，或訂貨合同要求的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。
技術(shù)要求詳見(jiàn)GB 4725-92。
二、超混雜結(jié)構(gòu)層壓制品
超混雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是指含有金屬纖維或金屬層的由兩種或兩種以上的纖維共同增強(qiáng)統(tǒng)一樹(shù)脂基體而組成的復(fù)合材料，是一種功能-結(jié)構(gòu)型材料，具有高強(qiáng)度、高剛度、耐磨損、抗靜電等性能，用于航空、航天、武器裝備等領(lǐng)域。它可根據(jù)制品使用的不同工況條件、不同技術(shù)要求，充分利用各種纖維復(fù)合材料、金屬或非金屬材料的性能，進(jìn)行各種形式的混雜，以獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
1.設(shè)計(jì)思路
超混雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料主要分為層內(nèi)混雜、層間混雜和層內(nèi)/層間混雜三種類型。按照復(fù)合材料設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，采用功能層、功能結(jié)構(gòu)層、結(jié)構(gòu)層和表面層進(jìn)行混雜設(shè)計(jì)。功能層表面直接與介質(zhì)相接觸中，加入適量石墨粉或金屬粉，使其具有抗靜電、耐磨損功能，是根據(jù)使用技術(shù)要求首先滿足主導(dǎo)技術(shù)功能同時(shí)兼顧其它性能而設(shè)計(jì)的；功能結(jié)構(gòu)層選用金屬纖維與合成纖維混雜增強(qiáng)，具有抗靜電、耐磨損、提高彈性模量三重功能，是超混雜結(jié)構(gòu)所特有的，專為充分發(fā)揮纖維的技術(shù)功能同時(shí)又利用其力學(xué)性能而設(shè)置，可保證當(dāng)功能層一旦遭受破壞仍能繼續(xù)提供設(shè)計(jì)所要求的技術(shù)性能；結(jié)構(gòu)層由玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂組成，保證材料和制品所需要的強(qiáng)度、模量等；表面層是與外界所接觸的非工作面，一般僅需要考慮其耐老化性能，即在設(shè)計(jì)工作年限內(nèi)完全可靠。
超混雜復(fù)合材料的設(shè)計(jì)是以該材料在復(fù)雜工況條件下長(zhǎng)期使用為目的進(jìn)行設(shè)計(jì)的，所用組分材料有增強(qiáng)材料、基體材料、功能材料及輔助材料四類。增強(qiáng)材料有金屬纖維（或金屬層）、合成纖維、玻璃纖維；功能材料有耐磨、到點(diǎn)、耐腐蝕功能填料及助劑等；基體材料主要選用環(huán)氧樹(shù)脂和不飽和聚酯樹(shù)脂；輔助材料為固化劑、促進(jìn)劑、溶劑、增韌劑等。纖維的多種功能與功能填料、助劑的合理配合使超混雜復(fù)合材料的設(shè)計(jì)有較大的自由度，多相材料復(fù)合的界面技術(shù)可使 非均質(zhì)纖維、微粒狀組分材料與基體樹(shù)脂可靠粘結(jié)，并使復(fù)合材料內(nèi)部的應(yīng)力平衡， 保持其良好的尺寸穩(wěn)定性和成型工藝可行性。
2.成型工藝
1）工藝流程
超混雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料具有優(yōu)異的技術(shù)性能，這與增強(qiáng)纖維和樹(shù)脂基體間形成的界面作用有密切關(guān)系。有機(jī)合成纖維在加工過(guò)程中會(huì)有油劑、污染物，不銹鋼纖維由于空氣和環(huán)境的污染，表面有油脂和污垢，其存在會(huì)妨礙增強(qiáng)纖維與樹(shù)脂基體的浸潤(rùn)，使界面的粘結(jié)劑大為降低。因此必須對(duì)纖維表面進(jìn)行處理，以獲得清潔、干燥、粗糙、活性的表面，提高材料各項(xiàng)性能。
要使括金屬纖維、玻璃纖維、合成纖維、無(wú)機(jī)填料和樹(shù)脂基體這些多相、非均質(zhì)的材料組成復(fù)合結(jié)構(gòu)，且具有多功能、多用途、低成本及良好的尺寸穩(wěn)定性，必須高度重視界面處理，采用壓力成型，進(jìn)行合理的后固化處理。工藝方法的選擇、工藝裝備的設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)的確定必須根據(jù)各組分材料的性能特點(diǎn)和制品的不同技術(shù)要求進(jìn)行合理制定。圖5-13為超混雜結(jié)構(gòu)層壓制品的成型工藝流程圖。
2）鋪層疊合工藝
鋪層疊合工序是在刷涂脫膜劑的鋼模板上用人工方式先將增強(qiáng)纖維剪裁，再接特定的基體配方分別對(duì)各層進(jìn)行浸膠，按圖5-14方式鋪層疊合，達(dá)到預(yù)定層數(shù)的工藝過(guò)程。
在整個(gè)工序過(guò)程中要注意：
（1）刷涂脫膜劑要均勻，保證其成膜連續(xù)；
（2）附樹(shù)脂層要均勻連續(xù)；
（3）纖維織物浸膠要均勻；
（4）各鋪層要平整，無(wú)皺折，層與層之間無(wú)直徑大于0.5mm的氣泡。
3）工藝條件
溫度、壓力和熱壓時(shí)間是保證制品性能的三個(gè)重要工藝參數(shù)。
層壓工藝分常溫和加溫兩種方式，主要根據(jù)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品批量、制品性能的要求而定。復(fù)合材料性能與其固化程度密切相關(guān)，因此，在工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)所選用的樹(shù)脂種類，通過(guò)凝膠試驗(yàn)合理選擇固化劑、促進(jìn)劑的類型及用料，制定相應(yīng)的加溫曲線。溫度的控制包括三個(gè)階段：第一階段即升溫階段是從室溫到開(kāi)始反應(yīng)的階段，在這一階段中沒(méi)有激烈的縮聚反應(yīng)，因此升溫速度較快，時(shí)間較短；第二階段為保溫階段，以較低的反應(yīng)速度進(jìn)行縮聚，防止反應(yīng)速度過(guò)快，導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的揮發(fā)物，影響制品質(zhì)量，因此應(yīng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間；第三階段為降溫階段，斷電自然冷卻至室溫即可。
壓力的控制采用二次加壓的方法，可以避免浸膠不均勻和大量孔隙的存在。初次加壓合模時(shí)，以有少量樹(shù)脂溢出為加壓限度；隨著溫度的提高和樹(shù)脂交聯(lián)程度的增大，接近凝膠點(diǎn)時(shí)為第二次加壓最佳時(shí)機(jī)，壓力的大小以使上下模板間距離達(dá)到預(yù)定厚度為限。因所用纖維剛度不同，功能填料的用量不一，所施壓力有所差異。保溫過(guò)程同時(shí)保壓，降溫時(shí)也要保壓，防止制品在冷卻過(guò)程中變形。
4）后固化處理
由于超混雜復(fù)合板為多相非均質(zhì)結(jié)構(gòu)，其固化過(guò)程會(huì)伴隨樹(shù)脂基體交聯(lián)收縮而引起變形，產(chǎn)生殘余應(yīng)力，因此必須進(jìn)行后固化處理，一方面可盡量消除殘余應(yīng)力，另一方面使樹(shù)脂得到充分固化，從而使制品獲得應(yīng)有的性能和良好的尺寸穩(wěn)定性。應(yīng)力釋放溫度與材料鋪層方式、結(jié)構(gòu)形式、升溫降溫速率、保溫時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，當(dāng)溫度高于應(yīng)力釋放溫度時(shí)，可消除殘余應(yīng)力。
按上述材料設(shè)計(jì)工藝制備的制品具有良好的電學(xué)和力學(xué)性能，是一種較理想的功能-結(jié)構(gòu)型超混雜復(fù)合材料層壓制品。
三、電氣絕緣層壓制品
最早使用的絕緣材料是棉布、絲綢、云母、橡膠等天然制品。20世紀(jì)30年代以后，人工合成絕緣材料迅速發(fā)展，各種合成樹(shù)脂、塑料等先后用于電工領(lǐng)域，以制造電機(jī)及高、低壓電器等，使電器產(chǎn)品的容量不斷擴(kuò)大、體積逐漸縮小，從而促進(jìn)電工和電子技術(shù)的發(fā)展。
隨著電子產(chǎn)品日新月異的發(fā)展，對(duì)絕緣材料的要求越來(lái)越高，不僅要求絕緣材料在常溫下具有各種優(yōu)良性能，還要求在各種特殊環(huán)境下突出顯示其優(yōu)異性能。在電工、電子、無(wú)線電技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)其他領(lǐng)域中，廣泛采用具有各種電氣和物理機(jī)械性能的電氣絕緣層壓制品。一些較新型的層壓復(fù)合材料制品具有高的濕熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，其使用范圍和規(guī)模正在擴(kuò)大，與此同時(shí)，一些傳統(tǒng)的層壓制品(以纖維紙為基材的紙板和以棉布為基材的布板)目前也仍在廣泛使用之中。圖5-15所示為各種層壓制品加工件，絕緣層壓板在電機(jī)中的應(yīng)用見(jiàn)圖5-16。
絕緣材料分氣體、液體和固體3類。固體絕緣材料分為無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類。無(wú)機(jī)絕緣材料主要有云母、粉云母及云母制品，玻璃、玻璃纖維及其制品，電瓷、氧化鋁膜等，耐高溫、不易老化，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度；但加工性能差，不易適應(yīng)電工設(shè)備對(duì)絕緣材料的成型要求，多用于輸配電場(chǎng)合。有機(jī)固體絕緣材料包括絕緣漆、絕緣膠、絕緣紙、絕緣纖維制品、塑料、橡膠、漆布以及浸漬纖維制品、電工用薄膜、復(fù)合制品、層壓制品等，由于其介電常數(shù)和介質(zhì)損耗小，可滿足高頻要求，從而適應(yīng)電工、電子新技術(shù)的發(fā)展。
1.所用原材料
1）基體樹(shù)脂
常用基體樹(shù)脂為酚醛和環(huán)氧樹(shù)脂，還有聚胺一酰亞胺樹(shù)脂、改性二苯醚、不飽和聚酯等。
環(huán)氧樹(shù)脂因其優(yōu)點(diǎn)明顯而在電工及機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并成為環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用的重要一支，主要品種有機(jī)械承力層壓板和層壓制品，電器絕緣層壓板，層壓管和層壓棒等。環(huán)氧層壓塑料用于電工及機(jī)械設(shè)備中的顯著優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是可提高電機(jī)、電器的耐熱性、抗振性和機(jī)械強(qiáng)度，能達(dá)到B、F級(jí)絕緣或電絕緣兼機(jī)械負(fù)荷的要求；二是具有較高的耐紫外線、耐原子能輻射的能力，可供戶外高壓電器和原子能輻射下運(yùn)行的電氣設(shè)備、裝置作絕緣結(jié)構(gòu)件；三是在高壓、大電流開(kāi)關(guān)和要求防火、防爆的電氣裝置中，可作阻燃性或耐電弧性強(qiáng)的絕緣零部件；四是強(qiáng)度高，密度小，吸振性、耐疲勞性及耐磨性好，能減少噪聲，運(yùn)行平穩(wěn)。
2）增強(qiáng)材料
主要有玻璃纖維布、棉布、紙等材料。
以無(wú)堿玻璃纖維布為基材制備的層壓制品在常態(tài)下具有高的機(jī)械性能和介電常數(shù)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，成本較低，已被廣泛應(yīng)用于各種電機(jī)電器產(chǎn)品中，是目前國(guó)內(nèi)絕緣材料產(chǎn)品中產(chǎn)量最大應(yīng)用最廣泛的一種。環(huán)氧層壓玻璃布制品中等溫度下機(jī)械強(qiáng)度極高，高濕度下介電性能穩(wěn)定；環(huán)氧酚醛層壓玻璃布制品，以具有較高的機(jī)械、耐熱和介電性能，適于作電氣設(shè)備中作絕緣結(jié)構(gòu)零部件，并可在潮濕環(huán)境下和變壓器油中使用。
以棉布為增強(qiáng)材料的層壓制品, 其電氣性能、吸水性、彎曲破壞應(yīng)力以及拉斷等性能, 都比其它類型的層壓塑料差得多, 特別是受潮后更為明顯，但是這類層壓塑料具有良好的耐磨性、抗沖擊強(qiáng)度、沿層抗劈性以及較高的抗沖擊性板厚毫米以下。上述性能是這類層壓塑料仍然存在的原因。酚醛層壓棉布制品具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，適于作電氣設(shè)備中絕緣結(jié)構(gòu)零部件。
以紙為基材的層壓塑料紙板的生產(chǎn)同其它層壓制品一樣，層壓紙板具有高的耐熱性、耐潮性和優(yōu)良的電氣性能，其機(jī)械強(qiáng)度同一般的布板和以植物纖維為基材的層壓板相比也是足夠高的。酚醛層壓紙制品具有較高的機(jī)械、耐熱和介電性能，適于作電氣設(shè)備中作絕緣結(jié)構(gòu)零部件，并可在潮濕環(huán)境下和變壓器油中使用。
2.成型工藝
電氣絕緣層壓制品是以布、氈或紙為基材，浸漬樹(shù)脂膠液，烘干得到樹(shù)脂膠布(又稱預(yù)浸布、浸膠布、粘結(jié)片等)，再經(jīng)疊層、高壓熱固化而成的板材或形狀簡(jiǎn)單的層壓制品(如軸瓦、滑輪等)，也可用膠布經(jīng)卷繞、熱壓固化制成的管材或棒材。不同用途的層壓制品所用的原材料也不同，但其成型工藝原理則基本相同，都采用干法生產(chǎn)。
層壓管見(jiàn)圖5-17，是增強(qiáng)材料浸以樹(shù)脂膠液制成浸膠布，經(jīng)過(guò)加熱卷制而成的管狀層壓制品。層壓管具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能，適用于電機(jī)、電器及其他電器設(shè)備中，可在變壓器油中使用。產(chǎn)品規(guī)格一般長(zhǎng)度100cm，最長(zhǎng)可生產(chǎn)150cm。
層壓棒適用于電氣設(shè)備中絕緣結(jié)構(gòu)零部件的精細(xì)耐磨結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖5-18。以環(huán)氧布棒為例，是由棉布浸以環(huán)氧樹(shù)脂烘干后，經(jīng)成型模壓而成的截面為圓形的棒狀層壓制品，產(chǎn)品具有較高的機(jī)械性能，適用于電器設(shè)備中作絕緣結(jié)構(gòu)零部件，并可在變壓器油中使用。本產(chǎn)品耐熱等級(jí)為120級(jí)，抗彎強(qiáng)度大于120Mpa，變壓器油中垂直層向擊穿強(qiáng)度大于10kV。
3240環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板(見(jiàn)圖5-19)在干式變壓器上的應(yīng)用見(jiàn)圖5-20，其制備工藝流程圖見(jiàn)圖5-21。
所用玻璃纖維布為電工專用無(wú)堿玻璃纖維布，經(jīng)高溫脫蠟處理以改善樹(shù)脂的浸潤(rùn)性。樹(shù)脂膠液典型配方見(jiàn)表5-18。
表5-18 3240環(huán)氧酚醛玻璃布板樹(shù)脂典型配方
控制膠液粘度和浸膠工藝使浸膠布的指標(biāo)滿足表5-19 的要求。
表5-19 3240環(huán)氧酚醛玻璃布板浸膠布指標(biāo)
根據(jù)產(chǎn)品厚度要求計(jì)算裝料量，按表5-20所示工藝進(jìn)行熱壓成型。
表5-20 3240環(huán)氧酚醛玻璃布板熱壓成型工藝
產(chǎn)品脫模后可根據(jù)實(shí)際情況選擇是否進(jìn)行后處理，一般是在120~130℃溫度地環(huán)境中持續(xù)120~150分鐘，可提高制品的機(jī)械性能和電氣性能。
控制膠液粘度和浸膠工藝使浸膠布的指標(biāo)滿足表5-19 的要求。
根據(jù)產(chǎn)品厚度要求計(jì)算裝料量，按表5-20所示工藝進(jìn)行熱壓成型。
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