一种传感器封装材料的制备及性能检测方法技术

技术编号:19384015 阅读:2 留言:0更新日期:2018-11-10 00:17
本发明专利技术公开了一种传感器封装材料的制备及性能检测方法,所述传感器封装材料包括刚性填料和柔性填料,所述刚性填料为水泥,所述柔性填料由环氧树脂、固化剂、稀释剂、消泡剂组成。在土木工程常用的振动频率范围内,传感器封装材料具有良好的力学性能和防水性能,与混凝土结构具有很好的相容性,保证传感器测量效果的准确性,同时该传感器封装材料使传感器可以充分适应我国的气候坏境,增强传感器的耐腐蚀性能,延长传感器的使用寿命。

A sensor packaging material preparation and performance testing method

The invention discloses a preparation and performance testing method of sensor packaging material, which comprises rigid filler and flexible filler. The rigid filler is cement, and the flexible filler is composed of epoxy resin, curing agent, diluent and defoamer. Within the range of vibration frequencies commonly used in civil engineering, the sensor packaging material has good mechanical properties and water-proof performance, and has good compatibility with concrete structure, which ensures the accuracy of sensor measurement results. At the same time, the sensor packaging material can fully adapt to the climate of our country and enhance the sensing. The corrosion resistance of the device prolongs the service life of the sensor.

【技术实现步骤摘要】
一种传感器封装材料的制备及性能检测方法
本专利技术涉及传感器
,具体是一种传感器封装材料的制备及性能检测方法。
技术介绍
我国幅员辽阔,不同区域、不同季节的气候差异比较突出,传感器埋入混凝土内部不可避免地会受到各种外界复杂环境的影响,再加上我国道路基础设施建设进程的加快,车辆越来越多,超速超载现象、交通事故频发,交通负担也日益加重,如何优化和改善现有传感器的制造工艺并建立一整套完善的交通监测及管理系统成为研究的热点;对于埋入式压电传感器来说,其封装材料的防水性能、力学性能以及微观性能对传感器的输出性能影响特别大。材料的耐久性好,耐腐性好、线性膨胀系数小,并与混凝土结构具有很好的相容性也是保障传感器有效工作的关键。目前市场上的商用传感器大多用金属材料封装,该类传感器与混凝土结构的弹性模量存在固有的差异,埋入结构中会存在与混凝土界面不相容问题,混凝土在受外力作用进入非线性阶段时,金属外壳和混凝土连接界面应力集中容易分离,严重影响压电传感器的输出性能和监测精度。又由于我国幅员辽阔,各个地区气候环境变化不一,传感器易受腐蚀,耐久性差,使得测量结果失效不准确。因此,本领域技术人员提供了一种传感器封装材料的制备及性能检测方法,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种传感器封装材料的制备及性能检测方法,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种传感器封装材料,其特征在于,包括刚性填料和柔性填料,所述刚性填料为水泥,所述柔性填料由环氧树脂、固化剂、稀释剂、消泡剂组成。进一步的方案:所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥。再进一步的方案:所述环氧树脂为电子级E51环氧树脂。再进一步的方案:所述固化剂为聚醚胺类改性环氧固化剂。再进一步的方案:所述稀释剂采用环氧树脂活性稀释剂。再进一步的方案:所述消泡剂为消泡剂TL-X90高效环氧树脂消泡剂。一种传感器封装材料的制备方法,包括以下步骤:一、做好试验材料及设备的准备工作,并应做好应急处置方案,保证实验的安全顺利进行;二、称量,将搅拌杯放在电子秤上,清零去皮,然后倒入所需数量的E51,记录好数据后清零,再按比例加入环氧树脂、稀释剂、消泡剂、水泥和固化剂记录好数据;其中,用塑料容器做搅拌杯;三、搅拌,机械搅拌——使用增力精密电动搅拌器进行混合搅拌,搅拌头置于搅拌中心稍偏下位置,约液面下方一半至三分之二深度为佳,搅拌时间为5分钟左右,开始搅拌速度控制在750r/min;四、脱气泡,将制备好的复合材料放入电热恒温干燥箱中8个小时,温度保持在60℃,等待气泡完全消除后取出,其中聚合物溶液未加入固化剂;五、成型,加入固化剂进行机械缓慢搅拌5分钟,速度不宜过快,并真空脱气泡,待无气泡时将环氧树脂水泥复合材料浇筑在模具内;六、养护,复合材料在常温下养护48小时后脱模,脱模以后放入标准养护箱内进行养护至规定龄期。进一步的方案:所述步骤二中,加料顺序为:环氧树脂+稀释剂+消泡剂+水泥+固化剂(气泡消除完加入)。再进一步的方案:所述步骤三中,杯壁和杯底是最难搅拌到的位置,在搅拌过程中刮壁、刮底搅拌。一种传感器封装材料的性能检测方法,包括以下步骤:一、力学性能测试与分析,按照GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO)法》中的测试方法进行,本次实验主要对选取的4种不同聚灰比(环氧树脂:水泥)复合材料进行了力学性能测试,测试内容包括抗压强度测试和抗折强度测试;二、微观性能分析,对不同聚灰比封装复合材料进行电镜扫描;三、吸水率测试,按照JGJ/T70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》的方法进行吸水率试验。与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:在土木工程常用的振动频率范围内,传感器封装材料具有良好的力学性能和防水性能,与混凝土结构具有很好的相容性,保证传感器测量效果的准确性,同时该传感器封装材料使传感器可以充分适应我国的气候坏境,增强传感器的耐腐蚀性能,延长传感器的使用寿命。附图说明图1为该传感器封装材料制备时未加水泥的搅拌状态图;图2为该传感器封装材料制备时加入水泥的搅拌状态图;图3为该传感器封装材料抗压强—龄期关系图;图4为该传感器封装材料抗折强度—龄期关系图;图5为该传感器封装材料不同聚灰比的微观形貌图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1~5,本专利技术实施例中,一种传感器封装材料,其特征在于,包括刚性填料和柔性填料,所述刚性填料为水泥,所述柔性填料由环氧树脂、固化剂、稀释剂、消泡剂组成。所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥,其细度、强度、体积安定性等各项性能技术指标均在出厂前验收合格,满足试验规定要求。所述环氧树脂为电子级E51环氧树脂,其在反应固化过程中产生的热量小,从而减少了气泡的产生,固化产物致密性更好,不会产生明显的收缩,而且固化后具有极好的粘接强度和抗冲击性能。所述固化剂为聚醚胺类改性环氧固化剂,具有机械强度高、韧性好、透明度高、粘度低、光泽度好等特点,适合用于封装材料。所述稀释剂采用环氧树脂活性稀释剂,其化学名为十二至十四烷基缩水甘油醚,它是一种常用的低粘度、无色无味的单官能基活性稀释剂,具有挥发性低、无气味、稀释效果好等优点,其不仅能降低树脂体系的粘度,还参与固化反应,改善固化物的抗弯折性能,而且反应并不影响树脂固化产物的强度。所述消泡剂为消泡剂TL-X90高效环氧树脂消泡剂,它与环氧树脂有很好的兼容性,消泡效果明显。表1-封装材料类型表2-普通硅酸盐水泥力学性能指标表3-E51环氧树脂+固化剂产品性能参数项目性能粘度,cpsE51:15000,6230:50混合粘度,mPa.S800-1200适用期(可操作时间)300min(25℃,100克)表干时间,常温12-18小时固化条件常温/48小时或60℃/3小时硬度(GB/T531.1-2008)ShoreD85吸水率(GB/T8810-2005)24小时25℃%<0.1体积电阻(GB/T1692-92)(DC500V)Ω·cm.1.20×1015介电强度(GB/T1693-2007)(25℃)KV/mm>20介电常数(GB/T1693-2007)(1MHz,25℃)3.53表4-TL-A100环氧树脂活性稀释剂性能项目性能粘度25℃,Pa.S5~15环氧值,eq/100g0.3-0.35有机氯eq/100g≤0.02无机氯eq/100g≤0.005比重0.89一种传感器封装材料的制备方法,包括以下步骤:一、做好试验材料及设备的准备工作,并应做好应急处置方案,保证实验的安全顺利进行;二、称量,将搅拌杯放在电子秤上,清零去皮,然后倒入所需数量的E51,记录好数据后清零,再按比例加入环氧树脂、稀释剂、消泡剂、水泥和固化剂记录好数据;其中,用塑料容器做搅拌杯;三、搅拌,机械搅拌——使用增力精密电动搅拌器进行混合搅拌,搅拌头置于搅拌中心稍偏下位置,约液面下方一半至三分之二深度为佳,搅拌时间为5分钟左右,开始搅拌速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器封装材料,其特征在于,包括刚性填料和柔性填料,所述刚性填料为水泥,所述柔性填料由环氧树脂、固化剂、稀释剂、消泡剂组成。

【技术特征摘要】
1.一种传感器封装材料,其特征在于,包括刚性填料和柔性填料,所述刚性填料为水泥,所述柔性填料由环氧树脂、固化剂、稀释剂、消泡剂组成。2.根据权利要求1所述的传感器封装材料,其特征在于,所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的传感器封装材料,其特征在于,所述环氧树脂为电子级E51环氧树脂。4.根据权利要求1所述的传感器封装材料,其特征在于,所述固化剂为聚醚胺类改性环氧固化剂。5.根据权利要求1所述的传感器封装材料,其特征在于,所述稀释剂采用TL-A100环氧树脂活性稀释剂。6.根据权利要求1所述的传感器封装材料,其特征在于,所述消泡剂为消泡剂TL-X90高效环氧树脂消泡剂。7.一种根据权利要求1-6任一所述的传感器封装材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:一、做好试验材料及设备的准备工作,并应做好应急处置方案,保证实验的安全顺利进行;二、称量,将搅拌杯放在电子秤上,清零去皮,然后倒入所需数量的E51,记录好数据后清零,再按比例加入环氧树脂、稀释剂、消泡剂、水泥和固化剂记录好数据;其中,用塑料容器做搅拌杯;三、搅拌,机械搅拌——使用增力精密电动搅拌器进行混合搅拌,搅拌头置于搅拌中心稍偏下位置,约液面下方一半至三分之二深度为佳,搅拌时间为5分钟左右,开始搅拌速度控制在750...

【专利技术属性】
技术研发人员:张兴军唐士润宋尚霖张鹏举张斌姚明杰栾纪昊郭梅邵景祎杨鹏刘琪
申请(专利权)人:甘肃恒路交通勘察设计院有限公司
类型:发明
国别省市:甘肃,62

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