CN102391808A - 一种中温固化环氧胶粘剂的制备及在挠性聚酯覆铜板上的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中温固化环氧胶粘剂的制备及在挠性聚酯覆铜板上的应用。该胶粘剂配方的主要组份包括：一种液态的环氧CYD-128和一种固态的环氧CYD-014，一种液态的羧基丁腈橡胶CTBN和一种固态的羧基丁腈橡胶1072，一种溶解性好的改性双氰胺固化剂，一种或多种无机填料，混合型有机溶剂。将此胶粘剂用于粘接铜箔和聚酯薄膜，在120℃～130℃的温度下固化，固化时间为60～120分钟，制得挠性聚酯覆铜板基材，该基材样品具有1.0N/mm以上的剥离强度。

Description

一种中温固化环氧胶粘剂的制备及在挠性聚酯覆铜板上的应用

技术领域

本发明涉及一种中温固化环氧树脂胶粘剂及制备方法，该胶粘剂有较好的粘接性能、储存稳定性和工艺适用性，主要应用于挠性聚酯覆铜板的制备上，所制备的挠性聚酯覆铜板具有良好的综合性能，属于高分子复合材料应用领域。

技术背景

挠性覆铜板(FCCL)是由绝缘薄膜与铜箔用胶粘剂粘接而成，常用的绝缘薄膜有两种，聚酰亚胺(PI)薄膜和聚酯(PET)薄膜，分别与铜箔复合制备挠性聚酰亚胺覆铜板和挠性聚酯覆铜板。由挠性覆铜板制备的挠性印制电路板已成为电子产品中不可缺少的重要组成部分，它适应了电子产品向高密度、小型化、高可靠性发展的需要。目前，它已被广泛应用在计算机、通讯、航空、航天、汽车、消费电子品等行业的电子设备上，其优良的使用性能越来越受到人们的青睐。

挠性聚酯覆铜板与挠性聚酰亚胺覆铜板相比有较大的价格优势，受到广泛的关注，并得到越来越广泛的应用，尤其在汽车仪表、家用电器、视听音响、高档玩具、计算机及辅助设备上已大量使用。

可用于制备挠性覆铜板的胶粘剂有很多种，如改性环氧树脂、改性丁腈、多元共聚丙烯酸酯、聚酰亚胺等，但是大部分的胶粘剂都用于挠性聚酰亚胺覆铜板且固化温度较高。例如中国发明专利CN1281883A提及的多元共聚丙烯酸酯胶粘剂用于粘接聚酰亚胺和铜箔，具有很好的综合性能，它的固化温度在130℃～210℃，最佳固化温度是170℃～200℃。中国发明专利CN031271812是一种改性环氧胶粘剂，用于聚酰亚胺薄膜和铜箔的粘接，固化温度在160℃～180℃。

由于聚酯薄膜的热变形温度在150℃以下，在较高温度下使用会出现卷曲和变形。因此在选择挠性聚酯覆铜板用胶粘剂时，要选择在中低温(100℃～140℃)固化的胶粘剂，同时还要有较好的粘接性能。文献和发明专利报道用于粘接聚酯薄膜和铜箔的胶粘剂品种较少。中国发明专利CN1667072A提供了聚酯覆铜板用的低温固化无溶剂丙烯酸酯胶粘剂，固化温度为80℃～120℃，但是该胶粘剂较难均匀涂覆，不适用于挠性聚酯覆铜板的批量生产，且剥离强度较小。中国实用新型专利CN2216318提供了一种弯曲强度高、耐热耐溶剂好、性能可靠、成本低、粘接性好的聚酯薄膜柔性覆铜板，其热压复合温度为100℃～140℃。但是该聚酯薄膜柔性覆铜板并没有给出明确的胶粘剂体系以及胶粘剂组成，其性能指标也不适用于现在的挠性印制电路行业发展的需要，因此只能作为参考。

发明内容

本发明的目的是提供一种可中温固化的挠性聚酯覆铜板用胶粘剂及制备方法，该胶粘剂在120℃～130℃的温度下固化，所制备的挠性聚酯覆铜板具有优良的性能。

本发明所述的中温固化挠性聚酯覆铜板用环氧胶粘剂，其质量份数配比为：

液态环氧树脂CYD-128        10～30份；

固态环氧树脂CYD-014        25～40份；

液态羧基丁腈橡胶CTBN       4～14份；

固态羧基丁腈橡胶1072       10～22份；

改性双氰胺固化剂           3.5～10份；

无机填料                   16～30份；

有机溶剂                   160～200份；

其中所述的改性双氰胺固化剂由下述方法合成：在氮气氛下，双氰胺(dicyanodiamide)和一种芳香胺以盐酸为催化剂，加入水反应，反应温度控制在80℃～100℃，反应2～12小时后冷却至室温后，加入氢氧化钠水溶液，调节pH＝12，反应1～4小时，产物依次经过滤、水洗、真空干燥制得改性双氰胺固化剂。其中用的芳香胺包括苯胺、对甲苯胺、邻甲苯胺、间甲苯胺、对硝基苯胺或邻氯苯胺。

所述的无机填料为氢氧化镁、轻质碳酸钙、气相二氧化硅、超细滑石粉、超细氢氧化铝、超细氧化锌中的任一种或两种以上混合。

所述的有机溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、甲苯、乙醚、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺中的任一种或两种以上混合。

本发明的中温固化挠性聚酯覆铜板用环氧胶粘剂的制备，根据以上所述的质量份数配比，按下述步骤进行：

(1)合成改性双氰胺固化剂；

(2)将无机填料和有机溶剂混合，搅拌分散60～90分钟，经过300目滤网过滤待用；

(3)溶解液态羧基丁腈橡胶CTBN和固态羧基丁腈橡胶1072，配成浓度为10wt％～20wt％溶液，待橡胶完全溶解后，经300目滤网过滤待用；

(4)将液态环氧树脂CYD-128和固态环氧树脂CYD-014，以及步骤(1)、(2)、(3)得到的组分按配方倒入混合罐中，搅拌3～5小时，即制得挠性聚酯覆铜板用环氧胶粘剂。

用上述步骤(4)制得的胶粘剂制备挠性聚酯覆铜板

将配制好的胶粘剂通过涂布机涂布到聚酯薄膜上，聚酯薄膜厚度为25～150μm，在80℃～120℃的烘道中烘干溶剂，控制干胶厚度为15～30μm；与厚度为12μm、18μm、35μm的电解或压延铜箔复合后，在50℃～60℃加热1小时、80℃～90℃加热1小时和120℃～130℃加热2小时的条件下固化，即制得挠性聚酯覆铜板。

具体实施方式

实施例1

在3000ml的三口烧瓶中加入表1所列配比量的双氰胺、苯胺、浓盐酸(36.5wt％)和蒸馏水，通入氮气，在100℃下搅拌反应4小时，冷却至室温，向烧瓶中加入2mol/L Na0H溶液，调节pH＝12，搅拌反应1小时后过滤，产物经水洗、真空干燥，即得改性双氰胺固化剂。

按表2实施例1的配比量称取液态羧基丁腈橡胶CTBN和固态羧基丁腈橡胶1072，加溶剂溶解，溶解成橡胶浓度为15wt％溶液，待橡胶完全溶解后，经过300目的滤网过滤待用。

在15L的容器中加入表2实施例1配比量的环氧树脂、丁腈橡胶、无机填料、改性双氰胺固化剂和溶剂，在室温下均匀搅拌5小时，经过300目滤网过滤，配制成挠性聚酯覆铜板用胶粘剂。

用涂布机把上述配制的胶粘剂涂覆到75μm聚酯薄膜上，经过烘道烘干后形成25μm的干胶，然后与35μm电解铜箔复合，经50℃加热1小时、80℃加热1小时和120℃加热2小时固化，即制得挠性聚酯覆铜板。性能测试见附表3。

实施例2

在5000ml的三口烧瓶中加入表1所列配比量的双氰胺、对甲苯胺、浓盐酸(36.5wt％)和蒸馏水，通入氮气，在90℃下搅拌反应6小时，冷却至室温，向烧瓶中加入2mol/L NaOH溶液，调节pH＝12，搅拌反应2小时后过滤，产物经水洗、真空干燥，即得改性双氰胺固化剂。

按表2实施例2的配比量称取液态羧基丁腈橡胶CTBN和固态羧基丁腈橡胶1072，加溶剂溶解，溶解成橡胶浓度为15wt％溶液，待橡胶完全溶解后，经过300目的滤网过滤待用。

在15L的容器中加入表2实施例2配比量的环氧树脂、丁腈橡胶、无机填料、改性双氰胺固化剂和溶剂，在室温下均匀搅拌3小时，经过300目滤网过滤，配制成挠性聚酯覆铜板用胶粘剂。

用涂布机把上述配制的胶粘剂涂覆到50μm聚酯薄膜上，经过烘道烘干后形成20μm的干胶，然后与12μm电解铜箔复合，经50℃加热1小时、80℃加热1小时和125℃加热2小时固化，即制得挠性聚酯覆铜板。性能测试见附表3。

实施例3

在1000ml的三口烧瓶中加入表1所列配比量的双氰胺、邻甲苯胺、浓盐酸(36.5wt％)和蒸馏水，通入氮气，在80℃下搅拌反应8小时，冷却至室温，向烧瓶中加入2mol/L NaOH溶液，调节pH＝12，搅拌反应3小时后过滤，产物经水洗、真空干燥，即得改性双氰胺固化剂。

按表2实施例3的配比量称取液态羧基丁腈橡胶CTBN和固态羧基丁腈橡胶1072，加溶剂溶解，溶解成橡胶浓度为15wt％溶液，待橡胶完全溶解后，经过300目的滤网过滤待用。

在15L的容器中加入表2实施例3配比量的环氧树脂、丁腈橡胶、无机填料、改性双氰胺固化剂和溶剂，在室温下均匀搅拌4小时，经过300目滤网过滤，配制成挠性聚酯覆铜板用胶粘剂。

用涂布机把上述配制的胶粘剂涂覆到25μm聚酯薄膜上，经过烘道烘干后形成15μm的干胶，然后与18μm压延铜箔复合，经50℃加热1小时、80℃加热1小时和130℃加热2小时固化，即制得挠性聚酯覆铜板。性能测试见附表3。

实施例4

在3000ml的三口烧瓶中加入表1所列配比量的双氰胺、间甲苯胺、浓盐酸(36.5wt％)和蒸馏水，通入氮气，在90℃下搅拌反应8小时，冷却至室温，向烧瓶中加入2mol/L NaOH溶液，调节pH＝12，搅拌反应3小时后过滤，产物经水洗、真空干燥，即得改性双氰胺固化剂。

按表2实施例4的配比量称取液态羧基丁腈橡胶CTBN和固态羧基丁腈橡胶1072，加溶剂溶解，溶解成橡胶浓度为15wt％溶液，待橡胶完全溶解后，经过300目的滤网过滤待用。

在15L的容器中加入表2实施例4配比量的环氧树脂、丁腈橡胶、无机填料、改性双氰胺固化剂和溶剂，在室温下均匀搅拌5小时，经过300目滤网过滤，配制成挠性聚酯覆铜板用胶粘剂。

用涂布机把上述配制的胶粘剂涂覆到150μm聚酯薄膜上，经过烘道烘干后形成30μm的干胶，然后与35μm压延铜箔复合，经50℃加热1小时、90℃加热1小时和125℃加热2小时固化，即制得挠性聚酯覆铜板。性能测试见附表3。

实施例5

在3000ml的三口烧瓶中加入表1所列配比量的双氰胺、对硝基苯胺、浓盐酸(36.5wt％)和蒸馏水，通入氮气，在100℃下搅拌反应7小时，冷却至室温，向烧瓶中加入2mol/L NaOH溶液，调节pH＝12，搅拌反应4小时后过滤，产物经水洗、真空干燥，即得改性双氰胺固化剂。

按表2实施例5的配比量称取液态羧基丁腈橡胶CTBN和固态羧基丁腈橡胶1072，加溶剂溶解，溶解成橡胶浓度为15wt％溶液，待橡胶完全溶解后，经过300目的滤网过滤待用。

在15L的容器中加入表2实施例5配比量的环氧树脂、丁腈橡胶、无机填料、改性双氰胺固化剂和溶剂，在室温下均匀搅拌4小时，经过300目滤网过滤，配制成挠性聚酯覆铜板用胶粘剂。

用涂布机把上述配制的胶粘剂涂覆到125μm聚酯薄膜上，经过烘道烘干后形成25μm的干胶，然后与18μm电解铜箔复合，经50℃加热1小时、80℃加热1小时和130℃加热2小时固化，即制得挠性聚酯覆铜板。性能测试见附表3。

实施例6

在3000ml的三口烧瓶中加入表1所列配比量的双氰胺、邻氯苯胺、浓盐酸(36.5wt％)和蒸馏水，通入氮气，在100℃下搅拌反应8小时，冷却至室温，向烧瓶中加入2mol/L NaOH溶液，调节pH＝12，搅拌反应2小时后过滤，产物经水洗、真空干燥，即得改性双氰胺固化剂。

按表2实施例6的配比量称取液态羧基丁腈橡胶CTBN和固态羧基丁腈橡胶1072，加溶剂溶解，溶解成橡胶浓度为15wt％溶液，待橡胶完全溶解后，经过300目的滤网过滤待用。

在15L的容器中加入表2实施例6配比量的环氧树脂、丁腈橡胶、无机填料、改性双氰胺固化剂和溶剂，在室温下均匀搅拌5小时，经过300目滤网过滤，配制成挠性聚酯覆铜板用胶粘剂。

用涂布机把上述配制的胶粘剂涂覆到100μm聚酯薄膜上，经过烘道烘干后形成22μm的干胶，然后与12μm压延铜箔复合，经50℃加热1小时、80℃加热1小时和130℃加热2小时固化，即制得挠性聚酯覆铜板。性能测试见附表3。

表1 改性双氰胺的制备

表2 挠性聚酯覆铜板用胶粘剂的配方组分表

表3 挠性聚酯覆铜板性能测试表

Claims (5)

1.一种挠性聚酯覆铜板用中温固化环氧胶粘剂，其特征是，质量分数配比为：

液态环氧树脂CYD-128        10～30份；

固态环氧树脂CYD-014        25～40份；

液态羧基丁腈橡胶CTBN       4～14份；

固态羧基丁腈橡胶1072       10～22份；

改性双氰胺固化剂           3.5～10份；

无机填料                   16～30份；

有机溶剂                   160～200份；

其中，改性双氰胺固化剂由以下方法合成得到：在氮气氛下，双氰胺和一种芳香胺以盐酸为催化剂，加入水反应，反应温度控制在80℃～100℃，反应2～12小时冷却至室温后，加入氢氧化钠水溶液，调节pH＝12，反应1～4小时，产物依次经过滤、水洗、真空干燥制得改性双氰胺固化剂。

2.如权利要求1所述的挠性聚酯覆铜板用中温固化环氧胶粘剂，其特征是，所述的芳香胺为苯胺、对甲苯胺、邻甲苯胺、间甲苯胺、对硝基苯胺或邻氯苯胺。

3.如权利要求1所述的挠性聚酯覆铜板用中温固化环氧胶粘剂，其特征在于，所述的无机填料为氢氧化镁、轻质碳酸钙、气相二氧化硅、超细滑石粉、超细氢氧化铝、超细氧化锌中的任一种或两种以上混合。

4.如权利要求1所述的挠性聚酯覆铜板用中温固化环氧胶粘剂，其特征是，所述的有机溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、甲苯、乙醚、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺中的任一种或两种以上混合。

5.权利要求1所述的中温固化挠性聚酯覆铜板用环氧胶粘剂的制备方法，其特征是，根据所述的质量份数配比，按下述步骤进行：

(1)合成改性双氰胺固化剂；

(2)将无机填料和有机溶剂混合，搅拌分散60～90分钟，经过300目滤网过滤待用；

(3)用有机溶剂溶解液态羧基丁腈橡胶CTBN和固态羧基丁腈橡胶1072，配成浓度为10wt％～20wt％溶液，待橡胶完全溶解后，经300目滤网过滤待用；

(4)将液态环氧树脂CYD-128和固态环氧树脂CYD-014，以及步骤(1)、(2)、(3)得到的组分按配方倒入混合罐中，搅拌3～5小时，即制得挠性聚酯覆铜板用环氧胶粘剂。