环氧树脂实验

使用环氧树脂填充、封装LED灯具的实验一．实验原理
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。

环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。

由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。

环氧树脂的一般性质：
1、形式多样。

各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。

2、固化方便。

选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～180℃温度范围内固化。

3、粘附力强。

环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。

环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。

4、收缩性低。

环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。

它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2%）。

5、力学性能。

固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。

6、电性能。

固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。

7、化学稳定性。

通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。

像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。

适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。

8、尺寸稳定性。

上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。

9、耐霉菌。

固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。

二．实验材料
由于本实验的用途是对LED光源的填充和封装，所以选择环氧树脂时候，要求透光性能要强，能够完全绝缘，考虑到对灯具形状的制作要求，还需要环氧树脂混合剂的固化速度适中。

基于透光性的要求，固化剂选择了非胺类固化剂，避免了大量气泡的产生，同时满足了高透明度。

实验材料：
环氧树脂凤凰牌E51 一桶
固化剂T593固化剂一桶
测量器皿两只混合器皿三只搅拌棒一根模具三只（灯罩模具一个待填充封装灯具一组）
三．实验过程
1.准备工作
将实验材料放置就位，并将三只混合器皿依次摆放，并用分别贴上纸标签为2:1、3:1、5:1。

三只模具如同混合器皿标签固定，方便后面的操作。

2.配置方法和配比
环氧树脂和固化剂的规定配比：3:1—8:1（重量比），由于环氧树脂和固化剂的密度相似，故使用体积量度。

为了呈现以不同配比混合的结果是否有差异，采取按照2:1、3:1、5:1的配比进行分别配制。

配置过程：先用一只测量器皿量取100mlT593固化剂，注入混合器皿中，再用另一只测量器皿量取300ml的E51环氧树脂注入混合器皿中，在10—15℃的室温条件下混合，用搅拌棒搅拌，并注入贴有3:1标签纸的模具中，等待固化。

再依次按照如上方法，以2:1、5:1的配比混合，分别注入贴有相应标签的模具中，等待固化。

注意事项：
1.由于配比弹性比较大，可以适量的多加环氧树脂，避免因为器皿壁沾留后，
配比不足，固化不完全。

2.固化剂T593的粘稠度相比于环氧树脂E51较小，故向混合器皿中先注入
固化剂，这样会较容易均匀混合。

3.搅拌过程要慢速，避免混入大量气泡。

4.混合环境温度在室温下即可。

5.搅拌到没有明显的粘稠度分布不均的时候，已经基本混合均匀。

3.混合物、浇灌、固化过程与其特征
混合物特征：
三种配比混合物的粘稠度均介于纯环氧树脂和固化剂T593之间，随着固化剂T593配量越多粘稠度会越小；透光性均有下降，颜色都呈现出淡淡棕黄色并且出现一定程度浑浊。

混合过程中均没有出现发热情况。

浇灌过程：
由于粘稠度较小，三种混合物呈现明显流体特征，很快便布满整个模具。

混合器皿壁上均留有大量的残余混合物，说明其拥有较强的胶粘附着性质。

固化过程：
ⅰ固化环境在10—15℃的室温条件，无阳光直接照射；
ⅱ固化过程对比：3:1,5:1两种混合物固化过程变化平缓，没有明显发热现象，经过4到6个小时完全固化成透明固态物质，且固化均匀。

2:1混合物在混合器皿中进行固化时，在10mins到30mins之间，放出大量热量，并且出现部分迅速固化现象，但是固化不均匀， 6到8个小时之后，仍有局部呈固体胶质性质，未完全固化成固态物质，。

固化完成后，混合物特征对比：
力学性质：3:1和5:1配制强度高，均匀；2:1配制强度较小，呈胶质物，且强度不均匀。

电学性质：3:1和5:1配制呈理想绝缘性；2:1配制胶质部分阻值10M Ω到200MΩ，随着胶质和直线距离变化，胶质性越大，即越软，直线距离越小，阻值越小（使用万用表测得）。

耐热性：对固化后的固态混合物局部加100℃—110℃高温
2:1配制出现微弱软化液化成粘稠物现象。

3:1和5:1配制受热后基本没变化，且比2:1配制有稍好的导热
性能。

透明度：2:1配制较3:1和5:1配制透明性好，且颜色变化更小，不呈现明显棕黄色。

四．实验结论
综合以上材料特征，鉴于填充、封装LED灯具的特定应用，应使用3:1的环氧树脂，固化剂的配比，可以达到比较理想的使用目的。

如果需要加快固化，可以适当多加T593固化剂。