CN102532948A

CN102532948A - 用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法及其应用

Info

Publication number: CN102532948A
Application number: CN2011104539046A
Authority: CN
Inventors: 孙忠祥
Original assignee: DALIAN YATAI SCIENCE AND TECHNOLOGY NEW MATERIAL Co Ltd
Current assignee: DALIAN YATAI SCIENCE AND TECHNOLOGY NEW MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明涉及到用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法及其应用；具体提供了一种氢氧化镁阻燃剂的改性方法，所制备的氢氧化镁属于无卤环保阻燃剂，具有较高的分解温度，而且它的分子结构和微观形态决定了其具有优良的阻燃抑烟效果，利用该阻燃剂制备的印刷电路板用半固化片和覆铜板与同类产品相比，具有优良的阻燃性、耐热性应力以及抑烟效果。

Description

用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种改性阻燃剂的制备方法及其应用，具体讲是涉及一种用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法及其应用，其属于阻燃剂的加工领域。

背景技术

随着科学技术发展的日新月异，以计算机、电子产品为代表的电子信息产业化革命也越来越深入到社会发展的各个领域，随着这类电子产品的功能越来越强大，对质量可靠性的要求越来越高，导致对于印刷电路板用的覆铜板、半固化片的要求也随之提高。同时为了降低电子产品发生火灾的危险，保障客户的安全，传统领域的覆铜板主要在树脂中引入卤族元素，最普遍的是溴化物，如溴化环氧树脂等，然而由此导致含卤素的电子产品在燃烧时，会释放出卤化氢、芳香族化合物等有害物质，而且发烟量很大，同时废弃的电子产品也存在环境污染的风险。

因此欧盟颁布了WEEE指令和RoHS指令，已于2006年7月1日正式实施，旨在限制卤素、重金属等有害物质在电子产品中的应用，因此，业界逐步达成了无卤阻燃的理念。同时研究发现，火灾中80%的人员伤亡是由烟气尤其是有毒气体窒息所致，因此开发低烟无卤阻燃产品迫在眉睫。

发明内容

鉴于已有技术存在的问题，本发明的目的是提供用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，以及该阻燃剂在印刷电路板用覆铜板、半固化片中的应用。

为了实现上述目的，本发明所要提供的技术方案是用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法其特征在于：采用表面改性剂对氢氧化镁进行处理，制备低烟无卤阻燃剂，其制备方法分为两种：

第一种：将表面改性剂与氢氧化镁加入反应器中，温度控制在50-110℃，混合均匀，按配比添加上述各种原料，经高速搅拌机处理30-120min，制备得到改性氢氧化镁阻燃剂；

第二种：将表面改性剂经适当的溶剂稀释后，室温条件下在低速捏合机中，与氢氧化镁粉体进行搅拌30min，升温至80-100℃，按配比添加上述各种原料，高速搅拌条件下对氢氧化镁进行改性处理，时间为45-70min，制备得到改性氢氧化镁阻燃剂。

所述的改性氢氧化镁阻燃剂主要包括氢氧化镁、表面改性剂、分散剂、阻燃助剂，各物质的重量配比为：

氢氧化镁 80-98%

表面改性剂 0.5-10%

分散剂 0-5%

阻燃助剂 0-20%。

所述的氢氧化镁其平均粒径在1-20μm范围，优选为3-8μm范围。

所述的表面改性剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸、硬脂酸盐、油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、铝酸酯、磷酸二苯酯、微胶囊包覆红磷、稀土类改性剂、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、钙锌复合类改性剂中的一种或者几种。

所述的分散剂为硅酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠等中的一种或者几种。

所述的阻燃助剂为硼酸锌、三聚氰胺、聚磷酸铵、三氧化二锑、氮化硼中的一种或者几种。

用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的应用，利用阻燃剂制备覆铜板，其制备方法为：将树脂、固化剂、固化促进剂溶解在适当的溶剂中，加入本发明的改性氢氧化镁阻燃剂以及其它原料，高速搅拌混合均匀制成树脂胶液，将增强材料在胶液中浸渍，干燥得到半固化片，将半固化片若干叠合整齐，与铜箔层合热压得到覆铜。

所述的树脂为苯并恶嗪型环氧树脂、低溴化环氧树脂、高溴化环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛树脂、烷基改性酚醛树脂中的一种或者几种。

所述氢氧化镁阻燃剂的加量为覆铜板树脂的0-30%重量份，优化为15-25%重量份。

所述的固化剂为双氰胺、改性酚醛树脂、改性多元胺、邻苯二甲酸酐等中的一种或者几种。

所述的固化促进剂为苄基二甲胺、三乙醇胺、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基4甲基咪唑中的一种或者几种。

所述的增强材料为玻璃纤维布、玻璃纤维纸、绝缘纸，优选为E级玻纤布，规格优选为7628、1080或者2116。

本发明与现有技术相比，本发明具有以下特点：

（1）使用本发明的改性氢氧化镁阻燃剂制备的覆铜板符合无卤环保要求，受热时其中的氢氧化镁可吸收大量的热量分解为MgO和H₂O，燃烧后生成的炭层可隔绝空气从而达到一定的阻燃效果，且内部成炭层为孔状分布，内部孔洞吸附着大量的MgO微粒，增加了比表面积，其微粒的纳米颗粒结构以及氢氧化镁受热生成的水蒸气，可以大量吸附燃烧生成的烟雾，从而达到显著的抑烟效果。

（2）低烟无卤阻燃剂是目前研究的热点以及未来的发展趋势之一，主要有氢氧化镁以及氢氧化铝。其中氢氧化镁比氢氧化铝具有更高的热稳定性，其分解温度为340℃左右，比氢氧化铝高出100多度。在288℃锡浴的耐热应力实验中，起泡、分层时间都优于氢氧化铝，同时抑烟能力也优于氢氧化铝。

具体实施方案

为了进一步了解该用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法及其应用，以下将结合具体实施方案进一步阐明本发明的内容，本发明包括但不限于下列的实施方案，其它任何在本发明的原理下所进行的组合、改变等的相关方案，都包含在本发明的保护范围中。

实施1

取3.6KG硬脂酸，与100KG平均粒径为5μm的矿石法制备的氢氧化镁粉体一起加入到高速搅拌机中混合均匀，加入三聚磷酸钠0.5KG，硼酸锌2KG，在搅拌速度为700 r/min，温度为85℃条件下改性40min，出料备用，制得本发明的改性氢氧化镁阻燃剂。

取60重量份苯并噁嗪型环氧树脂（环氧当量280）、40份双酚A型酚醛环氧树脂、3.5重量份的双氰胺作为固化剂、0.8重量份的2-甲基咪唑作为促进剂、20重量份的上述制备的改性氢氧化镁，加入到20重量份的二甲基甲酰胺溶剂中搅拌混合，制得固含量为65%的热固性树脂混合物。

用型号为7628的E玻纤布浸渍上述树脂上胶，165℃烘烤4分钟，制成粘结片；将上述8张粘结片叠合对齐，双面覆铜箔，在真空压机中制成覆铜板，其中温度：185℃，压力：4MPa，时间：90分钟。

实施2

取1KG硅烷偶联剂KH550，溶解于5KG乙醇水溶液中（乙醇含量为80%体积含量），与100KG平均粒径为5μm的矿石法制备的氢氧化镁粉体一起加入到高速搅拌机中，同时加入三聚磷酸钠0.5KG，硼酸锌2KG，在搅拌速度为700 r/min，温度为85℃条件下改性40min，出料备用，制得本发明的改性氢氧化镁阻燃剂。

取60重量份苯并噁嗪型环氧树脂（环氧当量280）、40份双酚A型酚醛环氧树脂、3.5重量份的双氰胺作为固化剂、0.8重量份的2-甲基咪唑作为促进剂、20重量份的上述制备的改性氢氧化镁阻燃剂，加入到20重量份的二甲基甲酰胺溶剂中搅拌混合，制得固含量为65%的热固性树脂混合物。

实施3

取100重量份溴化环氧树脂（溴含量22%，环氧当量430）、3.5重量份的双氰胺作为固化剂、0.8重量份的2-甲基咪唑作为促进剂、20重量份的上述制备的改性氢氧化镁，加入到20重量份的二甲基甲酰胺溶剂中搅拌混合，制得固含量为65%的热固性树脂混合物。

测试实施例1、2、3制备的半固化片或覆铜板的性能，检测方法如下：

阻燃性实验：按照UL94标准进行测试；

耐热应力实验：在120℃、2个大气压条件处理30分钟，投入288℃锡焊浴中，计算试样起泡、分层所需要的时间；

烟密度实验：按照GB/T 8627-2007进行测试；

测试结果如表1。

表1 检测结果

实施方案	1	2	3
				阻燃性 UL94	V0	V0	V0
耐热应力实验	>120s	>120s	30s
				烟密度等级SDR	37	35	43

Claims

1.用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其特征在于：采用表面改性剂对氢氧化镁进行处理，制备低烟无卤阻燃剂，其制备方法分为两种：

2.根据权利要求1所述的用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述的改性氢氧化镁阻燃剂主要包括氢氧化镁、表面改性剂、分散剂、阻燃助剂，各物质的重量配比为：

氢氧化镁 80-98%

表面改性剂 0.5-10%

分散剂 0-5%

阻燃助剂 0-20%。

3.根据权利要求1所述的用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述的氢氧化镁其平均粒径在1-20μm范围，选为3-8μm范围。

4.根据权利要求1所述的用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述的表面改性剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸、硬脂酸盐、油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、铝酸酯、磷酸二苯酯、微胶囊包覆红磷、稀土类改性剂、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、钙锌复合类改性剂中的一种或者几种。

5.根据权利要求1所述的用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述的分散剂为硅酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠等中的一种或者几种；所述的阻燃助剂为硼酸锌、三聚氰胺、聚磷酸铵、三氧化二锑、氮化硼中的一种或者几种。

6.用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的应用，利用阻燃剂制备覆铜板，其制备方法为：将树脂、固化剂、固化促进剂溶解在适当的溶剂中，加入本发明的改性氢氧化镁阻燃剂以及其它原料，高速搅拌混合均匀制成树脂胶液，将增强材料在胶液中浸渍，干燥得到半固化片，将半固化片若干叠合整齐，与铜箔层合热压得到覆铜。

7.根据权利要求6所述的用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的应用，其特征在于：所述的树脂为苯并恶嗪型环氧树脂、低溴化环氧树脂、高溴化环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛树脂、烷基改性酚醛树脂中的一种或者几种。

8.根据权利要求6所述的用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的应用，其特征在于：所述氢氧化镁阻燃剂的加量为覆铜板树脂的0-30%重量份，选为15-25%重量份。

9.根据权利要求6所述的用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的应用，其特征在于：所述的固化剂为双氰胺、改性酚醛树脂、改性多元胺、邻苯二甲酸酐等中的一种或者几种；所述的固化促进剂为苄基二甲胺、三乙醇胺、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基4甲基咪唑中的一种或者几种。

10.根据权利要求6所述的用于覆铜板中改性氢氧化镁阻燃剂的应用，其特征在于：所述的增强材料为玻璃纤维布、玻璃纤维纸、绝缘纸，优选为E级玻纤布，规格选为7628、1080或者2116。