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环氧树脂灌封材料性能研究

张思亮  
【摘要】: 随着电子工业的发展,电子器件的高性能化对灌封材料提出了越来越高的要求。探索制备灌封材料的新方法,寻求提高其使用性能的有效途径是该项领域研究的重要课题。环氧树脂由于具有收缩率低、胶粘强度高、尺寸稳定、电性能优良、耐化学介质等优点,并对多种材料具有良好的粘结能力,已广泛用作制备电子器件灌封胶的原材料。 本文对环氧树脂灌封材料的性能进行了研究,用无色透明性好的环氧树脂、改性固化剂体系作为主体原料,制备太阳能电池灌封材料。研究了固化剂的协同效应,讨论了灌封胶各组分对固化物的力学性能的影响,并探讨了固化剂的协同效应和固化剂用量对灌封材料光学性能的影响。实验结果表明:通过选择不同的固化剂配合,使其发生协同效应,大大提高了原有固化剂的性能,固化剂的协同效应也对固化反应的活性产生影响。当D-230:IPDA=5:3时协同效应较好,固化物的断裂强度也最大,达150.95Mpa:根据固化剂不同温度下的凝胶时间,按照Arrenhinus公式,通过线性处理得到拟合曲线,计算了表观活化能,讨论了固化反应对温度的敏感性及反应活性。D-230+IPDA固化反应的表观活化能为41.93KJ.mol~(-1),在一定温度下反应进行的程度较好。并且固化物的性能得到提高。 论文研究了灌封胶各组分对固化物的力学性能、透光性能的影响。在不降低混合物的固化活性下,通过加入活性稀释剂,有效降低了灌封材料的粘度,改善了操作特性,当稀释剂501含量达15phr时固化物断裂强度最大。苯甲醇与环氧树脂很好的相容,能够促进环氧树脂与胺的反应,当苯甲醇含量在5phr时,固化物的断裂强度较高;当增塑剂DBP含量超过10phr后,胶粘剂断裂强度降低明显。固化过程中,随着温度的升高,固化物的力学性能上升,断裂强度有明显的提高。但温度上升一定程度后,固化物的力学性能出现不同程度下降,因此,固化温度对灌封材料的力学性能有一定的影响,试验表明:固化反应的温度在80℃,反应时间在1.5小时较好。 灌封材料的透光性和耐候性能直接影响太阳能电池的聚光效率和使用寿命,本文探讨了影响环氧树脂灌封材料透光性的因素。选用透明性较好的脂环族类固化剂如IPDA、N-AEP发生协同效应,比单一的D-230,能有效提高固化物的透光性,且有较好的抗紫外线能力:稀释剂含量超过15phr后,固化物的光学性能下降,这与固化物力学性能表现一致;增塑剂含量在10phr时的光学性能与力学性能表现一致,当DBP含量超过10phr后,胶粘剂断裂强度降低明显,光学性能也下降。


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