CN106519696A - 一种防火电路板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种防火电路板，由以下重量份数配比的材料支制成，包括有机硅胶100‑160份、环氧树脂80‑100份、酚醛树脂60‑80份、聚丙烯腈基纤维40‑66份、聚酰亚胺25‑37份、石墨烯14‑24份、纳米陶瓷粉20‑30份、硼化硅粉30‑44份、滑石粉15‑27份、钛粉10‑18份、钛酸钾晶须20‑26份、松香10‑20份、聚醚醚酮8‑16份、聚醚酰亚胺7‑15份、聚苯硫醚11‑15份、铜箔20‑26份和锡条30‑46份，该种防火电路板具有抗屈服应力能力高、耐热程度高和硬度大等较高综合性能，适用于生产高密度、高精度、轻量和薄型的防火电路板。

Description

一种防火电路板及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，更具体的说，涉及一种防火电路板及其制备方法。
背景技术
随着科学技术发展，人们在传统材料的基础上，根据现代科技的研究成果，开发出新材料。新材料按组分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分为结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能，以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求；功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应， 以实现某种功能，如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。新材料在国防建设上作用重大。例如，超纯硅、砷化镓研制成功，导致大规模和超大规模集成电路的诞生，使计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒百亿次以上；航空发动机材料的工作温度每提高100℃，推力可增大24%；隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射，使敌方探测系统难以发现等等。
防火电路板又称印刷线路板，简称印制板。印制板是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者，被称为“电子产品之母”。通常，印制板在实际应用时，由于走线、结构、过电流等的需要，需要进行钻孔操作。
随着计算机、通讯和航天科技工业的发展，对大功率和高集成化的高端防火电路板的需求日益迫切。现有技术的普通防火电路板，是采用厚铝板经机械加工后，在其加工凹槽内顺序覆盖绝缘层、导电铜箔而成；因其绝缘层是在常压下利用液态喷涂方法敷制的，不可避免地存在气泡、砂眼等缺陷，使其容易被500V以上高压从缺陷处击穿；导电铜箔与基板之间由于也是在常压下采用导热胶粘接的，导致其耐温不够、附着力低；导电铜箔上面的腐蚀刻线不能太细，导致防火电路板上安装、焊接有大功率器件，防火电路板上单面或双面焊接、安装有大规模、超大规模集成电路块时，无法满足大功率器件和大规模集成电路块微细引线焊接对防火电路板的要求，再者，现有的防火电路板表面没有涂油松脂，在使用时容易造成防火电路板表面氧化，使得防火电路板越来越薄，使得电路板的硬度变小以及抗屈服应力能力变低，同时也因容易受到潮湿，造成通电断路损坏。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是提供一种抗屈服应力能力高、耐热程度高和硬度大等较高综合性能的防火电路板。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种防火电路板，由以下重量份数配比的材料支制成，包括有机硅胶100-160份、环氧树脂80-100份、酚醛树脂60-80份、聚丙烯腈基纤维40-66份、聚酰亚胺25-37份、石墨烯14-24份、纳米陶瓷粉20-30份、硼化硅粉30-44份、滑石粉15-27份、钛粉10-18份、钛酸钾晶须20-26份、松香10-20份、聚醚醚酮8-16份、聚醚酰亚胺7-15份、聚苯硫醚11-15份、铜箔20-26份和锡条30-46份。
进一步的，所述防火电路板由以下重量份数配比的材料支制成，包括有机硅胶160份、环氧树脂80份、酚醛树脂60份、聚丙烯腈基纤维40份、聚酰亚胺25份、石墨烯14份、纳米陶瓷粉20份、硼化硅粉30份、滑石粉15份、钛粉10份、钛酸钾晶须20份、松香10份、聚醚醚酮8份、聚醚酰亚胺7份、聚苯硫醚11份、铜箔20份和锡条30份。
进一步的，所述防火电路板由以下重量份数配比的材料支制成，包括有机硅胶100份、环氧树脂100份、酚醛树脂80份、聚丙烯腈基纤维66份、聚酰亚胺37份、石墨烯24份、纳米陶瓷粉30份、硼化硅粉44份、滑石粉27份、钛粉18份、钛酸钾晶须26份、松香20份、聚醚醚酮16份、聚醚酰亚胺15份、聚苯硫醚15份、铜箔26份和锡条46份。
进一步的，所述防火电路板由以下重量份数配比的材料支制成，包括有机硅胶130份、环氧树脂90份、酚醛树脂70份、聚丙烯腈基纤维53份、聚酰亚胺31份、石墨烯19份、纳米陶瓷粉25份、硼化硅粉37份、滑石粉21份、钛粉14份、钛酸钾晶须23份、松香15份、聚醚醚酮12份、聚醚酰亚胺11份、聚苯硫醚13份、铜箔23份和锡条38份。
本发明要解决的另一技术问题为提供一种防火电路板的制备方法，包括以下步骤：
1）取有机硅胶100-160份、环氧树脂80-100份和酚醛树脂60-80份添加到反应釜内，然后密封反应釜，并开始加热，使得温度升高至500-680℃，使得有机硅胶、环氧树脂和酚醛树脂在反应釜内熔融成胶液，备用；
2）取聚丙烯腈基纤维40-66份和聚酰亚胺25-37份添加到步骤1）制得的胶液中，通过聚丙烯腈基纤维增强胶液的塑性能力，同时也通过聚酰亚胺促进胶液聚合，提高胶液的性能，备用；
3）取石墨烯14-24份、纳米陶瓷粉20-30份、硼化硅粉30-44份、滑石粉15-27份、钛粉10-18份和钛酸钾晶须20-26份混合，并通过小型搅拌机器将石墨烯、纳米陶瓷粉、硼化硅粉、滑石粉、钛粉和钛酸钾晶须搅拌均匀，制得填料，备用；
4）将步骤3）制得的填料以及聚醚醚酮8-16份、聚醚酰亚胺7-15份和聚苯硫醚11-15份添加到步骤2）制得的胶液中，并通过搅拌机将填料、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺和聚苯硫醚与胶液搅拌均匀，然后密封反应釜，逐渐对反应釜进行加热，使得温度提高至550-730℃，使得填料、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺和聚苯硫醚与胶液能够充分混合，制得混合胶液，备用；
5）将步骤4）制得的混合胶液通过挤出机将混合胶液挤出，使其成型，制得防火电路板坯件，备用；
6）取松香10-20份用坩埚熔融后，制得松脂液体，然后将松脂液体涂在防火电路板坯件的表面，备用；
7）将步骤6）制得的防火电路板坯件通过热压机进行热压，使得防火电路板坯件上形成电路沟壑，然后取铜箔20-26份通过腐蚀加工，使得铜箔腐蚀固定在防火电路板坯件上，备用；
8）取锡条30-46份通过焊机将锡条加热焊接到防火电路板坯件上，即得。
本发明技术效果主要体现在以下方面：通过硅胶、环氧树脂和酚醛树脂作为防火电路板的主要材料，能够起到防火电路板不易氧化变薄以及质量轻的效果，同时添加石墨烯、纳米陶瓷粉、硼化硅粉、滑石粉、钛粉和钛酸钾晶须能够提高防火电路板的强度提高防火电路板的耐热温度，同时通过将松香涂在防火电路板上，能够防止氧化造成防火电路板体因变薄而使硬度变小和抗屈服应力能力降低，能够进一步防止印制电路按氧化和受潮，有利于保护防火电路板。
具体实施方式
实施例1
一种防火电路板，由以下重量份数配比的材料制成，包括有机硅胶160份、环氧树脂80份、酚醛树脂60份、聚丙烯腈基纤维40份、聚酰亚胺25份、石墨烯14份、纳米陶瓷粉20份、硼化硅粉30份、滑石粉15份、钛粉10份、钛酸钾晶须20份、松香10份、聚醚醚酮8份、聚醚酰亚胺7份、聚苯硫醚11份、铜箔20份和锡条30份。
一种防火电路板的制备方法，包括以下步骤：
1）取有机硅胶160份、环氧树脂80份和酚醛树脂60份添加到反应釜内，然后密封反应釜，并开始加热，使得温度升高至500℃，使得有机硅胶、环氧树脂和酚醛树脂在反应釜内熔融成胶液，备用；
2）取聚丙烯腈基纤维40份和聚酰亚胺25份添加到步骤1）制得的胶液中，通过聚丙烯腈基纤维增强胶液的塑性能力，同时也通过聚酰亚胺促进胶液聚合，提高胶液的性能，备用；
3）取石墨烯14份、纳米陶瓷粉20份、硼化硅粉30份、滑石粉15份、钛粉10份和钛酸钾晶须20份混合，并通过小型搅拌机器将石墨烯、纳米陶瓷粉、硼化硅粉、滑石粉、钛粉和钛酸钾晶须搅拌均匀，制得填料，备用；
4）将步骤3）制得的填料以及聚醚醚酮8份、聚醚酰亚胺7份和聚苯硫醚11份添加到步骤2）制得的胶液中，并通过搅拌机将填料、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺和聚苯硫醚与胶液搅拌均匀，然后密封反应釜，逐渐对反应釜进行加热，使得温度提高至550℃，使得填料、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺和聚苯硫醚与胶液能够充分混合，制得混合胶液，备用；
5）将步骤4）制得的混合胶液通过挤出机将混合胶液挤出，使其成型，制得防火电路板坯件，备用；
6）取松香10份用坩埚熔融后，制得松脂液体，然后将松脂液体涂在防火电路板坯件的表面，备用；
7）将步骤6）制得的防火电路板坯件通过热压机进行热压，使得防火电路板坯件上形成电路沟壑，然后取铜箔20份通过腐蚀加工，使得铜箔腐蚀固定在防火电路板坯件上，备用；
8）取锡条30份通过焊机将锡条加热焊接到防火电路板坯件上，即得。
实施例2
一种防火电路板，由以下重量份数配比的材料制成，包括有机硅胶100份、环氧树脂100份、酚醛树脂80份、聚丙烯腈基纤维66份、聚酰亚胺37份、石墨烯24份、纳米陶瓷粉30份、硼化硅粉44份、滑石粉27份、钛粉18份、钛酸钾晶须26份、松香20份、聚醚醚酮16份、聚醚酰亚胺15份、聚苯硫醚15份、铜箔26份和锡条46份。
一种防火电路板的制备方法，包括以下步骤：
1）取有机硅胶100份、环氧树脂100份和酚醛树脂80份添加到反应釜内，然后密封反应釜，并开始加热，使得温度升高至680℃，使得有机硅胶、环氧树脂和酚醛树脂在反应釜内熔融成胶液，备用；
2）取聚丙烯腈基纤维66份和聚酰亚胺37份添加到步骤1）制得的胶液中，通过聚丙烯腈基纤维增强胶液的塑性能力，同时也通过聚酰亚胺促进胶液聚合，提高胶液的性能，备用；
3）取石墨烯24份、纳米陶瓷粉30份、硼化硅粉44份、滑石粉27份、钛粉18份和钛酸钾晶须26份混合，并通过小型搅拌机器将石墨烯、纳米陶瓷粉、硼化硅粉、滑石粉、钛粉和钛酸钾晶须搅拌均匀，制得填料，备用；
4）将步骤3）制得的填料以及聚醚醚酮16份、聚醚酰亚胺15份和聚苯硫醚15份添加到步骤2）制得的胶液中，并通过搅拌机将填料、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺和聚苯硫醚与胶液搅拌均匀，然后密封反应釜，逐渐对反应釜进行加热，使得温度提高至730℃，使得填料、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺和聚苯硫醚与胶液能够充分混合，制得混合胶液，备用；
5）将步骤4）制得的混合胶液通过挤出机将混合胶液挤出，使其成型，制得防火电路板坯件，备用；
6）取松香20份用坩埚熔融后，制得松脂液体，然后将松脂液体涂在防火电路板坯件的表面，备用；
7）将步骤6）制得的防火电路板坯件通过热压机进行热压，使得防火电路板坯件上形成电路沟壑，然后取铜箔26份通过腐蚀加工，使得铜箔腐蚀固定在防火电路板坯件上，备用；
8）取锡条46份通过焊机将锡条加热焊接到防火电路板坯件上，即得。
实施例3
一种防火电路板，由以下重量份数配比的材料制成，包括有机硅胶130份、环氧树脂90份、酚醛树脂70份、聚丙烯腈基纤维53份、聚酰亚胺31份、石墨烯19份、纳米陶瓷粉25份、硼化硅粉37份、滑石粉21份、钛粉14份、钛酸钾晶须23份、松香15份、聚醚醚酮12份、聚醚酰亚胺11份、聚苯硫醚13份、铜箔23份和锡条38份。
一种防火电路板的制备方法，包括以下步骤：
1）取有机硅胶130份、环氧树脂90份和酚醛树脂70份添加到反应釜内，然后密封反应釜，并开始加热，使得温度升高至590℃，使得有机硅胶、环氧树脂和酚醛树脂在反应釜内熔融成胶液，备用；
2）取聚丙烯腈基纤维53份和聚酰亚胺31份添加到步骤1）制得的胶液中，通过聚丙烯腈基纤维增强胶液的塑性能力，同时也通过聚酰亚胺促进胶液聚合，提高胶液的性能，备用；
3）取石墨烯19份、纳米陶瓷粉25份、硼化硅粉37份、滑石粉21份、钛粉14份和钛酸钾晶须23份混合，并通过小型搅拌机器将石墨烯、纳米陶瓷粉、硼化硅粉、滑石粉、钛粉和钛酸钾晶须搅拌均匀，制得填料，备用；
4）将步骤3）制得的填料以及聚醚醚酮12份、聚醚酰亚胺11份和聚苯硫醚13份添加到步骤2）制得的胶液中，并通过搅拌机将填料、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺和聚苯硫醚与胶液搅拌均匀，然后密封反应釜，逐渐对反应釜进行加热，使得温度提高至640℃，使得填料、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺和聚苯硫醚与胶液能够充分混合，制得混合胶液，备用；
5）将步骤4）制得的混合胶液通过挤出机将混合胶液挤出，使其成型，制得防火电路板坯件，备用；
6）取松香15份用坩埚熔融后，制得松脂液体，然后将松脂液体涂在防火电路板坯件的表面，备用；
7）将步骤6）制得的防火电路板坯件通过热压机进行热压，使得防火电路板坯件上形成电路沟壑，然后取铜箔23份通过腐蚀加工，使得铜箔腐蚀固定在防火电路板坯件上，备用；
8）取锡条38份通过焊机将锡条加热焊接到防火电路板坯件上，即得。
实验例
实验对象：采用普通的电路板作为对照组一，采用特制的电路板作为对照组二，本申请的防火电路板作为实验组。
实验要求：其中三组材料的厚度、面积大小皆一致，分别通过导热测试、拉伸测试和球压测试的实验方法对实验对象进行测试，并得到以下数据，在本实验例中，拉伸测试中的拉伸初始力度一致，然后逐渐递增拉伸力度；球压测试中的初始球体重量一致，然后逐渐递增球体重量。
具体结果如下表所示：
结合上表，对比三组不同的实验对象在三种不同的实验方法下所得的数据，本发明的一种防火电路板在拉伸测试、导热测试以及球压测试的实验下，所得的导热率、抗屈服应力能力以及硬度皆优于两组对照组。
本发明技术效果主要体现在以下方面：通过硅胶、环氧树脂和酚醛树脂作为防火电路板的主要材料，能够起到防火电路板不易氧化变薄以及质量轻的效果，同时添加石墨烯、纳米陶瓷粉、硼化硅粉、滑石粉、钛粉和钛酸钾晶须能够提高防火电路板的强度提高防火电路板的耐热温度，同时通过将松香涂在防火电路板上，能够防止氧化造成防火电路板体因变薄而使硬度变小和抗屈服应力能力降低，能够进一步防止印制电路按氧化和受潮，有利于保护防火电路板。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种防火电路板，其特征在于：由以下重量份数配比的材料支制成，包括有机硅胶100-160份、环氧树脂80-100份、酚醛树脂60-80份、聚丙烯腈基纤维40-66份、聚酰亚胺25-37份、石墨烯14-24份、纳米陶瓷粉20-30份、硼化硅粉30-44份、滑石粉15-27份、钛粉10-18份、钛酸钾晶须20-26份、松香10-20份、聚醚醚酮8-16份、聚醚酰亚胺7-15份、聚苯硫醚11-15份、铜箔20-26份和锡条30-46份。
2.如权利要求1所述的一种防火电路板，其特征在于：由以下重量份数配比的材料支制成，包括有机硅胶160份、环氧树脂80份、酚醛树脂60份、聚丙烯腈基纤维40份、聚酰亚胺25份、石墨烯14份、纳米陶瓷粉20份、硼化硅粉30份、滑石粉15份、钛粉10份、钛酸钾晶须20份、松香10份、聚醚醚酮8份、聚醚酰亚胺7份、聚苯硫醚11份、铜箔20份和锡条30份。
3.如权利要求1所述的一种防火电路板，其特征在于：由以下重量份数配比的材料支制成，包括有机硅胶100份、环氧树脂100份、酚醛树脂80份、聚丙烯腈基纤维66份、聚酰亚胺37份、石墨烯24份、纳米陶瓷粉30份、硼化硅粉44份、滑石粉27份、钛粉18份、钛酸钾晶须26份、松香20份、聚醚醚酮16份、聚醚酰亚胺15份、聚苯硫醚15份、铜箔26份和锡条46份。
4.如权利要求1所述的一种防火电路板，其特征在于：由以下重量份数配比的材料支制成，包括有机硅胶130份、环氧树脂90份、酚醛树脂70份、聚丙烯腈基纤维53份、聚酰亚胺31份、石墨烯19份、纳米陶瓷粉25份、硼化硅粉37份、滑石粉21份、钛粉14份、钛酸钾晶须23份、松香15份、聚醚醚酮12份、聚醚酰亚胺11份、聚苯硫醚13份、铜箔23份和锡条38份。
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