CN104017332A - 钽电容封装用环保型环氧模复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及封装材料制备，旨在提供一种钽电容封装用环保型环氧模复合材料的制备方法。该方法包括：在偶联剂中加入水，然后滴加作为催化剂的柠檬酸，恒温陈化后得到偶联活性单体；利用高压空气将偶联活性单体喷雾到搅拌中的二氧化硅中，继续搅拌后获得改性二氧化硅；将环氧树脂、酚醛树脂、阻燃剂、固化促进剂、脱模剂和炭黑加入上述改性二氧化硅中，搅拌获得混合料；混合料经双螺杆混炼机挤出，然后冷却至室温后，即得到环保型环氧模复合材料。本发明实现提高玻璃化温度(提高耐热性)和增强耐焊性的目标；增强粘结强度、提高耐湿性、降低线膨胀系数和内应力的目标；协同增强阻燃效果，开发出新的环保阻燃材料体系。

Description

钽电容封装用环保型环氧模复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及封装材料制备，特别涉及一种钽电容封装用环保型环氧模复合材料的制备方法。
背景技术
电子元器件技术向着薄形化、微型化、高集成和立体化方向不断发展。钽电容由于具有寿命长、耐高温、可靠性高和滤高频谐波性能极好等显著优点，且工作温度范围宽，比容量非常高，特别适宜于小型化，因此被广泛用于航空航天等极端条件和微型电子产品(如电脑、手机和数码相机)电子线路中，在高端电子市场具有不可替代的地位。
目前，国内钽电容封装高分子材料中，主要采用锑氧化物和含溴树脂作为阻燃剂。这类钽电容封装材料存在环保问题，如含溴树脂作为阻燃剂在燃烧过程中产生溴化二苯并二恶英、多溴二苯并呋喃、二恶英等有害物质；而锑的氧化物作为阻燃剂会引起地下水污染等。
电子产品向环保化方向发展已成为一种重要趋势。世界各国对电气及电子产品的环保性提出了要求，如欧盟的WEEE指令和RoHS法案等。目前，国内外对于钽电容用环保型环氧模复合材料报道很少，对非环保钽电容封装高分子材料已经有报道。针对钽电容用环氧模复合材料，环保型比非环保型环氧模复合材料技术和专业性要求更高，难度更大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种钽电容封装用环保型环氧模复合材料的制备方法。
为解决技术问题，本发明提供了一种钽电容封装用环保型环氧模复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)在偶联剂中加入水，然后滴加作为催化剂的柠檬酸，在80℃恒温陈化2～10h后得到偶联活性单体；利用0.3～0.6Mpa的空气将偶联活性单体喷雾到搅拌中的二氧化硅中，继续搅拌10～60min后获得改性二氧化硅；
其中，偶联剂与水的摩尔比为1∶2～1∶4；偶联剂与柠檬酸的摩尔比为1∶1～1∶3；二氧化硅与偶联剂的质量比为70～90∶0.2～4；偶联活性单体喷雾进料速率为20～200g/min；二氧化硅搅拌速率为300～500r/min；
(2)将环氧树脂、酚醛树脂、阻燃剂、固化促进剂、脱模剂和炭黑加入上述改性二氧化硅中，在10～40℃的温度下以500～1200r/min的速率搅拌30～60min，获得混合料；
其中，所加入物质与步骤(1)中所用的二氧化硅的质量配比关系为：二氧化硅70～90份、环氧树脂8～20份、酚醛树脂5～10份、阻燃剂0.5～5份、固化促进剂0.2～1份、脱模剂0.1～2份、炭黑0.4～0.5份；
(3)混合料经双螺杆混炼机挤出，然后冷却至室温后，即制得环保型环氧模复合材料；
其中，双螺杆挤出机双螺杆挤出机为三段式温度控制，温区设定：1#区20～30℃，2#区80～120℃，3#区100～150℃，轴心温度50～80℃，轴根温度10～40℃，出料口温度100～180℃；双螺杆挤出机转速控制在100-200r/min，加料速度控制在30-60r/min。
本发明中，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560、异丙辛基三酰氧基钛酸酯或三硬脂酸钛酸异丙酯中的一种或几种的组合物。
本发明中，所述二氧化硅为混合型二氧化硅，每100份质量的二氧化硅中，含有50～80份球形二氧化硅，20～50份熔融二氧化硅；其中球形二氧化硅的中位粒径为2～5μm，熔融二氧化硅的中位粒径为15～25μm。
本发明中，所述环氧树脂为邻甲酚线型环氧树脂、双酚A型环氧树脂或双环戊二烯型环氧树脂中的一种或几种的组合物。
本发明中，所述酚醛树脂为苯酚线型酚醛树脂、苯甲酚线型树脂或亚二甲苯基苯酚缩聚物中的一种或几种的组合物。
本发明中，所述阻燃剂为三聚氰胺和氢氧化镁组成的混合阻燃剂；其中氢氧化镁占混合阻燃剂总质量的30％～50％，粒径范围为1～20μm。
本发明中，所述固化促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑、二苯基咪唑或三苯基膦中的一种或几种的组合物。
本发明中，所述脱模剂为单甘脂、硬脂酸或卡那巴蜡中的一种或几种的组合物。
与现有制备技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过提高树脂交联密度、改变树脂分子结构的高分子改性手段实现提高玻璃化温度(提高耐热性)和增强耐焊性的目标；通过有机无机复合改性来实现增强粘结强度、提高耐湿性、降低线膨胀系数和内应力的目标；通过引入金属氢氧化物型阻燃剂和氮系阻燃剂，协同增强阻燃效果，开发出新的环保阻燃材料体系。
具体实施方式
以下通过实例进一步对本发明进行描述。
本发明提供的钽电容封装用环保型环氧模复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)在偶联剂中加入水，然后滴加作为催化剂的柠檬酸，在80℃恒温陈化2～10h后得到偶联活性单体；利用0.3～0.6Mpa的空气将偶联活性单体喷雾到搅拌中的二氧化硅中，继续搅拌10～60min后获得改性二氧化硅；
(2)将环氧树脂、酚醛树脂、阻燃剂、固化促进剂、脱模剂和炭黑加入上述改性二氧化硅中，在10～40℃的温度下以500～1200r/min的速率搅拌30～60min，获得混合料；
(3)混合料经双螺杆混炼机挤出，然后冷却至室温后，即得到环保型环氧模复合材料。
本发明中，双螺杆混炼机的选型为剖分析同向双螺杆挤出机SPJ-92型，其熔融挤出区分为三段式温度控制。所述轴心温度是指熔融挤出区内部两根螺杆的温度，轴根温度是指两个螺杆末端温度。
各实施例中的试验数据见下表：
通过上述实施例制备的用于钽电容封装用环保型环氧模复合材料不仅不含有背景技术所涉及的有害物质，具有环保的特点；并且此种环保型环氧模复合材料具有成型性好，高填料低膨胀，并可达到V-0的阻燃效果。具体性能测试数据如下：
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种钽电容封装用环保型环氧模复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在偶联剂中加入水，然后滴加作为催化剂的柠檬酸，在80℃恒温陈化2～10h后得到偶联活性单体；利用0.3～0.6Mpa的空气将偶联活性单体喷雾到搅拌中的二氧化硅中，继续搅拌10～60min后获得改性二氧化硅；
其中，偶联剂与水的摩尔比为1∶2～1∶4；偶联剂与柠檬酸的摩尔比为1∶1～1∶3；二氧化硅与偶联剂的质量比为70～90∶0.2～4；偶联活性单体喷雾进料速率为20～200g/min；二氧化硅搅拌速率为300～500r/min；
(2)将环氧树脂、酚醛树脂、阻燃剂、固化促进剂、脱模剂和炭黑加入上述改性二氧化硅中，在10～40℃的温度下以500～1200r/min的速率搅拌30～60min，获得混合料；
其中，所加入物质与步骤(1)中所用的二氧化硅的质量配比关系为：二氧化硅70～90份、环氧树脂8～20份、酚醛树脂5～10份、阻燃剂0.5～5份、固化促进剂0.2～1份、脱模剂0.1～2份、炭黑0.4～0.5份；
(3)混合料经双螺杆混炼机挤出，然后冷却至室温后，即得到环保型环氧模复合材料；
其中，双螺杆挤出机为三段式温度控制，温区设定：1#区20～30℃，2#区80～120℃，3#区100～150℃，轴心温度50～80℃，轴根温度10～40℃，出料口温度100～180℃；双螺杆挤出机转速控制在100-200r/min，加料螺杆转速控制在30-60r/min。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560、异丙辛基三酰氧基钛酸酯或三硬脂酸钛酸异丙酯中的一种或几种的组合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二氧化硅为混合型二氧化硅，每100份质量的二氧化硅中，含有50～80份球形二氧化硅，20～50份熔融二氧化硅；其中球形二氧化硅的中位粒径为2～5μm，熔融二氧化硅的中位粒径为15～25μm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环氧树脂为邻甲酚线型环氧树脂、双酚A型环氧树脂或双环戊二烯型环氧树脂中的一种或几种的组合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酚醛树脂为苯酚线型酚醛树脂、苯甲酚线型树脂或亚二甲苯基苯酚缩聚物中的一种或几种的组合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻燃剂为三聚氰胺和氢氧化镁组成的混合阻燃剂；其中氢氧化镁占混合阻燃剂总质量的30％～50％，粒径范围为1～20μm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固化促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑、二苯基咪唑或三苯基膦中的一种或几种的组合物。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱模剂为单甘脂、硬脂酸或卡那巴蜡中的一种或几种的组合物。
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Denomination of invention: Preparation Method of Environmentally Friendly Epoxy Mold Composite Materials for Tantalum Capacitor Packaging

Effective date of registration: 20230704

Granted publication date: 20160525

Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Jinhua Yongkang sub branch

Pledgor: ZHEJIANG HENGYAO ELECTRONICS MATERIAL CO.,LTD.

Registration number: Y2023980047247