CN115490994B - 一种环氧树脂纤维布及其制备方法和在层压板上的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及B32B，更具体地，本发明涉及一种环氧树脂纤维布及其制备方法和在层压板上的应用。所述环氧树脂纤维布由环氧树脂胶黏剂和玻璃纤维布经浸渍或涂覆制备得到，本发明通过添加使用纤维布和胶黏剂制成的复合纤维层，可有效避免冲击破坏的同时，发明人还发现，添加合适的胶黏剂结构，可促进纤维层内部的浸渍和包覆，以及与其他层之间的粘合，减少高温破坏以及粉末损失等问题，有利于层压板在高强度或高温等苛刻环境中使用。

Description

一种环氧树脂纤维布及其制备方法和在层压板上的应用
技术领域
本发明涉及B32B，更具体地，本发明涉及一种环氧树脂纤维布及其制备方法和在层压板上的应用。
背景技术
层压板是将纤维或织物等浸入树脂后经叠合和热压得到的结构，可用于覆铜层压板，或太阳能层压板等电子设备中，但是目前的层压板存在抗冲击性能较差等问题。
CN112318971A提高一种抗冲击太阳能电池层压板及其制备方法。通过添加纤维层，减少层压板的厚度和重量的同时，提高耐冲击性能，具有好的粘结性能，提高了层压板的阻水性、耐老化性、耐高低温和耐腐蚀性等性能。
但是当添加纤维层时，存在高温下抗冲击性能等力学性能损失较高等问题，且在长期使用时，存在损害等问题。
发明内容
目前在层压板结构中往往通过EVA等作为胶黏层，来粘结保护层、电池层或者铜板，以及底板，但存在脆性高，抗冲击性能差的问题，为了解决上述问题，本发明通过在胶黏层和底板之间设置一层环氧树脂纤维布，可有效改善层压板的抗冲击性能和脆性，此外，为了提高和EVA层、底板的粘结力，本发明选择了环氧树脂作为树脂和纤维布制备得到。本发明第一个方面提供了一种环氧树脂纤维布，所述环氧树脂纤维布由环氧树脂胶黏剂和玻璃纤维布经浸渍或涂覆制备得到。
在一种实施方式中，所述环氧树脂胶黏剂制备原料按重量份计，包括环氧树脂100份、固化剂5～10份、无机粉体10～20份和100～200份溶剂。
本发明不对环氧树脂做具体限定，可列举的有，双酚A环氧树脂E-20、E31、E44或其混合物。
在一种实施方式中，所述固化剂包括双氰胺、改性酚醛树脂，重量比为1：(2～4)。
在一种实施方式中，所述改性酚醛树脂选自有机硅改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、二苯醚甲醛树脂、腰果酚改性酚醛树脂中的一种或多种。
发明人发现，当单独使用小分子的双氰胺时，高温作用后抗冲击性能和弯曲性能减弱，而本发明发现，通过添加硼改性酚醛树脂和双氰胺共同作为固化剂，在胶黏体系中引入B-O交联点，可减少高温下抗冲击性能下降。在一种实施方式中，所述改性酚醛树脂包括硼改性酚醛树脂。本发明不对硼改性酚醛树脂的购买厂家进行限定，如购自山东摩尔化工有限公司。
在一种实施方式中，所述无机粉体选自石墨烯、二氧化硅、滑石粉、氮化硼中的一种或多种。
此外，发明人还发现，通过添加氮化硼，利用硼改性酚醛树脂和氮化硼的相互结合，可进一步促进高温下性能稳定的同时，利用热压和剥离过程中B-O交联点随氮化硼，尤其是片状氮化硼的滑移，可促进浸渍到玻璃纤维上的树脂和纤维布、固化剂的充分接触，形成稳定的网络体系，减少剥离造成的损坏，而当为球形氮化硼时，相比于片状，其剥离稳定性下降。在一种实施方式中，所述无机粉体包括氮化硼，优选地，所述氮化硼的形状为片状，可购自淄博晶亿陶瓷科技有限公司的TW15。
发明人发现，氮化硼和硼改性酚醛树脂为物理接触，使得在使用过程中，随着氮化硼一定的滑移，造成氮化硼在界面处增加，影响层压板的使用和粘结，而本发明通过添加腰果酚改性酚醛树脂作为固化剂，在固化过程中，利用其腰果酚长碳链在界面处提高碳层密度，可减少氮化硼接触界面和脱落。在一种实施方式中，所述酚醛树脂还包括腰果酚改性酚醛树脂，本发明不对腰果酚改性酚醛树脂的购买厂家做具体限定，可购自衡水昕龙制动绝缘材料有限公司的XL-PF9130、XL-PF9131。
在一种实施方式中，所述硼改性酚醛树脂和腰果酚改性酚醛树脂的重量比为1：(0.1～0.3)。
此外，发明人也发现，添加少量的滑石粉和腰果酚改性酚醛树脂共同作用过程中，随着滑石粉硅酸镁金属结构促进酚醛树脂固化的同时，也促进了腰果酚交联点附近对滑石粉的包覆，从而使得界面处腰果酚长链碳层处有滑石粉层的阻碍，进一步减少脱落的同时，减少剥离破坏。在一种实施方式中，所述无机粉体还包括滑石粉，可购自河北恒光矿产品有限公司。
在一种实施方式中，所述氮化硼和滑石粉的重量比为1：(0.1～0.3)。
在一种实施方式中，所述溶剂选自丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、丁酮、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯、甲苯中的一种或多种。
在一种实施方式中，所述胶黏剂的制备原料还包括0.1～1份固化促进剂，如咪唑类化合物、取代脲、有机膦化合物、有机锡化合物。
此外，发明人还发现，在胶黏剂制备和玻璃纤维布浸渍过程中，加入少量的有机膨润土，利用其在溶剂中的膨胀和凝胶网络的形成，有利于提高无机粉体在环氧树脂中的分散程度，从而当浸渍过程中，有利于含有润滑性的无机粉体和氮化硼和玻璃纤维作用，增加环氧树脂和玻璃纤维的包覆，进一步减少剥离或冲击破坏，降低粉末脱落。在一种实施方式中，所述胶黏剂的制备原料还包括加工助剂0.5～1份，所述加工助剂为有机膨润土，可购自山东国化化学有限公司。
在一种实施方式中，所述玻璃纤维布为无碱玻璃纤维布，所述胶黏剂和纤维布的重量比为(40～50)：(50～60)。
本发明第二个方面提供了一种所述的环氧树脂纤维布的制备方法，包括：将胶黏剂的制备原料混合后，和玻璃纤维布经浸渍或喷涂后、干燥，热压成型。
本发明第三个方面提供了一种所述的环氧树脂纤维布在层压板上的应用，所述层压板从上到下包括：保护层、胶黏层一、电池层、胶黏层、底层；
所述保护层和胶黏层一之间，和/或所述胶黏层二和底层之间分别设有环氧树脂纤维布。
本发明不对保护层、胶黏层一、胶黏层二、底层的材料作具体限定，为层压板常用材料，如保护层可为PET、ETFE，胶黏层一、胶黏层二可为EVA、POE，底层可为PCB板或PET板等，此外，本发明层压板各层之间的厚度不做具体限定，可根据层压板的需要进行选择。25μm、0.3mm、0.5mm、0.5mm、0.3mm、0.5mm、1mm。
在一种实施方式中，所述层压板的制备方法包括：将层压板依次叠合后热压成型。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过添加使用纤维布和胶黏剂制成的复合纤维层，可有效避免冲击破坏的同时，发明人还发现，添加合适的胶黏剂结构，可促进纤维层内部的浸渍和包覆，以及与其他层之间的粘合，减少高温破坏以及粉末损失等问题，有利于层压板在高强度或高温等苛刻环境中使用。
具体实施方式
实施例
实施例1
本例提供一种环氧树脂纤维布，所述环氧树脂纤维布由环氧树脂胶黏剂和玻璃纤维布经浸渍制备得到，所述环氧树脂胶黏剂的制备原料按重量份计，包括环氧树脂E31 100份、固化剂10份、无机粉体20份和200份溶剂，所述固化剂包括双氰胺、改性酚醛树脂，重量比为1：4，所述改性酚醛树脂为硼改性酚醛树脂和腰果酚改性酚醛树脂，重量比为1：0.3，所述无机粉体为氮化硼和滑石粉，重量比为1：0.3，所述氮化硼的形状为片状，所述溶剂为丙酮和丁酮，重量比为1：1，所述胶黏剂还包括1份固化促进剂取代脲UR-500，所述胶黏剂的制备原料还包括加工助剂1份，所述加工助剂为有机膨润土，所述玻璃纤维布为无碱玻璃纤维布，所述胶黏剂和纤维布的重量比为50：50。
所述硼改性酚醛树脂购自山东摩尔化工有限公司。
所述氮化硼购自淄博晶亿陶瓷科技有限公司的TW15。
所述腰果酚改性酚醛树脂购自衡水昕龙制动绝缘材料有限公司的XL-PF9130。
所述滑石粉购自河北恒光矿产品有限公司。
所述有机膨润土购自山东国化化学有限公司。
本例还提供如上所述的环氧树脂纤维布的制备方法，包括：将胶黏剂的制备原料混合后，和玻璃纤维布经浸渍或喷涂后、干燥，热压成型。
本例还提供如上所述的环氧树脂纤维布在层压板上的应用，所述层压板从上到下包括：厚度为25μm的保护层PET、厚度为0.5mm的胶黏层一EVA、厚度为0.5mm的电池层、厚度为0.3mm的胶黏层EVA、厚度为1mm的底层PCB；所述保护层和胶黏层一之间设有厚度为0.3mm的环氧树脂纤维布，和所述胶黏层二和底层之间分别设有厚度为0.5mm的环氧树脂纤维布。所述层压板的制备方法包括：将层压板依次叠合后热压成型。
实施例2
本例提供一种环氧树脂纤维布，所述环氧树脂纤维布由环氧树脂胶黏剂和玻璃纤维布经浸渍制备得到，所述环氧树脂胶黏剂的制备原料按重量份计，包括环氧树脂E31 100份、固化剂8份、无机粉体15份和150份溶剂，所述固化剂包括双氰胺、改性酚醛树脂，重量比为1：3，所述改性酚醛树脂为硼改性酚醛树脂和腰果酚改性酚醛树脂，重量比为1：0.2，所述无机粉体为氮化硼和滑石粉，重量比为1：0.2，所述氮化硼的形状为片状，所述溶剂为丙酮和丁酮，重量比为1：1，所述胶黏剂还包括0.8份固化促进剂取代脲UR-500，所述胶黏剂的制备原料还包括加工助剂0.8份，所述加工助剂为有机膨润土，所述玻璃纤维布为无碱玻璃纤维布，所述胶黏剂和纤维布的重量比为45：55。
所述硼改性酚醛树脂购自山东摩尔化工有限公司。
所述氮化硼购自淄博晶亿陶瓷科技有限公司的TW15。
所述腰果酚改性酚醛树脂购自衡水昕龙制动绝缘材料有限公司的XL-PF9131。
所述滑石粉购自河北恒光矿产品有限公司。
所述有机膨润土购自山东国化化学有限公司。
本例还提供如上所述的环氧树脂纤维布的制备方法，包括：将胶黏剂的制备原料混合后，和玻璃纤维布经浸渍或喷涂后、干燥，热压成型。
本例还提供如上所述的环氧树脂纤维布在层压板上的应用，所述层压板从上到下包括：厚度为25μm的保护层PET、厚度为0.5mm的胶黏层一EVA、厚度为0.5mm的电池层、厚度为0.3mm的胶黏层EVA、厚度为1mm的底层PCB；所述保护层和胶黏层一之间设有厚度为0.3mm的环氧树脂纤维布，和所述胶黏层二和底层之间分别设有厚度为0.5mm的环氧树脂纤维布。所述层压板的制备方法包括：将层压板依次叠合后热压成型。
实施例3
本例提供一种环氧树脂纤维布，所述环氧树脂纤维布由环氧树脂胶黏剂和玻璃纤维布经浸渍制备得到，所述环氧树脂胶黏剂的制备原料按重量份计，包括环氧树脂E31 100份、固化剂5份、无机粉体10份和100份溶剂，所述固化剂包括双氰胺、改性酚醛树脂，重量比为1：2，所述改性酚醛树脂为硼改性酚醛树脂和腰果酚改性酚醛树脂，重量比为1：0.1，所述无机粉体为氮化硼和滑石粉，重量比为1：0.1，所述氮化硼的形状为片状，所述溶剂为丙酮和丁酮，重量比为1：1，所述胶黏剂还包括0.5份固化促进剂取代脲UR-500，所述胶黏剂的制备原料还包括加工助剂0.5份，所述加工助剂为有机膨润土，所述玻璃纤维布为无碱玻璃纤维布，所述胶黏剂和纤维布的重量比为40：60。
所述硼改性酚醛树脂购自山东摩尔化工有限公司。
所述氮化硼购自淄博晶亿陶瓷科技有限公司的TW15。
所述腰果酚改性酚醛树脂购自衡水昕龙制动绝缘材料有限公司的XL-PF9131。
所述滑石粉购自河北恒光矿产品有限公司。
所述有机膨润土购自山东国化化学有限公司。
本例还提供如上所述的环氧树脂纤维布的制备方法，包括：将胶黏剂的制备原料混合后，和玻璃纤维布经浸渍或喷涂后、干燥，热压成型。
本例还提供如上所述的环氧树脂纤维布在层压板上的应用，所述层压板从上到下包括：厚度为25μm的保护层PET、厚度为0.5mm的胶黏层一EVA、厚度为0.5mm的电池层、厚度为0.3mm的胶黏层EVA、厚度为1mm的底层PCB；所述保护层和胶黏层一之间设有厚度为0.3mm的环氧树脂纤维布，和所述胶黏层二和底层之间分别设有厚度为0.5mm的环氧树脂纤维布。所述层压板的制备方法包括：将层压板依次叠合后热压成型。
实施例4
本例提供一种环氧树脂纤维布，所述环氧树脂纤维布由环氧树脂胶黏剂和玻璃纤维布经浸渍制备得到，所述环氧树脂胶黏剂的制备原料按重量份计，包括环氧树脂E31 100份、固化剂8份、无机粉体15份和150份溶剂，所述固化剂包括双氰胺、改性酚醛树脂，重量比为1：3，所述改性酚醛树脂为硼改性酚醛树脂和腰果酚改性酚醛树脂，重量比为1：0.2，所述无机粉体为氮化硼和滑石粉，重量比为1：0.2，所述氮化硼的形状为片状，所述溶剂为丙酮和丁酮，重量比为1：1，所述胶黏剂还包括0.8份固化促进剂取代脲UR-500，所述玻璃纤维布为无碱玻璃纤维布，所述胶黏剂和纤维布的重量比为45：55。
所述硼改性酚醛树脂购自山东摩尔化工有限公司。
所述氮化硼购自淄博晶亿陶瓷科技有限公司的TW15。
所述腰果酚改性酚醛树脂购自衡水昕龙制动绝缘材料有限公司的XL-PF9131。
所述滑石粉购自河北恒光矿产品有限公司。
本例还提供如上所述的环氧树脂纤维布的制备方法，包括：将胶黏剂的制备原料混合后，和玻璃纤维布经浸渍或喷涂后、干燥，热压成型。
本例还提供如上所述的环氧树脂纤维布在层压板上的应用，所述层压板从上到下包括：厚度为25μm的保护层PET、厚度为0.5mm的胶黏层一EVA、厚度为0.5mm的电池层、厚度为0.3mm的胶黏层EVA、厚度为1mm的底层PCB；所述保护层和胶黏层一之间设有厚度为0.3mm的环氧树脂纤维布，和所述胶黏层二和底层之间分别设有厚度为0.5mm的环氧树脂纤维布。所述层压板的制备方法包括：将层压板依次叠合后热压成型。
实施例5
本例提供一种环氧树脂纤维布，所述环氧树脂纤维布由环氧树脂胶黏剂和玻璃纤维布经浸渍制备得到，所述环氧树脂胶黏剂的制备原料按重量份计，包括环氧树脂E31 100份、固化剂8份、无机粉体15份和150份溶剂，所述固化剂包括双氰胺、改性酚醛树脂，重量比为1：3，所述改性酚醛树脂为硼改性酚醛树脂，所述无机粉体为氮化硼，所述氮化硼的形状为片状，所述溶剂为丙酮和丁酮，重量比为1：1，所述胶黏剂还包括0.8份固化促进剂取代脲UR-500，所述玻璃纤维布为无碱玻璃纤维布，所述胶黏剂和纤维布的重量比为45：55。
所述硼改性酚醛树脂购自山东摩尔化工有限公司。
所述氮化硼购自淄博晶亿陶瓷科技有限公司的TW15。
本例还提供如上所述的环氧树脂纤维布的制备方法，包括：将胶黏剂的制备原料混合后，和玻璃纤维布经浸渍或喷涂后、干燥，热压成型。
本例还提供如上所述的环氧树脂纤维布在层压板上的应用，所述层压板从上到下包括：厚度为25μm的保护层PET、厚度为0.5mm的胶黏层一EVA、厚度为0.5mm的电池层、厚度为0.3mm的胶黏层EVA、厚度为1mm的底层PCB；所述保护层和胶黏层一之间设有厚度为0.3mm的环氧树脂纤维布，和所述胶黏层二和底层之间分别设有厚度为0.5mm的环氧树脂纤维布。所述层压板的制备方法包括：将层压板依次叠合后热压成型。
性能评价
1、抗冲击性能：将实施例和对比例提供的层压板在25℃和180℃200min、冷却后进行227g落球冲击试验，判断层压板是否被破坏，结果见表1。
2、粉末脱落性能：将环氧树脂纤维布来回摩擦30min后，观察环氧树脂纤维布的重量损失，结果见表1。
3、剥离破坏：将环氧树脂纤维布、EVA层和电池层从上到下叠合后热压成型，观察纤维布剥离时纤维布是否出现露纤、破裂等破坏情况，结果见表1。
表1
由测试结果可知，本发明提供的环氧树脂纤维布可用在层压板，如太阳能层压板上，具有高的冲击和使用寿命。

Claims (4)

1.一种环氧树脂纤维布，其特征在于，所述环氧树脂纤维布由环氧树脂胶黏剂和玻璃纤维布经浸渍或涂覆制备得到；
所述环氧树脂胶黏剂制备原料按重量份计，包括环氧树脂100份、固化剂5~10份、无机粉体10~20份和100~200份溶剂，所述固化剂包括双氰胺、改性酚醛树脂，重量比为1：（2~4）；
所述改性酚醛树脂包括硼改性酚醛树脂；
所述无机粉体为氮化硼和滑石粉，重量比为1：（0.1～0.3）；
所述氮化硼的形状为片状；
所述酚醛树脂还包括腰果酚改性酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂纤维布，其特征在于，所述胶黏剂还包括加工助剂0.5~1份，所述加工助剂为有机膨润土。
3.一种根据权利要求1～2任意一项所述的环氧树脂纤维布的制备方法，其特征在于，包括：将胶黏剂的制备原料混合后，和玻璃纤维布经浸渍或喷涂后、干燥，热压成型。
4.一种根据权利要求1～2任意一项所述的环氧树脂纤维布在层压板上的应用，其特征在于，所述层压板从上到下包括：保护层、胶黏层一、电池层、胶黏层二、底层；
所述保护层和胶黏层一之间，和/或所述胶黏层二和底层之间分别设有环氧树脂纤维布。
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