CN101243146A - 涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于平面组件、混合电路、SMD组件的涂料组合物，其包含至少一种可在60℃－120℃下，优选在70℃－110℃下，特别在80℃－90℃下固化的粘结剂或粘结剂混合物，还涉及其制备方法及其用于电子学中的平面组件、混合电路、SMD组件和装配好的印制线路板的用途。

Description

涂料组合物
本申请要求DE 10 2005 040 126.0-43的优先权。
技术领域
本发明涉及涂料组合物、其制备及其用途，特别是在平面组件、混合电路(Hybride)和SMD组件和装配好(bestickten)的印制线路板领域中的用途。
背景技术
印制线路板上使用的平面组件、混合电路、SMD组件和其它部件用的涂料组合物必须保护被涂布的部件免受湿气、化学品、灰尘等的影响。另外希望通过保护层提高电子组件的气候安全性和耐泄漏电流的安全性。热负荷能力必须适应应用领域。与各种衬底的良好粘合被认为是不言而喻的。通常通过选择涂布(Select Coat)法或选择性浸渍法进行加工。如果提高该组合物的温度以降低粘度，则喷雾和注射法都可以使用。使用这种涂料组合物获得厚度多达数毫米的优异的干膜。
现有技术是使用风干或烘干清漆。粘结剂通常是醇酸树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂。作为表面保护，这些清漆长期以来就已知并也被描述过(W.Tillar Shugg，Handbook of Electrical and ElectronicInsulating Materials(电气和电子绝缘材料手册)，IEEE Press1995)。清漆通常包含多达50％或更多的溶剂。当固化时，溶剂被排放到环境空气中，这如今是不希望的。用于此用途的溶剂体系是基于聚氨酯树脂和环氧树脂的配制剂。
在文献(S.A.Zahir，E.Hubler，D.Baumann，Th.Haug，K.Meier，Polymere，第273页，B.G.Teubner Stuttgart 1997)中详尽描述了借助路易斯酸聚合的单组分环氧树脂的固化机理。
US 6,297,344和US 6,207,732描述了用作粘合剂的单组分环氧树脂。固化温度为120℃。
WO 94/10223描述了含有环氧树脂的配制剂，其首先用紫外线活化并然后在150℃下在1小时内热固化。用途是电气和电子部件的浇铸、掩蔽和粘合。
US 20030200701描述了在140℃下固化的配制剂。
发明内容
本发明提出的问题是提供用于涂布热不稳定性衬底(例如平面组件(如印制线路板)、混合电路(如混合微系统)、SMD组件等)的低粘性涂料组合物，其需要低的热固化能并需要比现有技术少的固化时间，并且其可以在常用设备上加工，并可用作保护涂层。
通过包含可以在高于60℃并低于120℃下固化的粘结剂或粘结剂混合物的涂料组合物解决了该问题。特别优选的粘结剂或粘结剂混合物是在70℃-110℃，特别在80℃-90℃下可固化的那些。
本发明的涂料组合物优选包含多种能使该涂料组合物在高于60℃并低于120℃下，优选在70℃-110℃下，特别在80℃-90℃下固化的催化剂。根据本发明使用能够实现在指定温度下在50分钟，优选30分钟内固化的催化剂。特别优选的催化剂是能够实现在20-50分钟内，特别优选在25-40分钟内固化的那些。本发明还相应提供了这些催化剂用于热不稳定性衬底的涂料的用途。
除了所述粘结剂和催化剂外，该涂料组合物还可以包含其它常规辅助和添加组分。
根据本发明特别优选的是包含组分A、B、C和，如适当，D的涂料组合物，其中
组分A包含
a)至少一种粘结剂，
组分B包含
b)一种或多种反应性稀释剂，
组分C包含
c)能使本发明的涂料组合物在60℃-120℃下，优选在70℃-110℃下，更特别在80℃-90℃下固化的催化剂，
和组分D包含
d)一种或多种选自缓蚀剂、消泡剂、流平剂和润湿剂的物质。
在一种本发明优选实施方案中，涂料可以由组分A至D构成。同样可能的是，组分B由反应性稀释剂构成，组分C由固化催化剂构成，组分D由所述缓蚀剂、消泡剂、流平剂和润湿剂构成。
根据本发明，组分A优选包含选自脂环族二环氧树脂类的粘结剂。特别优选的是这种组分由这类树脂构成。这些树脂的实例是己二酸双(3，4-环氧基环己基甲基)酯或3，4-环氧基环己烷羧酸3，4-环氧基环己基甲酯。该树脂可以单独或混合使用。除了所述树脂外，具有类似性能的粘结剂也是合适的。换言之，粘结剂必须在每种情况下单独或混合地，或在催化剂存在下，适合在高于60℃并低于120℃下，优选在70℃-110℃下，更特别在80℃-90℃下固化。
合适的组分B优选是与本发明的环氧树脂进行阳离子共聚的化合物。这类化合物可以是，例如，单环氧化物，如氧化苧烯，以及环氧线型酚醛清漆树脂。还可以使用具有线型或支化结构的聚乙二醇或聚丙二醇型多元醇，均聚物或共聚物。此外，可以使用天然存在的OH官能化油，例如蓖麻油。也可以使用乙烯基醚，例如三甘醇二乙烯基醚或环己烷二甲醇二乙烯基醚。碳酸亚烷基酯，例如碳酸亚丙酯也适用。根据本发明同样适合作为环氧树脂的反应性树脂的是氧杂环丁烷，例如3-乙基羟甲基氧杂环丁烷、对苯二甲酸酯双氧杂环丁烷或双亚苯基双氧杂环丁烷。
组分C包含至少一种适于在高于60℃并低于120℃的温度下，优选在70℃-110℃下，更特别在80℃-90℃下将涂料固化的催化剂。固化催化剂应该能够实现优选在50分钟内固化。特别优选在20-50分钟内，非常优选在25-40分钟内，最优选在30分钟内固化。根据本发明，优选使用六氟锑酸季铵。在这方面，优选使用六氟锑酸(4-甲氧基苄基)二甲基苯基铵作为固化催化剂。其能使本发明的涂料组合物在上述指定温度下在指定时期内固化。
组分D包含一种或多种选自缓蚀剂、消泡剂、流平剂和润湿剂的物质。
本发明的涂料组合物可以通过如下方式制备：将组分A至D彼此混合，然后将它们储存或将它们供给其应用。试验表明，本发明的涂料组合物储存稳定数周。根据本发明，组分A的含有环氧树脂的粘结剂与其它组分优选均匀混合。这得到涂料组合物，其根据组成而可以具有不同的粘度。用于涂布电子学中的平面组件、混合电路和SMD组件的涂料组合物通常根据用途、根据加工技术和根据所需涂层厚度而具有在25℃下测得的300mPa.s至600mPa.s的粘度。本发明的涂料组合物特别适用于电子学中的平面组件(例如印制线路板)、混合电路(例如混合微系统)、和SMD组件以及装配好的印制线路板的涂层。该涂层具有优异的粘合性并且是无VOC或低VOC的。此外，本发明的涂料组合物也可用于电气线圈的浸渍或作为电气线圈的保护漆。
具体实施方式
下面参照实施例更详细描述本发明。根据DIN和IEC标准进行测试。得自实施例1和得自对比例5的配制剂的漆膜的性能表现出可比的值。这意味着使用本发明的催化剂在90℃下的固化与根据现有技术在150℃下的固化等价。
实施例
实施例1
向2031.0克3，4-环氧基环己烷羧酸3，4-环氧基环己基甲酯中，在搅拌下加入55.0克Lupranol
Figure A20068003059700071
3300(BASF的聚醚多元醇)，和7克六氟锑酸(4-甲氧基苄基)二甲基苯基铵在7克碳酸亚丙酯中的溶液。该涂料组合物储存稳定数周，并在25℃下具有500mPas/锥(Kegel)/D的粘度。
该涂料组合物在4毫米层厚度下在90℃下在30分钟内无瑕疵固化。固化损失小于0.1％。在0.1毫米层厚度下，漆膜无瑕疵地粘附到脱脂金属板上。无瑕疵地通过心杆弯曲试验(3毫米)。在23℃下的接触电阻为1.7E+15欧姆*厘米。在水储存7天后，在23℃下的接触电阻为1.8E+14欧姆*厘米。电介质强度为230kV/mm(在23℃下)和228kV/mm(在155℃下)。
使用该清漆根据IEC 61033(方法A)浸渍钻杆，并在固化(在90℃下30分钟)后，测定耐烘烤性。其在23℃下为290N。
实施例2
将1722.0克3，4-环氧基环己烷羧酸3，4-环氧基环己基甲酯、390.0克双(3，4-环氧基环己基甲基)己二酸酯、210.0克Lupranol
Figure A20068003059700081
2042、63.0克Lupranol3300(BASF的聚醚多元醇)，和六氟锑酸(4-甲氧基苄基)二甲基苯基铵在7.9克碳酸亚丙酯中的溶液，在搅拌下均匀混合。该涂料组合物储存稳定数周，并在25℃下具有580mPas的粘度。
该涂料组合物在4毫米层厚度下在强制通风炉中在30分钟/90℃下固化形成挠性膜。固化损失小于0.2％。在0.1毫米层厚度下，漆膜无瑕疵地粘附到脱脂金属板上。无瑕疵地通过心杆弯曲试验(3毫米)。在23℃下的接触电阻为4.5E+14欧姆*厘米。在水储存7天后，在23℃下的接触电阻为8.5E+13欧姆*厘米。电介质强度为221kV/mm(在23℃下)和210kV/mm(在155℃下)。
使用该清漆根据IEC 61033(方法A)浸渍钻杆，并在固化(在90℃下30分钟)后，测定耐烘烤性。其在23℃下为190N。
实施例3
由2100克己二酸双(3，4-环氧基环己基甲基)酯、400.0克Lupranol
Figure A20068003059700083
3530(BASF的聚醚多元醇)，和12.5克六氟锑酸(4-甲氧基苄基)二甲基苯基铵在12.5克碳酸亚丙酯中的溶液，在搅拌下制备涂料组合物。该配制剂储存稳定并在25℃下具有600mPas/锥的粘度。在4毫米层厚度下，其在强制通风炉中在90℃下在30分钟内固化产生非常挠性的膜。
实施例4
由1900克己二酸双(3，4-环氧基环己基甲基)酯，600.0克蓖麻油，和12.5克六氟锑酸(4-甲氧基苄基)二甲基苯基铵在12.5克碳酸亚丙酯中的溶液，在搅拌下制备涂料组合物。其在25℃下具有600mPas/锥的粘度。在4毫米层厚度下，其在强制通风炉中在90℃下在30分钟内固化产生非常挠性的膜。
对比例5
重复实施例1的实验，只是使用商业上常规的三氟化硼-辛胺络合物作为催化剂。
在90℃下，该组合物没有固化，即使在炉中较长时间储存也没有固化。该组合物在强制通风炉中在150℃下在50分钟内固化。固化损失为大约1.8％。在0.1毫米的层厚度下，漆膜无瑕疵地粘附在脱脂金属板上。无瑕疵地通过心杆弯曲试验(3毫米)。在23℃下的接触电阻为5.3E+14欧姆*厘米。在水储存7天后，在23℃下的接触电阻为1.1E+13欧姆*厘米。电介质强度在每种情况下为225kV/mm(在23℃下)和212kV/mm(在155℃下)。

Claims (18)

1. 用于热不稳定性衬底，特别用于平面组件、混合电路和SMD组件的涂料组合物，其包含至少一种在低于120℃并高于60℃下可固化的粘结剂或粘结剂混合物。
2. 根据权利要求1的涂料组合物，其特征在于所述粘结剂或粘结剂混合物在70℃-110℃，特别在80℃-90℃下可固化。
3. 根据权利要求1或2的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含固化催化剂。
4. 根据权利要求1至3中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含至少一种反应性稀释剂，和任选的缓蚀剂、消泡剂、流平剂和润湿剂。
5. 根据权利要求1至4中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含环氧树脂作为粘结剂。
6. 根据权利要求1至4中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含脂环族环氧树脂作为粘结剂。
7. 根据权利要求1至6中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含己二酸双(3，4-环氧基环己基甲基)酯或3，4-环氧基环己烷羧酸3，4-环氧基环己基甲酯或其混合物作为粘结剂。
8. 根据权利要求1至7中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含能够实现在20-50分钟内，优选在30分钟内固化的催化剂。
9. 根据权利要求1至8中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含六氟锑酸季铵作为催化剂。
10. 根据权利要求1至9中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含六氟锑酸(4-甲氧基苄基)二甲基苯基铵作为催化剂。
11. 根据权利要求1至10中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含与环氧树脂进行阳离子聚合的化合物作为反应性稀释剂。
12. 根据权利要求1至11中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含单环氧化物、聚乙二醇或聚丙二醇型多元醇作为反应性稀释剂。
13. 根据权利要求1至12中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含天然存在的OH官能化油，优选蓖麻油作为反应性稀释剂。
14. 根据前述权利要求中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含乙烯基醚，优选三甘醇二乙烯基醚或环己烷二甲醇二乙烯基醚作为反应性稀释剂。
15. 根据权利要求1至13中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含碳酸亚烷基酯，优选碳酸亚丙酯作为反应性稀释剂。
16. 根据权利要求1至14中任一项的涂料组合物，其特征在于该涂料组合物包含氧杂环丁烷作为反应性稀释剂，优选3-乙基羟甲基氧杂环丁烷、对苯二甲酸酯双氧杂环丁烷或双亚苯基双氧杂环丁烷。
17. 根据权利要求1至16中任一项的涂料组合物用于平面组件、混合电路、SMD组件，用于浸渍电气线圈或用作电气线圈的保护漆的用途。
18. 涂布热不稳定性衬底的方法，其通过如下方式进行：将根据权利要求1至15中任一项的涂料组合物施加到衬底上并在高于60℃并低于120℃的温度下将其固化。
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