層壓成型法是采用增強材料，如玻璃纖維布、碳纖維布等經浸膠機浸漬的環氧樹脂，經烘干制成預浸料——成型材料，然后預浸料經裁切、疊合在一起，在壓力機中施加一定的溫度、壓力，保持適宜的層壓時間制成層壓制品的成型工藝。采用這種成型工藝可生產各種層壓板、絕緣板、波形板、印刷電路板等。 ⑴原材料 ①樹脂 作預浸料的樹脂一般采用中等分子量的環氧樹脂，這種樹脂的特點是強度高、耐化學腐蝕、尺寸穩定性好、吸水率低。 ②增強纖維 適合于制作預浸料的纖維增強材料有：玻璃布、高硅氧石英纖維織物、碳纖維布、芳綸纖維布等。玻璃布具有耐熱、強度高、良好的耐濕性、尺寸穩定性好、價格便宜等特點，是用途最廣的品種之一。高硅氧石英布耐高溫、絕緣和耐燒蝕性能好。碳纖維布具有良好的耐腐蝕和燒蝕性能，強度高。芳綸布具有耐熱性能和較高的強度。 ③輔助材料 a.固化劑 一般采用酚醛樹脂預聚物、雙氰胺、甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐、甲基納迪克酸酐、芳香族胺類固化劑。 b.促進劑 芐基二甲胺、對苯二酚、2-乙基-4-甲基咪唑等。 c.溶劑 一般采用丙酮、乙醇和甲苯/二甲苯等。 ⑵浸膠 用黏度被嚴格控制的樹脂浸漬連續纖維織物，熟化，達到半熔階段加熱、烘干，成為預浸料（此時樹脂達到B階段）。膠布的質量是影響層壓產品的一個重要因素。 ①預浸織布 影響浸膠的主要因素有膠液的黏度和浸漬方法。 浸漬方法一般采用溶膠機，主要有立式和臥式兩種。膠液黏度可直接影響織物的浸漬能力和膠層厚度，若膠液黏度太大，纖維織物不易滲透；黏度過小，會導致膠布膠含量太低。浸漬時間一般為15~30s。時間過長則影響生產效率，過短則導致膠布沒浸透和膠含量不夠。在浸膠過程中，纖維織物所受張力大小和均勻性會影響膠布的含膠量與均勻性，因此在浸膠過程中，應嚴格控制纖維織物所受的張力及其均勻性。 ②干燥 纖維織物浸膠后，必須進行干燥處理，出去預浸料中的溶劑、揮發物、同時是環氧樹脂預聚體進一步聚合。預浸料的干燥方法一般采用烘箱烘干，其性能主要是可溶性樹脂含量和物料的流動性。 層壓工藝 層壓工藝是層壓成型中的重要工序。層壓工藝是將浸漬膠布按照壓制厚度的要求配選成板坯，置于所經拋光的金屬模板之中，放在熱壓機上，對兩層模板之間的進行加熱、加壓、固化、冷卻、脫模、后處理等。 ⑴膠布裁剪 此過程是將膠布剪成一定尺寸，剪切設備可用連續式定長切片機，也可以手工裁剪。膠布剪切，要求尺寸準備，將剪切好的膠布疊放整齊，把不同含較量及流動性的膠布分別堆放，做好記錄貯存備用。 ⑵膠布配選 膠布配選工序對層壓板的質量好壞至關重要，如配選不當會發生層壓板開裂、表面花麻等弊病。在具體操作中應注意如下問題。 ①在配選板材的面層，每面應放2張表面含較量高、流動性大的膠布。 ②揮發物含量不能太大，如果揮發物含量太大，應干燥處理后在使用。
W——需要層壓膠布的總質量，g；S——層制板材的面積，cm2；h——層壓制品的厚度，cm；d——層壓板的密度，kg/cm3；a——修正系數。 a視成品板的大小和厚度而定，h<5mm時，a取0.02~0.03；h>5mm時，a可取0.03~0.08。 ⑶熱壓工藝 壓制工藝中最關鍵是工藝參數，其中最重要的工藝參數是溫度、壓力和時間。 ①溫度 壓制溫度在一般壓制工藝的升溫過程中可分為5個階段。 第一階段是以溫室升至物料顯著反應的階段，即預熱階段。此時樹脂烴化并排出部分揮發物，壓力一般為全壓力的1/3~1/2。 第二階段是中間保溫階段。這時樹脂熔化，滲透，反應速率較低，保溫時間根據膠布的含量、流動性和制品厚度而定。當流出樹脂接近膠化并拉長絲時，應加壓力并升溫。 第三階段是升溫階段。主要是為了提高樹脂的固化程度。此時樹脂反應速率加快。第四階段是保溫階段。目的是使樹脂充分固化。 最后階段為冷卻階段。達到樹脂熔點即可停止加熱，然后自然冷卻，o并保持需要的最高壓力。冷卻速率對制品表面的平整度有影響，應控制冷卻速率，降至50℃以下時可以脫模。 ②壓力 層壓壓力的作用：a.克服揮發物的蒸汽壓；b.使黏結的樹脂流動；c.使膠布層間緊密接觸；d.防止板材冷卻時變形。 成型壓力的大小是根據樹脂的固化特性確定的。環氧板和環氧/酚醛層壓板為5.9MPa,環氧板材為3.9~5.9MPa。 ⑷后處理 后處理的目的是使樹脂進一步固化直到完全固化，同時部分消除制品的內應力。提高制品的結合性能。環氧/酚醛板的后處理是在130~150℃的環境中保持150min左右。 ⑸層壓板常見缺陷及解決辦法 層壓板的質量是膠布的層壓工藝各工序操作質量的綜合反映，因此，對曾嚴辦出現的質量問題應進行全面分析，從中找出確切的原因，然后采取有效措施加以解決，以確保批量生產時層壓板的質量。 |