CN101724330B

CN101724330B - 金属膜电阻器用耐湿热丙烯酸/酚醛树脂/nano-SiO2涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN101724330B
Application number: CN2009102289227A
Authority: CN
Inventors: 王秀宇; 张之圣
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2029-12-02
Also published as: CN101724330A

Abstract

本发明涉及一种金属膜电阻器用耐湿热丙烯酸/酚醛树脂/nano-SiO₂涂料及其制备方法，质量组成：热固性丙烯酸树脂10～30％，酚醛树脂30～75％，nano-SiO₂1.5～10％，无水乙醇10～60％。本发明具有环保性、涂料成膜性良好、所成膜表面光滑、致密无气孔、涂料耐高温、耐高湿性能好的特点，可应用金属膜电阻器，经耐高温和耐高湿试验后，电阻变化率ΔR/R均小于指标0.4％，耐高温和耐高湿性能优异。本发明特别适用于高性能金属膜电阻器的涂覆。同时，由于其优异的耐高温和耐高湿性能，还可推广诸如电容器等其他方面应用。

Description

金属膜电阻器用耐湿热丙烯酸/酚醛树脂/nano-SiO<sub>2</sub>涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电子信息材料技术，特别是涉及一种金属膜电阻器用耐湿热丙烯酸/酚醛树脂/nano-SiO₂涂料及其制备方法，具体是一种金属膜电阻器用具有互穿网络(InterpenetratingPolymer Network，简称IPN)结构丙烯酸/酚醛树脂/nano-SiO₂涂料。

背景技术

金属膜电阻器作为一种精密电阻器，广泛应用于精密电子设备中，但对长期处于湿热环境的金属膜电阻器来说，其稳定性与其导电膜上的功能涂料保护膜有着密切的关系。目前国内生产的涂料防潮性和耐热性还不能满足特殊领域的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属膜电阻器用耐湿热丙烯酸/酚醛树脂/nano-SiO₂涂料及其制备方法。本发明应用金属膜电阻器，经耐高温和耐高湿试验后，电阻变化率ΔR/R均小于指标0.4％，耐高温和耐高湿性能优异，特别适用于高性能金属膜电阻器的涂覆，同时，由于其优异的耐高温和耐高湿性能，还可推广诸如电容器等其他方面应用。

本发明提供的一种金属膜电阻器用耐湿热丙烯酸/酚醛树脂/nano-SiO₂涂料的原料的质量组成：

热固性丙烯酸树脂 10～30％

酚醛树脂 30～75％

nano-SiO₂ 1.5～10％

无水乙醇 10～60％。

热固性丙烯酸树脂(数均分子量范围2000～6000)，热固性丙烯酸树脂(固含量60％)。它是由丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸正丁酯等)和甲基丙烯酸酯类(如，甲基丙烯酸甲酯)及其它烯属单体共聚制成，该树脂具有醇溶性。

所述的酚醛树脂(数均分子量范围200～1000)为苯酚-甲醛树聚合而成，热塑性和热固性均可，具有醇溶性。

所述的nano-SiO₂粒径尺度均在20～50nm。

本发明提供的金属膜电阻器用耐湿热丙烯酸/酚醛树脂/nano-SiO₂涂料的制备方法包括的步骤：

1)室温下在乙醇溶液中用超声振荡法将nano-SiO₂均匀分散于乙醇溶液中，加入酚醛树脂，搅拌混合得到均一、透明的酚醛树脂/nano-SiO₂溶液。由于酚醛树脂中含有大量的活性-CH₂OH，nano-SiO₂在由Si(OH)₄制备时也残存一些羟基，因此nano-SiO₂颗粒与酚醛树脂基体之间将形成大量氢键，这使nano-SiO₂颗粒与酚醛树脂基体之间具有很强的结合力，因此得到的是均一、透明的酚醛树脂/nano-SiO₂溶液。

2)将酚醛树脂/nano-SiO₂透明溶液与热固性丙烯酸树脂混合均匀即可(比重通常大于1.0)。

3)用稀释剂无水乙醇调节涂料的比重以适于金属膜电阻器在生产线上涂覆。所制备涂料可在110～150℃下60～120s内表面固化干燥，以适于生产线生产，160～180℃下30～90min内完全固化干燥。

本发明是采用醇溶性的热固性丙烯酸树脂和酚醛树脂作涂料的基体材料，有机试剂和无机纳米材料作功能辅料，所制备的涂料膜表面光滑致密，无针孔。由于丙烯酸树脂和酚醛树脂在混合时，能形成相溶性良好的具有互穿网络(IPN)结构的共混物。这两种树脂共混物在高温固化时，形成的共聚物(Co-polymer)耐湿热性优于单一树脂组分涂料固化聚合物(Polymer)。纳米SiO₂的引入增加了丙烯酸树脂和酚醛树脂在高温共聚时的交联点，提高了共聚物网络结构的致密性，从而使这种涂料膜耐高温(Si-O键能大于C-C键能和C-O键能)和耐高湿性能(共聚物网络结构越致密，耐湿性能越好)良好。

本发明的优点在于具有环保性、涂料成膜性良好、所成膜表面光滑、致密无气孔、涂料耐高温、耐高湿性能好的特点。本发明应用金属膜电阻器，经耐高温和耐高湿试验后，电阻变化率ΔR/R均小于指标0.4％，耐高温和耐高湿性能优异。本发明特别适用于高性能金属膜电阻器的涂覆。同时，由于其优异的耐高温和耐高湿性能，还可推广诸如电容器等其他方面应用。

附图说明

图1是所制备涂料膜的SEM表面形貌图。

具体实施方式

实施例1

按下列质量配比制备：

涂料基体：热固性丙烯酸树脂(固含量60％)11％

酚醛树脂 48％

nano-SiO₂ 2％

稀释剂无水乙醇 39％

具体操作：按配方计量，室温下，将分散有nano-SiO₂的无水乙醇悬浊液加入酚醛树脂(天津静南树脂有限公司，型号：213或214)中混合均匀，然后再与热固性丙烯酸树脂(市售，树脂牌号DT634-45，数均分子量范围3000，固含量60％)混合均匀(比重＝2.0)，并在搅拌条件下用稀释剂无水乙醇调节使涂料的比重以适于金属膜电阻器在生产线上涂覆即可。在130℃下90s内表面固化干燥，160℃下60min内完全固化干燥。

耐高温耐高湿环境模拟试验是根据国家标准GJB360A-96进行湿热试验，通过程控设备自动实现的，试验时间与温度均是预先通过程序设定好的。

在耐高湿试验中，设置如下：相对湿度为85％～98％，加满负荷条件下，温度从-10℃到+80℃循环三次，总时间连续持续240小时。试验结束后，要求电阻变化率ΔR/R≤0.4％。

在耐高温试验中，设置如下：150℃下连续恒温2000小时，试验结束后，要求电阻变化率ΔR/R≤0.4％。

电阻器是采用标称阻值为R_标＝249KΩ的临界阻值电阻器(工作电压等于额定电压)，这种阻值对封装涂料性能要求更为苛刻，如果这种电阻器能通过耐高温、耐高湿试验，则其他阻值电阻器均能通过。

实验结果如下：R_标＝249KΩ(30支)

本发明所制备的涂料膜表面光滑致密，无针孔(见图1)，耐高温和耐高湿性能良好，特别适用于高性能金属膜电阻器的涂覆，其应用为航天、军事电子技术的发展及新能源的利用提供了良好保证。

Claims

1.一种金属膜电阻器用耐湿热丙烯酸/酚醛树脂/nano-SiO₂涂料，其特征在于它的原料的质量组成：

热固性丙烯酸树脂 10～30％

酚醛树脂 30～75％

nano-SiO₂ 1.5～10％

无水乙醇 10～60％。

2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于所述的热固性丙烯酸树脂的数均分子量2000～6000，热固性丙烯酸树脂的固含量为60％。

3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于所述的酚醛树脂的数均分子量范围200～1000，由苯酚和甲醛聚合而成。

4.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于所述的nano-SiO₂粒径尺度是20～50nm。

5.一种权利要求1所述的金属膜电阻器用耐湿热丙烯酸/酚醛树脂/nano-SiO₂涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)室温下在乙醇溶液中用超声振荡法将nano-SiO₂均匀分散于乙醇溶液中，加入酚醛树脂，搅拌混合得到均一、透明的酚醛树脂/nano-SiO₂溶液；

2)将酚醛树脂/nano-SiO₂透明溶液与热固性丙烯酸树脂混合均匀；

3)用稀释剂无水乙醇调节涂料的比重以适于金属膜电阻器在生产线上涂覆，所制备涂料在110～150℃下60～120s内表面固化干燥，以适于生产线生产，160～180℃下30～90min内完全固化干燥。