層壓板

層壓制品簡介
　　層壓制品可加工成各種絕緣和結(jié)構(gòu)零部件，廣泛應(yīng)用在電機(jī)、變壓器、高低壓電器、電工儀表和電子設(shè)備中。層壓制品可以是板、管、棒或其他形狀。
　　隨著電氣工業(yè)的發(fā)展，高絕緣性。高強(qiáng)度、耐高溫和適應(yīng)各種使用環(huán)境的層壓塑料制品相繼出現(xiàn)。印制電路用的覆銅箔層壓板也由于電子工業(yè)的需要迅速發(fā)展。我國電工和電子用層壓制品是解放后逐步發(fā)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(jī)基材層壓制品——以木漿絕緣紙、棉纖維紙、棉布等為增強(qiáng)材料。長期使用溫度可達(dá)120℃，還發(fā)展了合成纖維制品為增強(qiáng)材料。
　　（2） 無機(jī)基材層壓制品——以無機(jī)玻璃纖維布、無堿玻璃纖維氈等為增強(qiáng)材料。長期使用溫度為130~180℃，甚至可達(dá)更高溫度，隨粘合樹脂而異。
　　層壓塑料制品按形狀和用途分為層壓板、層壓管、層壓棒和模制層壓制品。印刷電路用覆銅箔層壓板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。
層壓板的應(yīng)用
　　酚醛層壓紙布板力學(xué)強(qiáng)度高，耐濕性和耐熱性優(yōu)良，電性能良好（布板差些），易加工，在電工產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用。酚醛層壓紙、布板密度約1.35g/㎝³，比鋁輕一半，在航空和其他結(jié)構(gòu)中用的很多。
　　酚醛層壓制品耐化學(xué)腐蝕性好，能耐有機(jī)溶劑、有機(jī)酸和稀得無機(jī)酸，適用于許多化工設(shè)備，一般不適用于堿性介質(zhì)。
　　層壓紙板能承受鋸、鉆、車、銑、刨等加工，加工后不應(yīng)出現(xiàn)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，一般型號需經(jīng)預(yù)熱后沖孔。分別用于高低壓電機(jī)電器及電子工業(yè)的絕緣零部件。
　　布板加工性能比紙板、玻璃布板好，粘合強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度比紙板高，但吸水性大，吸濕后電絕緣性下降，且易長霉，不適于濕熱地區(qū)使用。因此一般用做低壓電機(jī)電器的絕緣結(jié)構(gòu)零部件，如墊圈、槽楔、螺桿等。玻璃布板種類很多，其性能也隨粘合劑樹脂的不同而各異，玻璃布板與其他層壓板比較，具有更高的力學(xué)強(qiáng)度和耐熱性，在高溫作用下，其抗彎、抗張和沖擊強(qiáng)度雖有降低，但仍高于膠紙板和膠布板。
　　三聚氰胺玻璃布板強(qiáng)度高，具有耐弧性和耐燃性，特別適用于船用電器。環(huán)氧酚醛玻璃布板、有機(jī)硅環(huán)氧玻璃布板、二苯醚玻璃布板、聚酰亞胺玻璃布板、聚胺酰亞胺玻璃布板等，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(yōu)良的介電絕緣材料。其中產(chǎn)量最大應(yīng)用最廣的是環(huán)氧酚醛玻璃布板。
　　玻璃布板由于具有多方面的優(yōu)良性能，因此廣泛用于電氣、建筑、化工、電子、飛機(jī)、宇航、汽車、電機(jī)車和船舶等工業(yè)中。
層壓板質(zhì)量問題的分析
　　層壓板的質(zhì)量問題是樹脂、上膠、壓制各工序質(zhì)量問題的綜合反映。雖然壓制是層壓板制造的最后一道關(guān)鍵工序，但前面工序生產(chǎn)的半成品的質(zhì)量好壞，對層壓板的質(zhì)量將會產(chǎn)生直接的影響。因此對層壓板出現(xiàn)的質(zhì)量問題，必須進(jìn)行具體的全面分析，方能找到確切的原因，及時采取有效措施加以解決，提高層壓板的質(zhì)量。
　　（1）表面麻孔 這種現(xiàn)象往往在薄板中易于出現(xiàn)，主要是膠紙布，特別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，個別情況是由于預(yù)熱時間過長，壓力偏低。因此備薄板料時要特別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，最好是薄板與厚板搭配一起壓制，以增加坯料的彈性，使受熱、受壓均勻。如由于產(chǎn)品規(guī)格的限制，只有薄板任務(wù)， 則墊紙就要加厚一些且要經(jīng)常更換，預(yù)熱時間不能太長，壓力要跟緊。另外在流膠時熱板溫度也不宜過高。
　　（2）表面不平、有楞 這種現(xiàn)象常發(fā)生在樹脂含量較大、可溶性較小的膠紙板中，由于樹脂流動性小，上膠時造成膠量不均的現(xiàn)象容易在層壓板的表面反映呈現(xiàn)不平和有楞現(xiàn)象。因此上膠時要注意膠量控制均勻，備料時注意各張材料顛倒調(diào)向180°，彌補(bǔ)上膠時造成的膠量不均，這樣表面狀況可得到改善。
　　（3）層壓板開裂 開裂現(xiàn)象主要發(fā)生在比較厚的紙、布板，嚴(yán)重時5mm以上的層壓板就有開裂現(xiàn)象。環(huán)氧酚醛玻璃布板不易開裂，這是膠的粘合力強(qiáng)的緣故。層壓板的開裂與樹脂粘合力有很大關(guān)系，當(dāng)老化料夾入層壓板中間，層壓板就一定開裂，因此應(yīng)當(dāng)進(jìn)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(fā)白 這主要是膠紙布揮發(fā)物大，在預(yù)熱時四周揮發(fā)物易逸出，中部揮發(fā)物殘留量大，因此四周發(fā)白而中間色深。這從板中部耐電壓比板邊發(fā)白處的耐電壓低就可判斷是揮發(fā)物所致。因此應(yīng)當(dāng)防止膠紙布吸潮，特別是膠紙布的可溶性樹脂含量過大，在熱壓時產(chǎn)生的低分子物相應(yīng)增多，這時產(chǎn)生這種現(xiàn)象就更嚴(yán)重。試驗(yàn)證明低分子物比水分影響更大，實(shí)踐證明膠紙布揮發(fā)物在4%以下不產(chǎn)生白邊，6%以下控制預(yù)熱可以不產(chǎn)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，將底材壓壞，因此應(yīng)嚴(yán)格控制膠紙布在流膠時打壓次數(shù)和壓力不能過高。環(huán)氧酚醛玻璃布板單位壓力超過7MPa（70kgf/cm²）就會壓破玻璃布。
　　（6）表面積膠 增強(qiáng)材料本身厚度偏差較大，引起膠量不均或上膠機(jī)的缺欠造成膠紙布某一位置膠量過大，流動性不均，預(yù)熱時熱板傳熱不均，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(yīng)均勻，減少可溶性樹脂的含量，在備料時要注意將一部分膠紙布顛倒調(diào)向180°，預(yù)熱時加壓不宜過快。注意排除管路、熱板冷凝水。
　　（7）層壓板厚度偏差大 厚度偏差常見的是邊緣厚中間薄，這主要是鋼板邊緣有楞不平所致。因此鋼板要注意保管，發(fā)現(xiàn)邊緣有楞應(yīng)修平后再用。偏差大也有一邊薄的現(xiàn)象，這主要是膠紙布一邊偏老、一邊偏嫩，或熱板一邊溫度高、一邊溫度低，以及熱板傾斜所造成。因此在備料時要注意將一部分膠紙布顛倒調(diào)向180°，管道進(jìn)出口交錯排列，預(yù)熱時注意排掉熱板、管道積水，以防熱板一邊溫度高，一邊溫度低，同時要經(jīng)常檢查熱板傾斜并及時進(jìn)行維修。厚度偏差還有中間部位厚邊緣薄，這主要是熱板久用出現(xiàn)的中部凹陷變形所致。應(yīng)檢修熱板。
　　（8）板材滑出 壓制時，膠紙布從鋼板中滑出，尤其是壓制環(huán)氧酚醛玻璃布板時容易發(fā)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(yù)熱流膠時加壓過快過高以及熱板本身受力不均都會產(chǎn)生跑料現(xiàn)象，跑料會造成人身設(shè)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致，坯料擺齊、裝正，采取逐步升溫加壓。如遇跑料情況，應(yīng)關(guān)閉蒸汽降溫，但要保持足夠的壓力，觀察滑出情況，待穩(wěn)定后再進(jìn)行調(diào)整，然后逐步給汽升溫繼續(xù)壓制。
　　（9）粘鋼板或表面油花 這主要是脫模劑用量不適當(dāng)造成的，內(nèi)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板，量多或擦脫模劑后未干就放料易產(chǎn)生油花。因此要嚴(yán)格控制內(nèi)脫模劑用量，需要擦外脫模劑，如地板蠟、硅橡膠等，脫模劑濃度要調(diào)配適當(dāng)，要擦均勻，形成薄薄的一層，待干后再放料。此外粘鋼板與鋼板表面質(zhì)量有關(guān)，表面光潔程度差或處理不夠，都容易粘鋼板，有時因?yàn)楣ぷ鞔中陌驯倔w料當(dāng)成表面料，也會發(fā)生粘鋼板的現(xiàn)象。
　　（10）層壓板翹曲過大 這種現(xiàn)象往往會發(fā)生在7~15mm厚的紙板，翹曲的原因很復(fù)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?yàn)閮?nèi)應(yīng)力造成。因此應(yīng)盡量減少內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，如升溫、冷卻時要緩慢給汽或冷水，防止層壓板受劇熱或劇冷。要有足夠的冷卻時間，不能任意縮短，當(dāng)水壓不足時應(yīng)適當(dāng)延長時間。搭配方案要注意層壓板受熱均勻，備料時盡量將膠紙布多調(diào)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板，因?yàn)楸“迥碗妷簶?biāo)準(zhǔn)比厚板高，熱處理工序取消后，薄板耐電壓常常達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。薄板擊穿電壓與膠紙布的揮發(fā)物關(guān)系很大，實(shí)踐證明，當(dāng)3020膠紙揮發(fā)物在4%以下時耐電壓合格，揮發(fā)物在4.5%~5%不穩(wěn)定，5%以上合格率極低。耐電壓不合格的層壓板采取熱烘處理，一般是有效的，但有些耐電壓很低的層壓板熱烘也不合格。熱烘勞動量很大，所以膠紙布應(yīng)當(dāng)保存在干燥庫中，切勿受潮。