CN102942892A - 一种环氧酚醛树脂胶黏剂及利用该黏剂制作的环氧酚醛胶布和层压板 - Google Patents

Abstract

一种环氧酚醛树脂胶黏剂及利用该黏剂制作的环氧酚醛胶布和层压板，包括固体组分、液体组分和有机溶剂组分，所述固体和液体组分重量百分比包括E型环氧60～70、酚醛树脂30～40、填料3～6、固化剂0.5～0.8、促进剂0.1～0.2，固体组分和液体组分占总重量的百分比为50～70%，制备的环氧酚醛胶布包括玻璃纤维布和涂覆在玻璃纤维布上的粘合剂，所述玻璃纤维布的厚度为100～140μｍ，粘合剂的厚度为150～200μｍ，所述粘合剂为环氧酚醛树脂胶黏，该胶黏剂具有粘度低、工艺性好、储存时期长、热稳定性好、耐热性高、耐候性好、耐化学药品性能好、毒性极低的特点，且使用该胶黏剂制备的环氧酚醛胶布在40℃下存储半个月后，仍可以正常使用，使用该胶布制备的环氧酚醛层压板，具有制备工艺简单、相关力学性能指标优良的特点。

Description

一种环氧酚醛树脂胶黏剂及利用该黏剂制作的环氧酚醛胶布和层压板

技术领域

    本发明涉及一种环氧酚醛树脂胶黏剂及利用该黏剂制作的环氧酚醛胶布和层压板。

技术背景

    当前伴随电气与电子领域及其复合材料的飞速发展，覆铜板需求量在不断增大，对环氧树脂固化物的性能要求也越来越高。然而，在环氧树脂层压板制造中的主流固化剂双氰胺因与环氧树脂不相容，容易导致固化反应不均匀、固化物耐热耐水性差等缺点。在对电子器械用覆铜板的耐热性、耐湿性要求越来越高的情况下，该传统的固化剂已越来越不能适应电子行业飞速发展的需要。由双酚 A与甲醛反应制得的酚醛树脂分子结构中含有大量苯环等刚性结拘，本身耐热性较高，是符合耐热性、耐湿性要求的固化剂。酚醛树脂分为热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂两种。

环氧树脂与热固性酚醛树脂作为胶黏剂，制备环氧酚醛层压板时，在工艺上存在以下缺点：

（1）胶液存储期短。在40℃下两天后超过指标要求，不便使用。在室温下，可存储7天以上，粘度所有变化，但仍可调节使用，因此看来湿度是影响胶液储存期的主要条件。

（2）胶布贮存期短。在40℃下存储两天后，可溶性降至68.09%，无法压制出合格产品。由于胶布存储期短，夏天生产的层压板容易表面麻孔，分层，致使耐热性能和浸水后绝缘电阻显著下降，造成大批废品，因此在夏天炎热季节被迫停产。

（3）胶布热压成型，需要高温长时间固化，固化不完全会严重影响产品性能，同时气温高湿时胶布发粘，影响选料备料。为了克服这些缺陷，在配胶时加入少量的苄胺，保证工艺操作，缩短热压时间，但是苄胺加入后又将缩短胶布储存期。

热塑性酚醛树脂没有残余氨, 也没有羟甲基, 只存在酚羟基与环氧基的反应, 在无催化剂时, 在100℃下不发生酚羟基与环氧基的反应,因此环氧酚醛胶液稳定，只有加热到200℃时才能发生反应, 所以胶布贮存期大为延长。但热塑性酚醛与环氧树脂固化时,交联键少,交联密度低,影响产品的机械、电气性能。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种环氧酚醛树脂胶黏剂及利用该黏剂制作的环氧酚醛胶布和层压板，该胶黏剂具有粘度低、工艺性好、储存时期长、热稳定性好、耐热性高、耐候性好、耐化学药品性能好、毒性极低的特点，且使用该胶黏剂制备的环氧酚醛胶布在40℃下存储半个月后，仍可以正常使用。使用该胶布制备的环氧酚醛层压板，具有制备工艺简单、相关力学性能指标优良的特点。

实现上述目的而采取的技术方案，一种环氧酚醛树脂胶黏剂，包括固体组分、液体组分和有机溶剂组分，所述固体和液体组分重量百分比包括：

E型环氧    60～70

酚醛树脂    30～40

填料        3～6

固化剂      0.5～0.8

促进剂      0.1～0.2

固体组分和液体组分溶于有机溶剂，固体组分和液体组分占总重量的百分比为50～70%。

利用阻燃环氧树脂胶黏剂制备的环氧酚醛胶布，包括玻璃纤维布和涂覆在玻璃纤维布上的粘合剂，所述玻璃纤维布的厚度为100～140μｍ，粘合剂的厚度为150～200μｍ，所述粘合剂为环氧酚醛树脂胶黏。

利用阻燃环氧树脂胶黏剂制备的环氧酚醛层压板，所述环氧酚醛层压板以所述环氧酚醛胶布为原料，经叠合后进行压制固化制成。

与现有技术相比本发明具有以下优点。

（1）用热塑性酚醛制备的环氧酚醛胶液在40℃下贮存期可达半月，环氧酚醛胶布在40℃下的贮存期可达半月，采用热塑性酚醛制备的环氧酚醛胶布不仅使贮存期延长，并且在环境温度下，胶布干爽不粘，适于夏季生产；

（2）用热塑性酚醛树脂完全代替热固性酚醛树脂，并在其中加入填料，其机械性能方面明显优于现用的环氧酚醛树脂体系和西安绝缘材料厂生产的产品，且工艺路线不受气候影响，可以做到全年均衡生产，因此可用本工艺路线代替原环氧酚醛体系的工艺路线；

（3）本产品不改变原环氧酚醛体系的工装设备，不改变生产过程，而且原材料来源方便，省去了生产热固性酚醛树脂过程，生产效率明显提高；

（4）对于层压工艺来说，由于用热塑性酚醛制备的环氧酚醛环氧树脂凝胶化时间长，在完全凝胶以前，内层能够充分热透，进一步使树脂浸渍填料，这样不但提高了产品的性能，而且克服了原环氧酚醛层压玻璃布由于凝胶时间短，内部还未热透，外层就发生硬化，造成层压管材应力集中，使层压管材出现开裂现象，致使产品机械性能、电性能下降，如果采用线性酚醛制备的环氧酚醛胶布压制成型，对解决解决开裂问题大有裨益；

（5）用热塑性酚醛制备的环氧酚醛胶布在炎热夏天，可在环境温度下贮存半月，取消冷冻贮存工艺，可节省人力、物力。同时也减少因生产周转造成的胶布老化和压制时产生麻孔、开裂造成的废品。

具体实施方式

包括固体组分、液体组分和有机溶剂组分，所述固体和液体组分重量百分比包括：

E型环氧    60～70

酚醛树脂    30～40

填料        3～6

固化剂      0.5～0.8

促进剂     0.1～0.2

固体组分和液体组分溶于有机溶剂，固体组分和液体组分占总重量的百分比为50～70%。

所述E型环氧为双酚A型环氧树脂，包括E-51、E-44、E-20、E-12，所述E型环氧可以单独使用或多种混合使用。

所述酚醛树脂为热固性和热塑性酚醛树脂，所述酚醛树脂可以单独使用或两种混合使用。

所述填料为氢氧化铝、氢氧化钙、二氧化硅、粘土，所述填料可以单独使用或多种混合使用。

所述固化剂为潜伏性固化剂，包括双氰胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯基砜、酚醛树脂，所述固化剂可以单独使用或多种混合使用。

所述促进剂为胺类促进剂，包括苄基二甲胺、三乙胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺，所述促进剂可以单独使用或多种混合使用。

利用阻燃环氧树脂胶黏剂制备的环氧酚醛胶布，包括玻璃纤维布和涂覆在玻璃纤维布上的粘合剂，所述玻璃纤维布的厚度为100～140μｍ，粘合剂的厚度为150～200μｍ，所述粘合剂为环氧酚醛树脂胶黏。

利用阻燃环氧树脂胶黏剂制备的环氧酚醛层压板，所述环氧酚醛层压板以所述环氧酚醛胶布为原料，经叠合后进行压制固化制成。

本技术方案提出了一种环氧酚醛树脂胶黏剂，使用该胶黏剂制备的环氧酚醛胶布及使用该胶布压制的环氧酚醛层压板。

1环氧酚醛树脂胶黏剂

环氧酚醛树脂胶黏剂由固体组分、液体组分和有机溶剂组分，其中，固体和液体组分（重量百分比）包括：

固体和液体组分（重量百分比）包括：

E型环氧    60～70

酚醛树脂    30～40

填料        3～6

固化剂      0.5～0.8

促进剂      0.1～0.2

固体组分和液体组分溶于有机溶剂，固体组分和液体组分占总重量的百分比为50～70%。

在上述胶黏剂中，各组分通过如下方式得到:

（1）E型环氧

E型环氧为普通的双酚A型环氧树脂，如E-51、E-44、E-20、E-12等。这些E型环氧可以单独使用或多种混合使用。

    （2）酚醛树脂

    酚醛树脂为热固性和热塑性酚醛树脂，具可单独使用或两种混合使用。

    （3）填料

    填料如氢氧化铝、氢氧化钙、二氧化硅、粘土等。这些填料可以单独使用或多种混合使用。

    （4）固化剂

固化剂为潜伏性固化剂，如双氰胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯基砜、酚醛树脂等。这些固化剂可以单独使用或多种混合使用。

    （5）促进剂

促进剂为胺类促进剂，如苄基二甲胺、三乙胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺等。这些促进剂可以单独使用或多种混合使用。

2环氧酚醛胶布

环氧酚醛胶布，以上述的环氧酚醛树脂胶黏剂为粘合剂，以玻璃纤维布为基材，将粘合剂涂覆以基材上，经烘箱干燥制成环氧酚醛胶布，其中，基材的厚度为100～140μｍ，胶布涂层干燥厚度为150～200μｍ。

3环氧酚醛层压板

    环氧酚醛层压板，以上述的环氧酚醛胶布按要求备料，经叠合后按相关工艺进行压制固化后制成。

本发明的树脂胶黏剂无卤素，而在现有基础上以环氧树脂为主体，以潜伏性固化剂作为固化剂，并加入具有特殊结构、功能的填料和促进剂。该胶黏剂具有粘度低、工艺性好、储存时期长、热稳定性好、耐热性高、耐候性好、耐化学药品性能好、而且胶黏剂毒性极低等优点，因而非常适合将其用于制备无卤环氧树脂体系，且使用该胶黏剂制备的环氧酚醛胶布在40℃下存储半个月后，仍可以正常使用。另外，使用该胶布制备的环氧酚醛层压板，其具有制备工艺简单、相关力学性能指标优良等优点。

实施例

1 环氧酚醛树脂胶黏剂配方

   表1 胶黏剂配方

2 环氧酚醛胶液的制备

    按表1树脂配比，进行如下操作：

（1）在80～90℃温度下将酚醛树脂和E-51用搅拌机搅拌均匀；

（2）再将填料用酒精稀释，用搅拌机将其搅拌均匀；

（3）将（1）和（2）混合，用搅拌机搅拌均匀；

（4）加入双氰胺和苄基二甲胺，用搅拌机搅拌均匀。

3 环氧酚醛胶布的制备

用EW140无碱玻璃布涂胶后，在110℃温度下，烘制3～5min。胶布指标：胶含量35～40%；可溶性在90%以上。

4 环氧酚醛层压板的制备

环氧酚醛胶布的压制在100吨压机上进行，板面250×250mm²。压制工艺如表2所示。

表2 压制工艺

工艺过程	温度/℃	压力/(kg/cm2)	时间/min
				预热	105±5	10～20	40～50
升温	缓慢升温	逐渐升压	20～30
				热压	170±5	50～60	150～180
冷却	45±5	50～60	270～300

5 产品性能

本试验目前主要对酚醛环氧层压板的抗拉强度和抗弯强度进行了试验考察，并分别按GB/T1447-2005和GB/T1449-2005技术标准进行测试。

S-1的树脂按表1现用配方配置，以EW140无碱玻璃布为增强材料，经立式浸胶机生产，胶含量为35～40%，压制工艺以5.4相同。S-2的树脂按表1新配比配置，以5.2、5.3和5.4依次进行所制备的板材。

表3 环氧酚醛层压板试验性能测试数据

    从表3中可以看出，S-2的抗拉伸强度和抗弯曲强度明显优于S-1和西安绝缘材料厂性能（除了横向抗拉强度相接近外），其中S-2-2的性能最优越。

6 贮存试验

表4 环氧酚醛胶液在40℃下的贮存性能

表5 环氧酚醛胶布在40℃下的贮存性能

    从表4和表5中可以看出，S-2-2的胶液和胶布在40℃下的贮存性能明显优于S-1，且贮存半个月后仍能满足使用要求。

Claims (8)

1.一种环氧酚醛树脂胶黏剂，包括固体组分、液体组分和有机溶剂组分，其特征在于，所述固体和液体组分重量百分比包括：

E型环氧    60～70

酚醛树脂    30～40

填料        3～6

固化剂      0.5～0.8

促进剂      0.1～0.2

固体组分和液体组分溶于有机溶剂，固体组分和液体组分占总重量的百分比为50～70%。

2.根据权利要求1所述的一种环氧酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述E型环氧为双酚A型环氧树脂，包括E-51、E-44、E-20、E-12，所述E型环氧可以单独使用或多种混合使用。

3.根据权利要求1所述的一种环氧酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述酚醛树脂为热固性和热塑性酚醛树脂，所述酚醛树脂可以单独使用或两种混合使用。

4.根据权利要求1所述的一种环氧酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述填料为氢氧化铝、氢氧化钙、二氧化硅、粘土，所述填料可以单独使用或多种混合使用。

5.根据权利要求1所述的一种环氧酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述固化剂为潜伏性固化剂，包括双氰胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯基砜、酚醛树脂，所述固化剂可以单独使用或多种混合使用。

6.根据权利要求1所述的一种环氧酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述促进剂为胺类促进剂，包括苄基二甲胺、三乙胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺，所述促进剂可以单独使用或多种混合使用。

7.根据权利要求1所述的一种利用阻燃环氧树脂胶黏剂制备的环氧酚醛胶布，包括玻璃纤维布和涂覆在玻璃纤维布上的粘合剂，其特征在于，所述玻璃纤维布的厚度为100～140μｍ，粘合剂的厚度为150～200μｍ，所述粘合剂为环氧酚醛树脂胶黏。

8.根据权利要求1或7所述的一种利用阻燃环氧树脂胶黏剂制备的环氧酚醛层压板，其特征在于，所述环氧酚醛层压板以所述环氧酚醛胶布为原料，经叠合后进行压制固化制成。