CN106753015A - 一种适用于ffc绝缘胶带的底涂涂层及ffc绝缘胶带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于FFC绝缘胶带的底涂涂层及FFC绝缘胶带，它包括以下重量份数的组分：饱和聚酯树脂100份以及固化剂1~30份，饱和聚酯树脂为多元酸和多元醇聚合而成，其特征在于：所述多元酸中芳香族多元酸的摩尔百分数至少为50%，多元醇中碳原子数至少为3个的多元醇摩尔百分数至少为50%；饱和聚酯树脂的极限粘度为0.2~1.2dl/g，玻璃化转变温度≥40℃；固化剂为选自异氰酸酯、环氧树脂和氮丙啶树脂中的一种或多种组成的混合物。通过采用特定的饱和聚酯树脂和固化剂进行配合，能够增加热熔胶与PET薄膜密着性，使得FFC在使用以及老化过程时，热熔胶层与PET之间不易发生分层，增强产品的品质稳定性。

Description

一种适用于FFC绝缘胶带的底涂涂层及FFC绝缘胶带

技术领域

本发明属于绝缘胶带领域，具体涉及一种FFC绝缘胶带的底涂涂层及基于该底涂涂层的绝缘胶带。

背景技术

FFC(即Flexible Cable Tape，中文名为柔性扁平线缆)是用PET为基材的绝缘热熔胶带和极薄极细的镀锡扁平铜线，它通过自动滚压复合机热压制成，具有柔软、随意弯曲折叠、厚度薄、体积小、连接简单、拆卸方便、易解决电磁屏蔽(EMI)等优点。目前广泛应用于各种打印机打印头与主板之间的连接，绘图仪、扫描仪、复印机、音响、液晶电器、传真机、各种影碟机等产品的信号传输及板板连接。在现代电器设备中，几乎无处不在。

FFC为了能在上述设备仪器上稳定使用，还需要具备阻燃、耐湿热、耐化学性、冷热冲击功能。这些性能也就需要FFC绝缘胶带能达到，现如今社会对于环保的要求越来越高，3C类的产品都要求达到无卤的要求。无卤素阻燃热熔胶与PET基材的密着性以及与铜导线之间的密着性都是行业内一直需要解决的问题。另外现在信号传输的频率越来高，绝缘胶带如何解决高频带来的材料耐热问题，也是行业研究的课题。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种适用于FFC绝缘胶带的底涂涂层。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种适用于FFC绝缘胶带的底涂涂层，它包括以下重量份数的组分：饱和聚酯树脂100份以及固化剂1～30份，所述饱和聚酯树脂为多元酸和多元醇聚合而成，所述多元酸中芳香族多元酸的摩尔百分数至少为50％，所述多元醇中碳原子数至少为3个的多元醇摩尔百分数至少为50％；所述饱和聚酯树脂的极限粘度为0.2～1.2dl/g，玻璃化转变温度≥40℃；所述固化剂为选自异氰酸酯、环氧树脂和氮丙啶树脂中的一种或多种组成的混合物。

优化地，它还包括最多为5份的催化剂，所述催化剂为选自叔胺类催化剂、咪唑类化合物催化剂和有机金属催化剂中的一种或多种组成的混合物。

优化地，它的厚度为0.2～2μm。

优化地，所述饱和聚酯树脂为羟基封端或/和羧基封端。

本发明的又一目的在于提供一种FFC绝缘胶带，它包含上述任一的适用于FFC绝缘胶带的底涂涂层。该FFC绝缘胶带包括PET薄膜层、涂布在PET薄膜层任一表面上的底涂涂层以及涂在底涂涂层另一表面的热熔胶粘合剂层(即面涂层)。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明适用于FFC绝缘胶带的底涂涂层，通过采用特定的饱和聚酯树脂和固化剂进行配合，能够增加热熔胶与PET薄膜密着性，使得FFC在使用以及老化过程时，热熔胶层与PET之间不易发生分层，增强产品的品质稳定性。

具体实施方式

本发明适用于FFC(柔性扁平线缆)绝缘胶带的底涂涂层，该底涂涂层与PET的密着性佳、耐热和抗水解性能好，它包括以下重量份数的组分：饱和聚酯树脂100份以及固化剂1～30份；所述饱和聚酯的粘度为0.2～1.2dl/g，玻璃化转变温度(Tg)≥40℃；该饱和聚酯树脂为多元酸和多元醇聚合而成；多元酸中，50mol％以上(包括50mol％)为芳香族多元酸(即多元酸中芳香族多元酸的摩尔百分数至少为50％)，剩余的是其它种类的多元酸；多元醇中，至少50mol％的为含3个碳原子及以上的多元醇(即碳原子数至少为3个的多元醇占的摩尔百分数至少为50％)，剩余的是其它种类的多元醇。这是因为多元酸中，若芳香族多元酸小于50mol％，则涂层的耐热性不佳；多元醇中，若碳原子为3个及3个以上的多元醇小于50mol％，则涂层的柔软跟随性不佳，以及在高温高湿环境下的耐水性性能较弱。固化剂若低于1份，则整个体系的交联密度不够，耐热性能不佳；若超过30份，交联密度过高，整个涂层变得硬脆，同时与PET之间的密着性变差。

所述芳香族多元酸为选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐(PA)、四氢苯酐(THPA)、偏苯三酸酐(TMA)等中的一种或几种的混合；其它种类的多元酸(非芳香族多元酸)为己二酸、葵二酸和1,4-环己烷二甲酸等中的一种或几种的混合；所述碳原子3个以上(包括三个)的多元醇为选自二乙二醇(DEG)、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇(1,4BDO)、1,5-戊二醇、季戊四醇(PE)、三甲基戊二醇(TMPD)、1,6-己二醇(1,6HDO)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)、新戊二醇(NPG)、三羟甲基丙烷(TMP)、1,2,3-三羟甲基丙烷(GG)以及其它包含碳原子个数为3～20的多元醇中一种或几种的混合。当饱和聚酯树脂的极限粘度小于0.2dl/g，则底涂涂层的成膜性不好，涂布过程中容易出现收缩；当饱和聚酯树脂的极限粘度超过1.2dl/g，则底涂涂层的粘度较高，不利于涂布，并且对于PET的密着性变差。饱和聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)若如小于40℃，在涂布过程中出烘箱后会粘辊，产品在收卷过程也会出现反黏现象。

固化剂则为选自异氰酸酯、环氧树脂和氮丙啶树脂中的一种或几种的组合。异氰酸酯可以为芳香族异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯、室温反应型异氰酸酯、封闭型(高温解封)异氰酸酯等中的一种或几种的混合。室温反应型异氰酸酯可以为甲苯二异氰酸酯(TDI)及其二聚体、三聚体，2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及其二聚体、三聚体，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)及其二聚体、三聚体，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)及其二聚体、三聚体，苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)及其二聚体、三聚体，或上述异氰酸酯的加成物；所述封闭型异氰酸酯可以为苯酚、聚醚二元醇、甲乙酮肟等封闭剂与上述所述室温反应型异氰酸酯合成的封闭型异氰酸酯。优选脂肪型异氰酸酯、脂环族异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)。

所述环氧树脂，其数均分子量为500～70000；若数均分子量不满500，则在高温下密着性不佳；若数均分子量超过70000，涂层的交联密度偏低，同样带来耐热性不佳的后果。所述环氧树脂优选分子内具有2个以上环氧基的化合物或树脂，可以是由双酚A型、双酚F型、双酚S、六氢双酚A、四甲基双酚A、二芳基双酚A、氢醌、儿茶酚、间苯二酚、四溴双酚A、三羟基联苯、二苯甲酮、双间苯双酚、双酚六氟丙酮、四甲基双酚A、四甲基双酚F、三(羟苯基)甲烷、可溶酚醛树脂、甲酚可溶酚醛树脂等芳香族多元酚与环氧氯丙烷反应得到的缩水甘油醚。也可以由甘油、新戊二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等脂肪多元醇与环氧氯丙烷反应得到的缩水甘油醚。本发明所用的环氧树脂可以是上述中的一种或几种混合体。优选双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂以及CTBN改性的环氧树脂。所述氮丙啶树脂，又称亚乙基亚胺、氮丙环、吖丙啶、二亚甲基亚胺、氮杂环丙烷或环氮乙烷。优选含有二个及二个以上官能团的氮丙啶交联剂，可以是三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷-三(3-氮丙啶基)丙酸酯、季戊四醇-三(3-氮丙啶基)丙酸酯)，或者也可以是氮丙啶的其他类型的衍生物。碳化二亚胺，包含碳化二亚胺单体和碳化二亚胺的聚合物，以及用碳化二亚胺做成的改性物，如碳化二亚胺改性的异氰酸酯化合物。

本发明适用于FFC(柔性扁平线缆)绝缘胶带的底涂涂层还包括最多为5份的催化剂，尽管不用催化剂也能满足生产使用，但是为了加速产出效率，略微的添加经济效益更为突出；但是不能超过5份，那样的话底涂粘合剂的适用期变得很短，无法长时间稳定使用，而且涂层的耐高温高湿水解性能下降很快。所述催化剂为选自叔胺类催化剂、咪唑类化合物催化剂和有机金属催化剂中的一种或多种组成的混合物，如脂肪族胺类催化剂，N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺等；脂环族胺类催化剂，固胺、N-乙基吗啉、N-甲基吗啉、N,N’-二乙基哌嗪等；醇类化合物催化剂有三乙醇胺、DMEA等；芳香族胺类有吡啶，N,N’-二甲基吡啶等；有机金属化合物包括羧酸盐、金属烷基化合物、金属络合物等，所含的金属元素主要有锡、钾、铅、汞、钒、锰、锌等。本发明使用的添加剂可以是上述催化剂中的一种或几种的混合。

下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。

饱和聚酯树脂的合成：

在带有搅拌机、冷却管、温度计的不锈钢反应釜中加入对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、2-甲基1,3丙二醇、1,6-己二醇，开启搅拌，然后再添加相对于酸成分0.04mol％的催化剂(三氧化二锑)，在通氮气的情况下，反应釜升温至160℃～240℃，酯化反应4小时；然后释放反应釜内压力，1小时后，反应釜内压力降为650Pa，反应釜继续升温至265℃，反应釜继续减压至40Pa以下，在265℃、40Pa以下的环境下保温3小时，完成聚合反应，得到饱和聚酯树脂。

将制得饱和聚酯树脂0.1g溶解在5ml的氘代氯仿中，用400MHz高分解能的核磁共振装置(INOVA 400)在25℃下进行测试分析，依据得到的核磁谱图NMR-H确认饱和聚酯树脂的组成。

将苯酚、1,1,2,2-四氯乙烷按质量比为60：40配置成混合溶剂，将饱和聚酯树脂0.1g溶解于25ml的混合溶剂中，在30℃下，用乌氏粘度计测试还原粘度，然后通过稀释浓度的方法测得还原粘度和浓度的关系曲线图，推算得到浓度为0时的极限粘度。

用分析天平秤取10mg的饱和聚酯树脂样品，玻璃化转变温度在DuPont2100型差示扫描量热仪上测定，升温速度为10℃/min；气氛为氮气,气流速为10mL/min。扫描温度范围-50～200℃，循环两次，看第二次的升温曲线，根据曲线的梯度读取玻璃化转变温度。

实施例1-5

实施例1-5中所使用的饱和聚酯树脂及其性能如表1所示(原料的加入量以摩尔量计)。

表1为制备饱和聚酯树脂的原料及饱和聚酯树脂的性能特征

表中，酸成分：

TPA：对苯二甲酸，IPA：间苯二甲酸，OPA：邻苯二甲酸，AA：己二酸，SA：葵二酸，TMA：偏苯三酸酐；

醇成分：

EG：乙二醇，2-MPD：2甲基-1,3丙二醇，1,3-PD：1,3-丙二醇，1,4-BD：1,4-丁二醇，1,5-PD：1,5-戊二醇，1,6-HD：1,6-己二醇，NPG：新戊二醇，DHM：2-甲基-2乙基-1,3-丙二醇，1,4-CHDM：1,4-环己烷二甲醇。

将上述的饱和聚酯树脂与固化剂、催化剂进行组合形成实施例1-5。具体为：将上述制备的饱和聚酯树脂按质量百分比为20％溶解在丁酮溶剂中，然后在饱和聚酯树脂溶液中添加固化剂、催化剂并均匀搅拌上线涂布。在PET薄膜上均匀地涂覆0.5μm厚的接着剂，以100℃/5mins的升温速度将溶剂加热蒸发干，然后收卷。接着剂的涂布量(干燥涂布量)应控制在0.2μm～2μm之间，若涂布量小于0.2μm，连续涂布比较困难，涂布的均一性很差，底层涂层无法均匀地覆盖在PET薄膜上；若涂布量超出2μm，底涂涂层与PET薄膜的密着性变差，而且不利于快速涂布加工。

在底涂完成后的PET薄膜上(底涂面)，再涂覆一层聚酯型热熔胶膜(热熔胶膜中树脂/无卤阻燃填料＝90/10～30/70)。烘烤条件80℃×5mins，即制成FFC绝缘胶带产品，热熔胶层的厚度10～40μm。上下两层FFC绝缘胶带，胶面对胶面，中间放置扁平的镀锡铜丝，经过高温180℃/0.2Mpa/2～3S的滚压即制成FFC(柔性扁平线缆)，其性能如表2所示。

表2为实施例1-5中绝缘胶带的底涂涂层的原料配方及绝缘胶膜的性能评价结果

对比例1-6

将对比文件1-6中的底涂涂层的原料配方及绝缘胶膜的性能进行评价，结果如表3所示。

表3为对比例1-6底涂涂层的原料及制备出的对比例绝缘胶膜的性能评价结果

表2和表3的评价结果包含底涂层加工过程的评价以及以此做成FFC绝缘胶带的某些性能评价。表2和表3中的原料：

XR100：氮丙啶树脂，

P200：碳化二亚胺树脂，德国朗盛化学；

TPA100：异氰酸酯树脂，旭化成化学；

催化剂DBTDL：二月桂酸二丁基锡,分析纯；

◎：表示综合性能最优；

○：表示性能OK，可满足使用要求；

△：表示性能欠佳；

×：表示性能极差。

上述评价项目的方法：

(1)厚度

用万分尺去测量底涂涂层的厚度

(2)密着性

FFC面涂热熔胶层与底涂涂层之间的密着性，用3M胶带，参照GB/T 9286-1998的标准，密着性等级按照0～5级来划分。

(3)耐热性

FFC绝缘胶带与绝缘胶带胶面对胶面进行对压，热压好的产品任意选几处180°对折，R角接近于0.1mm，然后放置于110℃/1周时间热老化处理，观察折弯处有没有出现气泡、或面涂层与PET层分离。

(4)耐冷热循环性能

样品制样同上，样品放置于冷热循环箱中，-40～105℃/20次循环，-40℃/恒温1H，-40℃升至105℃/0.5H,105℃/恒温1H，105℃降至-40℃/0.5H，以上为3小时一个循环。冷热循环后观察折弯处有没有出现气泡、或面涂层与PET层分离。

(5)耐湿热老化

60℃×90％RH×500H；样品制样同上，样品放置于高温高湿环境箱中，湿热老化后胶膜与胶膜间无气泡、脱层、则为OK，否则NG。

(6)反粘性

底涂完的样品，胶面对胶面进行热压处理，40℃×24H,压力2～3Kg/cm2。观察分离时是否能完好轻松的分离，如此则OK。如果胶面有发生破坏，或者发生转移，则为NG。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于FFC绝缘胶带的底涂涂层，它包括以下重量份数的组分：饱和聚酯树脂100份以及固化剂1~30份，所述饱和聚酯树脂为多元酸和多元醇聚合而成，其特征在于：所述多元酸中芳香族多元酸的摩尔百分数至少为50%，所述多元醇中碳原子数至少为3个的多元醇摩尔百分数至少为50%；所述饱和聚酯树脂的极限粘度为0.2~1.2dl/g，玻璃化转变温度≥40℃；所述固化剂为选自异氰酸酯、环氧树脂和氮丙啶树脂中的一种或多种组成的混合物。

2.根据权利要求1所述的适用于FFC绝缘胶带的底涂涂层，其特征在于：它还包括最多为5份的催化剂，所述催化剂为选自叔胺类催化剂、咪唑类化合物催化剂和有机金属催化剂中的一种或多种组成的混合物。

3.根据权利要求1所述的适用于FFC绝缘胶带的底涂涂层，其特征在于：它的厚度为0.2~2μm。

4.根据权利要求1所述的适用于FFC绝缘胶带的底涂涂层，其特征在于：所述饱和聚酯树脂为羟基封端或/和羧基封端。

5.一种FFC绝缘胶带，其特征在于：它包含权利要求1至4中任一所述的适用于FFC绝缘胶带的底涂涂层。