CN1106337A

CN1106337A - 层压板材的制造方法及电气用层压板的制造方法

Info

Publication number: CN1106337A
Application number: CN94101229.8A
Authority: CN
Inventors: 泽佳秀; 小川昭彦; 根本一彦
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1993-02-02
Filing date: 1994-02-07
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2014-02-07
Also published as: JPH06287329A; CN1055045C

Abstract

一种层压板材以及电气用层压板的制造方法。由将一种纸质基材浸渗于以氨基改性酚醛树脂为主成分的水性底漆中，然后在10—120℃的温度下干燥该基材，使该基体材料中的含水量为5—25％(重量)，再浸渗于具亲水基和疏水基的酚醛树脂为主成分的二道漆中，最后在100—170℃下干燥，得到浸渗了底漆和二道漆料的层压板材。由对上述层压板材多块重叠，即得到层压板。本发明所得的层压板在电绝缘性、耐水性及阻燃性等方面皆具有优异特性。

Description

本发明涉及用作电子仪器、电气设备中的电路板和绝缘材料的电气用层压板及构成该层压板的层压板材的制造方法。

近年来，对广泛应用于电视、录像、音响设备、计算机、办公设备、家用电气设备等的电气用层压板，除了电气绝缘性、耐水性、成型性、加工性等性能之外，还要求其具有阻燃性。为使材料满足这些性能要求，已往已有人提出，让纸质基体材料初次浸渗具优异的电气绝缘性、耐水性及阻燃性的氨基改性酚醛树脂底漆，其后，再浸渗具有优异的成型性和加工性的酚醛树脂的二道漆料，将由此形成的层压板材制成层压板。这种情况，是使纸质基体材料浸渗氨基改性酚醛树脂的底漆，再在130℃以上的高温下干燥，然后浸渗二道漆料，但是，在这一高温干燥过程中，随着底漆中溶剂的挥发，底漆中的氨基改性酚醛树脂向基体材料的表面方向移动并覆盖基材表面。这样，不仅基材内部浸渗量不足，也妨碍了二道漆料浸渗基材内部，其结果，是在基体材料内部不能充分进行上述二种酚醛树脂的反应，很难获得作为电气用层压板所要求的上述性能。

本发明提供了一种克服以前的上述问题的、有用的层压板的制造方法以及电气用层压板的制造方法，根据本发明，可以制造同时具有电气绝缘性、耐水性、成型性、加工性及阻燃性的层压板材以及电气层压板。根据本发明的方法，对由纤维素纤维组成的纸质基体材料，初次浸渗以氨基改性酚醛树脂为主成分的水性底漆，然后，将浸渗了底漆的这种纸质基体材料在10-120℃的温度下干燥，制造纸质基材中含水量为5～25%（重量）的一次层压板材;接着，使一次层压板材浸渗以具有亲水基和疏水基的酚醛树脂为主成分的二道漆料，然后，在100-170℃的温度下干燥浸渗了底漆和二道漆料的纸质基体材料，得到层压板材。通过在10～120℃的温度下干燥浸渗了底漆的纸质基材，底漆中的氨基改性酚醛树脂转移至基材的表面一侧，并不在此发生硬化，而能保持大致均匀分散于基材中的状态。然后，可在基材中，与浸渗的二道漆料中的酚醛树脂充分混合，该二种树脂可充分发生反应，而得到所希望的性能。在上述10-120℃的温度下干燥底漆，可以将基材中的水分调节至5～25%（重量），当水份在此范围内时，底漆和二道漆中的树脂可以在基材中充分混合。须补充说明的是，当一次层压板材干燥后基材中的水分含量不到5%（重量）时，二道漆中的酚醛树脂和基材中已经浸渗的底漆中的氨基改性酚醛树脂的缩合反应就不充分;而当基材中的水份含量大于25%（重量）时，则二道漆中的树脂无法深入浸透到基材内部。即只有当基体材料中的含水量处于上述范围之内，二道漆料中的树脂才能完全浸透已浸渗底漆中的树脂的基体材料内部，在二种树脂间充分发生缩后反应，而得到所希望的性能。

作为纸质基体材料，可以使用牛皮纸和棉绒纸等。

作为底漆中的氨基改性酚醛树脂，可以使用以脲醛树脂、蜜胺树脂、鸟粪胺树脂改性的酚醛树脂，其在干燥后的一次层压板材中的浸渗量最好在5～25%（重量）。作为用于底漆的溶剂最好用甲醇水溶液，对1份重量的水可使用溶解0.5-4份重量甲醇的溶液，调节底漆中的树脂含量为23～38%（重量）。此时，在甲醇水溶液的共沸点以下、10℃以上的温度条件下进行一次层压板材的干燥，可使底漆中的树脂充分地浸透纸质基体材料。关于底漆的浸渗方法虽然并无限制，但底漆用辊涂布于纸质基体材料的一面的方法。因可以使用于底漆的溶剂量减少并能调节树脂的浸渗量，该方法在工业上具有有利之处。

作为二道漆中的酚醛树脂，最好是用桐油改性酚醛树脂，必要时，也可含有滑石、粘土、二氧化硅、碳酸钙、氢氧化铝等无机粉末填充料、玻璃纤维、石棉纤维、纸浆纤维、合成纤维、陶瓷纤维等的纤维质填充料。上述酚醛树脂，连同底漆中的树脂，在干燥后的最终的层压板材中最好浸渗35～75%（重量）。作为用于二道漆的溶剂，最好是甲醇，将二道漆中的树脂含量调节至40-60%（重量）。桐油改性酚醛树脂，其桐油虽有疏水基，但其中羟基却是对纸质基体材料具很好亲和性的亲水基，因此，能很好渗透至含水份的一次层压板材中的纸质基体材料中去，并与底漆中的氨基改性酚醛树脂充分反应。

由上述方法所制得的层压板材，可多层重叠，加热加压后制成电气用层压板。必要时，也可在此层压板中加金属箔层压，作为金属箔，可使用钢、铝、镍、黄铜、铁等的单质金属箔及它们的合金箔或复合箔。层压条件，可根据层压板材和金属箔的厚度，任意地选择硬化温度、硬化时间、成型压力，并可选用冲压方式，双层皮带方式，多辊成型方式等。

下面说明本发明的实施例和比较例。

实施例1

用126g/m²的牛皮纸作为纸质基体材料，使该纸质基体材料浸渗底漆并干燥后，再浸渗二道漆料，加热干燥纸质基材后，制成层压板材。底漆使用蜜胺改性酚醛树脂，二道漆料使用桐油改性酚醛树脂，分别如下配制：

底漆的配制

使苯酚100重量份与37%（重量）的福尔马林（甲醛水溶液）70重量份反应，生成可溶酚醛树脂型酚反应生成物A，使蜜胺100重量份与福尔马林（固体成分37%（重量））100重量份反应，生成蜜胺反应生成物B。然后，将可溶酚醛树脂型的酚反应生成物A50重量份和蜜胺反应生成物B50重量份的混合物，用水与甲醇以1∶1混合的甲醇水溶液稀释，配制固体成分为30%（重量）的底漆。

二道漆料的配制

使苯酚100重量份和37%（重量）的福尔马林80重量份、桐油30重量份反应，生成桐油改性的可溶酚醛树脂型酚反应生成物，以对该反应生成物为20%（重量）的比率加入阻燃剂四溴双酚A，以甲醇稀释后，得到固体成份为55%（重量）的二道漆料。在该桐油改性的可溶酚醛树脂型酚醛树脂中，桐油为疏水基，羟基为亲水基。

层压板材的制造

用辊将底漆由纸质基体材料之一侧涂布于该纸质基材，进行首次浸渗，在120℃的干燥器中干燥30秒，得树脂半硬化的一次层压板材。该一次层压板材中的树脂含有率为纸质基体材料的15%（重量），其含水量为6%（重量）。然后，再使该一次层压板材浸渗上述二道漆料，于155℃的干燥器中加热干燥100秒，得到树脂半硬化的层压板材。该层压板材中的树脂含量，以底漆的树脂和二道漆料中的树脂合计为52%（重量）。

层压板的制造

将以上制得的层压板材8块相重叠，在最上层用粘结剂配以0.035mm厚的铜箔，作为叠层体，将此叠层体在压力100kg/cm²、温度160℃的条件下加热加压60分钟，得到厚度1.6mm的电气用层压板。

实施例2

纸质基体材料、底漆及二道漆料使用与实施例1同样的材料，使纸质基体材料首次浸渗底漆，在100℃的干燥器中干燥30秒，得到树脂半硬化的一次层压板材。该一次层压板材中的树脂含有率对纸质基材为15%（重量），含水量为9%（重量）。然后，在与实施例1同样的条件下浸渗二道漆料并干燥，制成层压板材，将该层压板材在与实施例1同样的条件下重叠，制得厚度1.6mm的电气用层压板。

实施例3

纸质基体材料、底漆及二道漆料使用与实施例1同样的材料，使纸质基体材料首次浸渗底漆，在80℃的干燥器中干燥30秒，得到树脂半硬化的一次层压板材。该一次层压板材中的树脂含有率对纸质基材为15%（重量），含水量为12%（重量）。然后，在与实施例1同样的条件下浸渗二道漆料并干燥，制成层压板材，将该层压板材在与实施例1同样的条件下重叠，制得厚度1.6mm的电气用层压板。

实施例4

纸质基体材料、底漆及二道漆料使用与实施例1同样的材料，使纸质基体材料首次浸渗底漆，在70℃的干燥器中干燥30秒，得到树脂半硬化的一次层压板材。该一次层压板材中的树脂含有率对纸质基材为15%（重量），含水量为18%（重量）。然后，在与实施例1同样的条件下浸渗二道漆料并干燥，制成层压板材，将该层压板材在与实施例1同样的条件下重叠，制得厚度1.6mm的电气用层压板。

比较例

纸质基体材料、底漆及二道漆料使用与实施例1同样的材料，使纸质基体材料首次浸渗底漆，在135℃的干燥器中干燥30秒，得到树脂半硬化的一次层压板材。该一次层压板材中的树脂含有率对纸质基材为15%（重量），含水量为2%（重量）。然后，在与实施例1同样的条件下浸渗二道漆料并干燥，制成层压板材，将该层压板材在与实施例1同样的条件下重叠，制得厚度1.6mm的电气用层压板。

	干燥温度（℃）	干燥时间（秒）	含水量％（重量）
				实施例1	120	30	6
实施例2	100	30	9
				实施例3	80	30	12
实施例4	70	30	18
				比较例	135	30	2

评估试验

根据下述方法，对上述实施例1～4及比较例所得到的电气用层压板就其电绝缘性（常态的绝缘电阻、煮沸后的绝缘电阻）、焊锡耐热性、吸水率、阻燃性等作了试验。

关于电绝缘性，根据JIS C6481标准，测量在温度20℃、相对湿度65%的大气中放置96小时后的绝缘电阻、以及浸渍于经煮沸的高温热水中2小时进行煮沸处理后的绝缘电阻。

关于焊锡耐热性，是测定浮在260℃的焊锡上，直至发生膨胀所经过的时间。

关于吸水率，是用酸浸法全面除去铜箔，将试验片在温度50℃的大气中放置24小时，测定其在吸水处理之前的重量，然后，再测得在温度23℃的水中浸渍24小时进行吸水处理后的重量，求得吸水处理后和吸水处理前的重量相对于吸水处理前的重量的重量变化率，并将该值作为吸水率。

关于阻燃性，是根据UL规格的94V-O试验方法，测定点燃的火焰熄灭所需的时间，以10个试验片的平均熄灭时间判定。

上述评估试验的结果以下表表示。如该表所示，可以确认，本实施例的电气层压板与比较例相比，任一特征都是优良的。

	绝缘电阻常态（Ω）	绝缘电阻煮沸后（Ω）	焊锡耐热性（秒）	吸水率（％）	阻燃性（秒）
						实施例1	7.0×10¹²	7.1×10⁹	35	0.711	2.5
实施例2	7.8×10¹²	8.9×10⁹	37	0.708	2.0
						实施例3	8.3×10¹²	9.3×10⁹	38	0.703	1.7
实施例4	8.1×10¹²	9.2×10⁹	37	0.702	1.7
						比较例	4.4×10¹²	3.1×10⁹	25	0.748	4.0

如上所述，本发明制得的电气层压板是将浸渗了底漆的纸质基体材料的干燥温度控制在10-120℃，可以将纸质基体材料中的水分调节在5-25%（重量），并且，由此可以维持底漆中的氨基改性酚醛树脂在纸质基体材料中大致均匀的分散状态，然后，使该底漆中的树脂与浸渗的二道漆料中的酚醛树脂充分混合，能发生充分的缩合反应，其结果，如上述评估试验所确认的，可以得到在电绝缘性、耐水性以及阻燃性等方面皆具优异特性的电气用层压板。

Claims

1、一种层压板材的制造方法，其特征在于

使由纤维素纤维组成的纸质基体材料首次浸渗以氨基改性酚醛树脂为主成分的水性底漆中；

在10-120℃的温度下干燥浸渗了底漆的纸质基体材料，得到该纸质基体材料中含水量为5-25%(重量)的一次层压板材；

使一次层压板材浸渗以具有亲水基和疏水基的酚醛树脂为主成分的二道漆料中；

然后，将如上所述浸渗了底漆和二道漆料的纸质基材在100-170℃的温度下干燥。

2、如权利要求1所述的方法，其中，所述二道漆料中的酚醛树脂为桐油改性酚醛树脂。

3、如权利要求1或2所述的方法，其中，所述底漆中的氨基改性酚醛树脂为蜜胺改性酚醛树脂。

4、如权利要求1或2所述的方法，其中，所述底漆中的溶剂为水和醇的混合物，所述方法将浸渗了底漆的纸质基体材料在从10℃至该混合物的共沸点的温度下干燥。

5、如权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中包括由辊式涂布法将所述底漆涂布于所述纸质基体材料的一面的首次浸渗方法。

6、一种电气用层压板的制造方法，其特征在于，将由权利要求1至5之任一项所述的方法得到的层压板材多块重叠，对其加热加压，形成层压板。