CN101948668B - 用于制备软式覆铜板材料的无卤阻燃胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

用于制备软式覆铜板材料的无卤阻燃胶粘剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于制备软式覆铜板材料的无卤阻燃胶粘剂，由无卤环氧树脂、增韧剂、氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、固化剂及促进剂和溶剂制成，体系中总磷氮比为1.5∶1～2.5∶1。制法：先将无卤环氧树脂分散在溶剂中，记为A组份；并将增韧剂分散在溶剂中，记为B组份；再将A组份，B组份，氮系阻燃剂，磷系阻燃剂，促进剂及固化剂加入剩余溶剂中，经搅拌均匀后，制得无卤阻燃胶粘剂。本发明引入合理的磷氮比，降低了配方中磷含量至＜4％，降低成本10％～13％。利用磷氮协同阻燃效应，综合配方树脂特性，开发适合无卤FCCL阻燃体系，提升阻燃性能，达到UL94-VO等级，剥离强度提升10％～20％，爆板耐热性达到300℃/3分钟。

Description

用于制备软式覆铜板材料的无卤阻燃胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及无卤阻燃元素多元化应用，具体是指一种用于制备软式覆铜板材料的无卤阻燃胶粘剂及其制备方法。
背景技术
软性覆铜板(Flexible Copper Clad Laminate，缩写FCCL)又称为：挠性覆铜板、柔性覆铜板，是挠性印制电路板(FlexiblePrinted Circuit board，缩写FPC)的加工基材。随着挠性印制线路板FPC行业的飞速发展，其所必需的基材即软性覆铜板的需求迅速增长，对软性覆铜板FCCL的性能要求也越来越高。电子产品的小型化、多功能化和高性能化发展，更要求软性印刷电路覆铜板具有优异的介电性能、良好的力学性能、耐热性和无卤阻燃性。
现有技术中，FPC中FCCL的胶粘剂为了达到阻燃和无卤要求，是采用磷系阻燃剂，但是因磷含量于体系中比例过高(＞4％)，容易造成爆板、吸水性均变差，阻燃性能处于UL94-VO临界值，所以，仍然存在改进的必要。
另外，在塑料改性中，氮系阻燃剂MC(三聚氰酸尿酸盐)已经大量使用，但是，基于软性覆铜板行业的环氧胶粘剂尚未见其应用。
因此，本发明人就此进行研究，开发出一种无卤阻燃胶粘剂，以用于制备软式覆铜板材料中，提高阻燃性，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于制备软式覆铜板材料的无卤阻燃胶粘剂及其制备方法，以提高阻燃性。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于制备软式覆铜板材料的无卤阻燃胶粘剂，由原料：无卤环氧树脂、增韧剂、氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、固化剂及促进剂和溶剂制成，其中，配方中磷氮元素质量比为1.5∶1～2.5∶1。
所述用于制备软式覆铜板材料的无卤阻燃胶粘剂，由以下原料按质量百分比制成：
无卤环氧树脂          15～20％，
增韧剂                8～18％，
氮系阻燃剂            4～8％，
磷系阻燃剂            10～15％，
固化剂                1.0～2.0％，
促进剂                0.01～0.1％，
溶剂                  40～60％。
其中，所述无卤环氧树脂所述无卤环氧树脂具体采用双酚A型树脂(如GRACE 128E及Epikote 828)，环氧当量EEW：180～194；或树脂结构含较多苯环刚性结构单元树脂(如三井化学VG3101)。无卤环氧树脂可使产品结构增强，耐热性提高。
所述溶剂具体采用甲乙酮MEK、乙二醇甲醚MCS、丙酮ACETONE等。溶剂是用于涂布时控制膜的厚度。
所述增韧剂采用端羧基改性丁腈橡胶CTBN及环氧改性丙烯酸型增韧树脂。如ZEON公司1072CG(GPC重均分子量在300,000～850,000)以及长濑化学SG丙烯酸型增韧树脂系列。
所述氮系阻燃剂采用MELAMINE CYANURATE三聚氰酸尿酸盐。
所述磷系阻燃剂采用FAR-03聚磷酸盐(如大塚化学PX-200，四国化成SP-703H)。
所述固化剂采用芳香胺型固化剂，如4，4-二胺基二苯砜(4，4-DDS)、3，3-二胺基二苯砜(3，3-DDS)或酸酐类固化剂，如联苯四甲酸二酐(BPDA)二苯醚四羧酸二酐(ODPA)等。促进剂采用四国化成的咪唑类促进剂，如2-甲基咪唑(2-MI)、2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ)，起到树脂固化交联作用和遮蔽效果。
一种用于制备软式覆铜板材料的无卤阻燃胶粘剂的制备方法，其步骤为：
第一步，将无卤环氧树脂预先分散在溶剂中，记录为A组份；
第二步，将增韧剂预先分散在溶剂中，记录为B组份；
第三步，将以上A组份，B组份，氮系阻燃剂，磷系阻燃剂，促进剂及固化剂加入剩余溶剂中，经搅拌均匀后，制得本发明的无卤阻燃胶粘剂。
采用上述方案后，本发明基于原有磷系阻燃技术基础上开发，通过配方调整，引入合理的磷氮比，降低了配方中磷含量(P％＜4％)，降低成本10％～13％，利用磷氮协同阻燃效应，综合配方树脂特性，开发适合无卤FCCL阻燃体系，提升阻燃性能，超过UL94-VO级，且剥离强度提升15％。
具体实施方式
本发明揭示的一种用于制备软式覆铜板材料的无卤阻燃胶粘剂，由原料：无卤环氧树脂、增韧剂、氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、固化剂及促进剂和溶剂制成，其中，磷氮比为1.5∶1～2.5∶1。原料具体质量百分比为：
无卤环氧树脂      15～20％，
增韧剂            8～18％，
氮系阻燃剂        4～8％，
磷系阻燃剂        10～15％，
固化剂            1.0～2.0％，
促进剂            0.01～0.1％，
溶剂              40～60％。
下面给出10个实施例，其中，无卤环氧树脂采用Epikote828/V63101，溶剂采用MEK，增韧剂采用丁腈橡胶1072CG/丙烯酸型增韧树脂SG-708，氮系阻燃剂采用MC三聚氰酸尿酸盐，磷系阻燃剂采用聚磷酸盐FAR-03，固化剂采用DDS，促进剂采用2E4MZ。
先将无卤环氧树脂预先分散在溶剂中，用搅拌机搅拌至完全溶解，记录为A组份；并将增韧剂预先分散在溶剂中，用搅拌机搅拌至其完全溶解，记录为B组份；再将A组份，B组份，氮系阻燃剂，磷系阻燃剂，促进剂及固化剂加入剩余溶剂中，经搅拌均匀后，制成无卤阻燃胶粘剂，并对耐热性能和耐燃等级进行测试，列表如下：
表1
Figure BSA00000286227500041
Figure BSA00000286227500051
表2(特性表)
Figure BSA00000286227500052
由表2可见，本发明引入合理的磷氮比，降低了配方中磷含量至＜4％，降低成本10％～13％。利用磷氮协同阻燃效应，综合配方树脂特性，开发适合无卤FCCL阻燃体系，提升阻燃性能，达到UL94-VO等级，剥离强度提升10％～20％，爆板耐热性达到300℃/3分钟。

Claims (1)

1.一种用于制备软式覆铜板材料的无卤阻燃胶黏剂，其特征在于：由原料：无卤环氧树脂、增韧剂、氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、固化剂及促进剂和溶剂制成，其中，配方中总磷氮元素质量比为2.5∶1，由以下原料按质量百分比制成：
Epikote 828型号双酚A无卤环氧树脂      10％；
三井化学VG3101型号无卤环氧树脂        8％；
ZEON公司1072CG型号增韧剂              12％；
长濑化学SG-708型号丙烯酸型增韧剂      3％；
MC三聚氰胺氰尿酸盐氮系阻燃剂          4.8％；
FAR-03聚磷酸盐磷系阻燃剂              12％；
二胺基二苯砜固化剂                    4.4％；
2-乙基-4-甲基咪唑促进剂               0.05％；
溶剂                                  45.75％。
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