CN111234734B - 一种挠性覆铜板用环保型胶液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种挠性覆铜板用环保型胶液，按重量份数计，包括以下组分：增韧树脂80‑150份、环氧树脂140‑200份、固化剂20‑40份、阻燃剂20‑60份、填料40‑70份、助剂0.5‑2份以及溶剂500‑1000份。本发明的有益效果是：使用本发明环保型胶液制备出的挠性覆铜板具有较高的耐弯折性，将弯折次数由现有200次提升至400次以上，且胶液中卤素含量很低，具有良好的环保效果。

Description

一种挠性覆铜板用环保型胶液及其制备方法
技术领域
本发明涉及印制电路板技术领域，尤其涉及一种挠性覆铜板用环保型胶液及其制备方法。
背景技术
挠性覆铜板(FCCL)是指在聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜等挠性绝缘材料的单面或双面，通过涂布胶黏剂，与铜箔粘接在一起所形成的覆铜板。挠性覆铜板广泛用于航空航天设备、导航设备、飞机仪表、军事制导系统和手机、数码相机、数码摄像机、汽车卫星方向定位装置、液晶电视、笔记本电脑等电子产品中、随着时代的发展，还会大量用在人工智能机器人、智能穿戴、无人驾驶等等5G、万物互联方法面。
挠性覆铜板的阻燃性是电子产品重要的安全性能之一。卤素类阻燃材料(含Cl、Br)以其经济性与可靠性，在印制电路基材产业中已应用多年，然而，随着全球性环境保护呼声的日益高涨，卤素类阻燃材料的环境负荷及对人体健康的影响正密切受到关注，已有许多国家的组织和机构相继在含卤产品的燃烧产物中检测出二噁英(Dioxin)、二苯并呋喃(Dibenzofuran)等致癌物质。含卤产品在燃烧过程中发烟量很大，会释放出剧毒物质卤化氢，严重威胁人体健康。目前大量的覆铜板还在使用卤素类阻燃剂进行阻燃，为了人类健康与发展，需要快速发展、研发、转化成绿色环保型(无卤)覆铜板。
挠性覆铜板之所以被称为挠性板是因为他的可挠性(耐弯折性)。作为电子电路的载体，以及电路板与电路板中间的软性链接，其可挠性是十分重要的指标，而且随着电子产品向轻、薄、短、小等方向发展，可移动可挠空间越来越小，所以对挠性覆铜板耐弯折性提出了更高的要求。
挠性覆铜板的组成主要包括三大类材料：绝缘基膜材料，金属导体箔，胶粘剂。粘剂的作用为粘结绝缘基膜材料与铜箔的介质，胶黏剂各组分整体体现的性能直接决定了挠性覆铜板的粘结强度、耐弯折性、耐热性、阻燃性、电气特性、以及涨缩等等其它特性。胶黏剂由多种不同类别的材料和数量配比组成，这些材料不但是提供自身的优越特性，还会相互制约，一个成熟的胶粘剂配比必须是各种特性综合平衡达到最优，这就是难点，所以挠性板用胶黏剂配方是十分神秘的，都是保密的。所以挠性覆铜板无卤化就是配方无卤化，其耐折性的提升也是需要通过配方设计更变来达到目的。
目前，核心的生产工艺配方被美国、日本、欧洲等国家控制，国内生产的产品内在质量和特殊特性与进口产品差距很大。本发明一种高耐弯折环保型挠性覆铜板胶液的制作方法，即可提高产品质量耐弯折性，又实现产品无卤化，可替代国外产品，打破垄断，解决国产高端电子信息材料生产的瓶颈问题。
发明内容
本发明针对现有挠性覆铜板耐弯折性差以及卤素含量高的问题，提供一种挠性覆铜板用环保型胶液及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种挠性覆铜板用环保型胶液，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：增韧树脂80-150份、环氧树脂140-200份、固化剂20-40份、阻燃剂20-60份、填料40-70份、助剂0.5-2份以及溶剂500-1000份。
所述增韧树脂为丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛和丁苯橡胶中的一种或多种，丁腈橡胶的重均分子量优选5000-10000，聚乙烯醇缩丁醛的重均分子量优选10000-30000，丁苯橡胶的重均分子量优选8000-15000。
所述环氧树脂DOPO型含磷环氧、H-Q型含磷环氧、N-Q型含磷环氧、双酚A型无卤环氧、双酚F型无卤环氧、双环戊二烯环氧树脂和联苯环氧中的一种或多种，其中，环氧树脂、DOPO型含磷环氧、H-Q型含磷环氧、N-Q型含磷环氧的含磷量为1.8-3.5％，环氧当量为180-360，双酚A型无卤环氧、双酚F型无卤环氧、双环戊二烯环氧树脂、联苯环氧的环氧当量在320-700，软化点为50-100℃。
所述固化剂为含磷酚醛、含氮酚醛、线性苯酚酚醛和线性双酚A型酚醛中的一种或多种，其中，含磷酚醛的含磷量为8-11％，羟基当量为100-130，含氮酚醛的含氮量为12-33％，羟基当量为100-130，线性苯酚酚醛、线性双酚A型酚醛的羟基当量为80-120，软化点为70-110℃。
所述阻燃剂为磷腈、磷酸酯、膦酸酯、二乙基次磷酸铝、聚磷酸铵和氰尿酸三聚氰胺中的一种或多种。
所述填料为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、滑石粉和硅微粉中的一种或多种。
所述助剂为0.1-0.5重量份咪唑类催进剂、0.05-0.2重量份离子捕捉剂、0.2-0.8重量份分散剂和0.15-0.5重量份偶联剂的混合物，其中，咪唑类为2-MI、2E4MZ、CIIZ，离子捕捉剂为日本TOAGOSEICO.,LTD生产的IXE系列，分散剂为德国别克BYK-903，偶联剂为KH560。
所述溶剂为丙酮、丁酮、环己酮、二甲基甲酰胺、乙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚中的一种或多种。
本发明还涉及上述挠性覆铜板用环保型胶液的制备方法，操作步骤为：按重量份数称取各组分，将增韧树脂加部分溶剂搅拌充分溶解至透明，加入环氧树脂、固化剂搅拌溶解至透明形成A胶；取出部分A胶与阻燃剂混合，1000-2000rpm下剪切分散3-4h，球磨分散2遍，形成B胶；将剩余A胶与填料混合，1000-2000rpm下剪切分散3-4h，乳化机乳化2遍，球磨分散2遍备用形成C胶；将助剂加入溶剂中溶解得助剂溶液；将A胶、B胶、C胶和助剂溶液混合，乳化3-4h，球磨，3000目以下过滤3遍，即得。
本发明的有益效果是：使用本发明环保型胶液制备出的挠性覆铜板具有较高的耐弯折性，将弯折次数由现有200次提升至400次以上，且胶液中卤素含量很低，具有良好的环保效果。
具体实施方式
以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种挠性覆铜板用环保型胶液，其配方如下，
丁腈橡胶：150份，H-Q型含磷环氧：140份，含磷酚醛：20份，磷腈：60份，氢氧化镁：40份，助剂：0.5份，丁酮：500份；
其中，丁腈橡胶的重均分子为10000；H-Q型含磷环氧的含磷量为1.8％，环氧当量为180；含磷酚醛的含磷量为11％，羟基当量为130；助剂为0.1重量份2-MI咪唑催进剂、0.05重量份IXE系列离子捕捉剂、0.2重量份德国别克BYK-903分散剂和0.15重量份KH560偶联剂的混合物。
实施例2
一种挠性覆铜板用环保型胶液，其配方如下，
聚乙烯醇缩丁醛：80份，双环戊二烯环氧树脂：200份，含氮酚醛：40份，二乙基次磷酸铝：20份，氢氧化铝：70份，助剂：2份，乙二醇单甲醚：1000份；
其中，聚乙烯醇缩丁醛的重均分子为5000；双环戊二烯环氧树脂的环氧当量在700，软化点为100℃；含氮酚醛的含氮量为12％，羟基当量为100；助剂为0.5重量份2E4MZ咪唑催进剂、0.2重量份IXE系列离子捕捉剂、0.8重量份德国别克BYK-903分散剂和0.5重量份KH560偶联剂的混合物。
实施例1和2挠性覆铜板用环保型胶液的制备方法为：(1)将增韧树脂加部分溶剂常规搅拌充分溶解至透明；(2)将环氧树脂、固化剂直接加入(1)中常规搅拌溶解至透明形成母液A胶；取出部分A胶与阻燃剂混合，在1000-2000的转速下剪切分散3-4小时，再球磨分散2遍备用形成B胶；(3)取出部分A胶与填料混合，在1000-2000的转速下剪切分散3-4小时，乳化机乳化2遍，再球磨分散2遍备用形成C胶；(4)助剂加溶剂溶解至透明备用；(5)将部分A、B、C、助剂溶液以及部分溶剂进行混合，在常规搅拌的同时，进行乳化、剪切3-4小时，然后进行球磨过滤3遍，过滤袋为＜3000目滤袋，胶液的固体量控制在35-45％。
对比例
一种含卤挠性覆铜板用胶液，其配方如下，双酚A型溴化环氧：60份、聚乙烯醇缩丁醛：60份、高溴环氧：20份、双氰胺：1份、2甲基咪唑：0.067份、丙酮：200份、硅微粉(滑石粉改性)：30份；其制备方法为：按上述配方称取各组分，搅拌60分钟，即得。
将实施例1、2以及对比例所得胶液等量地涂覆在PI膜上，烘干固化得挠性覆铜板，并进行以下测试，如表1所示。
表1.实施例1、2和对比例所得胶液制备的挠性覆铜板检测结果
Figure GDA0002723481220000051
Figure GDA0002723481220000061
从表1数据可以看出，与对比例相比，实施例采用1和2所得胶液制备出的挠性覆铜板拉伸强度、延伸率、耐热冲击和剥离强度均有一定的提升，阻燃性不下降，耐弯折性提升显著，且卤素下降明显。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种挠性覆铜板用环保型胶液，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：聚乙烯醇缩丁醛：80份，双环戊二烯环氧树脂：200份，含氮酚醛：40份，二乙基次磷酸铝：20份，氢氧化铝：70份，助剂：2份，乙二醇单甲醚：1000份；
其中，所述聚乙烯醇缩丁醛的重均分子为5000；所述双环戊二烯环氧树脂的环氧当量在700，软化点为100℃；所述含氮酚醛的含氮量为12％，羟基当量为100；所述助剂为0.5重量份2E4MZ咪唑催进剂、0.2重量份IXE系列离子捕捉剂、0.8重量份德国别克BYK-903分散剂和0.5重量份KH560偶联剂的混合物；
所述挠性覆铜板用环保型胶液的制备方法为：
(1)将聚乙烯醇缩丁醛加部分乙二醇单甲醚常规搅拌充分溶解至透明；
(2)将双环戊二烯环氧树脂、含氮酚醛直接加入(1)中常规搅拌溶解至透明形成母液A胶；取出部分A胶与二乙基次磷酸铝混合，在1000-2000的转速下剪切分散3-4小时，再球磨分散2遍备用形成B胶；
(3)取出部分A胶与氢氧化铝混合，在1000-2000的转速下剪切分散3-4小时，乳化机乳化2遍，再球磨分散2遍备用形成C胶；
(4)助剂加乙二醇单甲醚溶解至透明备用；
(5)将部分A胶、B胶、C胶、助剂溶液以及部分乙 二醇单甲醚进行混合，在常规搅拌的同时，进行乳化、剪切3-4小时，然后进行球磨过滤3遍，过滤袋为＜3000目滤袋，胶液的固体量控制在35-45％。
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Denomination of invention: The invention relates to an environment-friendly glue solution for flexible copper clad laminate and a preparation method thereof

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