單組分、無溶劑的有機矽氧烷組合物的製作方法
2023-10-06 10:55:59
單組分、無溶劑的有機矽氧烷組合物的製作方法
【專利摘要】一種單組分、無溶劑的有機矽氧烷組合物包括：a)10～98wt％的含有至少兩個烯基或炔基的至少一種線性或支鏈聚有機矽氧烷作為組分A；b)0.1～30wt％的含有至少3個Si-H基團的至少一種線性或支鏈聚有機矽氧烷作為組分B；c)0.000001～1wt％的至少一種氫化矽烷化催化劑作為組分C；d)0.00001～5wt％的至少一種通式(I)的炔醇作為組分D，其中R1，R2，R3相互獨立地選自H、C1-C6烷基及取代或未取代的C3-C6烷基；或R1選自H、C1-C6烷基及取代或未取代的C3-C6環烷基，且R2，R3結合在一起形成3～8元環，其可由一個或多個C1-C3烷基取代；e)0.1～10wt％的至少一種鍛制二氧化矽作為組分E；及f)0～89.799989wt％的一種或多種選自F、G、H和I的其他組分；其中組分A至I的總和為100wt％。
【專利說明】單組分、無溶劑的有機矽氧烷組合物
【技術領域】
[0001] 本發明涉及包括鍛制二氧化矽和炔醇的單組分、無溶劑的有機矽氧烷組合物，及 使用所述組合物通過交叉切割噴嘴將有機矽氧烷保護塗層塗覆於印刷電路板，以及這樣的 有機矽氧烷保護塗層。
【背景技術】
[0002] 電氣和電子組件，特別是印刷電路板，近年來越來越小，以允許更高的封裝密度。 由於溼氣、灰塵及熱和機械應力產生的這種組件的過早失效可通過保護漆或塗層防止。對 塗漆或塗層工藝提出了更高的要求。在許多情況下，除了允許均勻的層厚度及可重複的塗 層效果，它們必須還允許選擇性漆塗覆。
[0003] 接觸區域、插頭連接器、機械組件等不能被保護塗層潤溼，因為這將不利地影響其 功能。此外，不均勻地塗覆的保護塗層，特別是在組件轉角和邊緣的塗層材料的積聚，將使 後續組裝困難很多。常規的塗漆或塗層工藝通常不能充分地滿足這個要求。
[0004] 除了常規的塗層或塗漆工藝，最近建立了在無壓縮空氣（"無空氣"）條件下塗覆 保護塗層的塗層工藝，特別是在印刷電路板的塗層中。這種塗漆或塗層工藝(下文中稱為無 空氣工藝）的不同之處特別在於下列事實：漆的塗敷可無噴霧並具有精確的邊緣限定。不 像常規的塗層工藝，其中通過壓縮空氣霧化塗層材料，並且噴霧不可避免地形成，在無空氣 工藝中通過使用特定塗頭防止噴霧的產生。
[0005] 塗頭具有噴嘴，其開口形狀是交叉切割的。由於其形狀，所述噴嘴經常被稱為交叉 切割噴嘴。當通過交叉切割噴嘴擠壓塗層材料時，產生幾毫米至幾釐米寬的塗層幕(至少在 一定壓力限制內），而不形成噴霧。這使得塗層材料能夠精確地塗覆到組件表面的限定點。 此外，無空氣工藝確保塗敷均勻的層厚度。而且，該工藝還具有經濟優勢。例如，其可以提 高材料利用率，因為沒有通過噴霧損失任何東西。
[0006] 然而，本發明的先決條件是，所述工藝中使用的塗層材料具有合適的粘度特性。重 要的是塗層材料的粘度在其通過交叉切割噴嘴時，其剪切粘度不大於120mPa*s。剪切粘度 較高時，塗層幕經常不打開或不能保持穩定。結果是塗層材料以不確定的射流或液滴形式 離開交叉切割噴嘴。這兩種形式都不適用於多數電氣和電子組件、特別是印刷電路板的塗 層。
[0007] 如果塗層材料的粘度太低，存在這樣的風險，即塗層材料在其塗覆到電氣或電子 組件後流動，其可能導致層厚度變得不均勻厚或不打算塗覆的組件區域被覆蓋有塗層材 料。為了防止這種情況，塗層團應該具有高粘度。此外，塗層團在塗覆後不能延伸且廣泛地 分布在組件表面。通常可以使用高粘度的塗層團防止這些問題。在有機矽氧烷組合物的情 況下，粘度應該至少為5000mPa · S。
[0008] 在 Cross-Cut Airless Spray Gun Nozzles, 2011，Nordson Corporation 中發現 了使用交叉切割噴嘴的無空氣工藝的更全面的描述。原則上單組分、無溶劑的有機矽氧烷 組合物是已知的。其將保護塗層塗覆於電子和電氣組件的用途也是已知的。通過通常已知 的常規方法，有機矽氧烷組合物首先被塗覆到無油脂和汙垢的電子和電氣組件，且隨後在 溫度為100至150°c時固化，然後形成有機娃氧燒保護塗層。
[0009] EP0510608A描述了與電氣和電子組件具有良好粘附的單組分、無溶劑的有機矽氧 烷組合物。所述組合物包括聚二乙烯有機矽氧烷（A)、具有至少3個矽鍵合的氫原子的有機 矽氧烷（B)、鉬基氫化矽烷化催化劑（C)、具有矽鍵合的羥基取代基和矽鍵合的乙烯基取代 基的聚有機矽氧烷（D)、增粘劑（E)，以及炔醇（F)，其保證單組分的組合物經過數月仍然能 穩定保存。
[0010] US5082894A公開了一種具有良好粘附性的單組分、無溶劑的有機矽氧烷混合物， 其包括具有至少2個矽鍵合的烯基的液態聚二有機矽氧烷（A)、每個分子平均具有至少3個 娃鍵合的氫原子的有機氫娃氧燒（B)、鉬基氫化娃燒化催化劑（C)、作為催化抑制劑具有至 少8個碳原子的炔醇（D)，以及增粘劑混合物（E)。這種單組分、無溶劑的有機矽氧烷混合 物的粘度為300至500mPa · s。有機矽氧烷混合物的固化發生在低於150°C的溫度下。
[0011] US5270425A同樣描述了一種具有良好粘附性的單組分、無溶劑的有機矽氧烷混合 物，其包括具有至少兩個矽鍵合的烯基的液態聚二有機矽氧烷（A)、每個分子具有至少兩個 矽鍵合的氫原子的聚有機矽氧烷（B)、鉬基氫化矽烷化催化劑（C)、包括螯合鋁絡合物的增 粘劑混合物（D)，以及具有不超過6個碳原子的炔醇（E)。
[0012] 由於其不超過500mPa *s的低粘度，這些有機矽氧烷混合物不適用於上述方法，其 中通過交叉切割噴嘴將塗層材料塗覆於電氣和電子組件。由於其結構粘度不足，它們將在 塗覆於組件後流動。此外，這些有機矽氧烷混合物的固化通常在超過100°c時發生和/或固 化時間多於10分鐘。然而，因為電子組件通常對溫度非常敏感，所述有機矽氧烷混合物應 該在不超過100°c時在10分種後完成固化。
【發明內容】
[0013] 因此，本發明的目的是提供一種單組分、無溶劑的有機矽氧烷組合物，其適合通過 交叉切割噴嘴塗覆於電氣或電子組件，特別是印刷電路板。所述單組分、無溶劑的有機矽氧 烷組合物在塗覆後不流動。同時，所述單組分、無溶劑的有機矽氧烷組合物具有至少4個月 的儲存穩定性及在100°c下10分鐘內固化為薄膜。
[0014] 該目的通過單組分、無溶劑的有機矽氧烷組合物實現，其包括：
[0015] a)重量百分比10%至98%的含有至少兩個烯基或炔基的至少一種線性或支鏈聚有 機矽氧烷，作為組分A ;
[0016] b)重量百分比0. 1%至30%的含有至少3個Si-H基團的至少一種線性或支鏈聚有 機矽氧烷，作為組分B;
[0017] c)重量百分比0. 000001%至1%的至少一種氫化矽烷化催化劑，作為組分C ;
[0018] d)重量百分比0. 00001%至5%的至少一種通式（I)的炔醇，作為組分D
[0019]
【權利要求】
1. 一種單組分、無溶劑的有機矽氧烷組合物，其包括： a) 重量百分比10%至98%的含有至少兩個烯基或炔基的至少一種線性或支鏈聚有機矽 氧烷，作為組分A ; b) 重量百分比0. 1%至30%的含有至少3個Si-H基團的至少一種線性或支鏈聚有機矽 氧烷，作為組分B ; c) 重量百分比0. 000001%至1%的至少一種氫化矽烷化催化劑，作為組分C ; d) 重量百分比0. 00001%至5%的至少一種通式（I)的炔醇，作為組分D，
其中 R1，R2, R3相互獨立地選自H、C1-C6烷基及取代或未取代的C3-C 6環烷基；或 R1選自HX1-C6烷基及取代或未取代的C3-C 6-環烷基，且R2, R3結合在一起形成3元至 8元環，其可由一個或多個C1-C3烷基取代； e) 重量百分比0. 1%至10%的至少一種鍛制二氧化矽，作為組分E ; f) 重量百分比0%至89. 799989%的含有兩個Si-H端基或一個Si-H端基與一個烯基端 基的一種或多種聚有機娃氧燒，作為組分F ; g) 重量百分比0%至20%的一種或多種聚環氧有機矽氧烷，作為組分G ; h) 重量百分比0%至30%的不同於組分A的一種或多種無環或環狀有機矽氧烷，其具有 1至5個矽原子並含有至少兩個烯基，作為組分H ;以及 i) 重量百分比0%至10%的一種或多種添加劑，作為組分I ; 其中組分A至I的總和為100% (重量百分比）。
2. 根據權利要求1所述的有機矽氧烷組合物，其特徵在於，所述有機矽氧烷組合物的 粘度在剪切速率IOOOs4時不大於120mPa · s，在剪切速率0. Ols4時至少5000mPa · s。
3. 根據權利要求1所述的有機矽氧烷組合物，其特徵在於，所述有機矽氧烷組合物包 括重量百分比0. 0001%至89. 799989%的組分F。
4. 根據權利要求1所述的有機矽氧烷組合物，其特徵在於，組分F包括通式（II)的聚 有機矽氧烷，
其中 R4獨立的選自C1-C6烷基， R5選自11和C2-C6烯基，以及 m是2至400的數。
5. 根據權利要求1所述的有機矽氧烷組合物，其特徵在於，所述有機矽氧烷組合物包 括重量百分比0. 0001%至20%的組分G。
6. 根據權利要求1所述的有機矽氧烷組合物，其特徵在於，組分G包括通式（III)的聚 環氧有機矽氧烷， 其中 R6獨立地選自C1-C6烷基及取代或未取代的C6-C 12芳基， R7選自取代或未取代的縮水甘油氧基-(C1-C6烷基）及取代或未取代的縮水甘油氧 基-(C6-C12芳基）；以及 p是2至2000的數。
7. 根據權利要求1所述的有機矽氧烷組合物，其特徵在於，所述有機矽氧烷組合物包 括重量百分比0. 0001%至30%的組分H。
8. 根據權利要求1所述的有機矽氧烷組合物，其特徵在於，組分H包括一種或多種有機 娃氧燒，其選由1，2_二乙稀基四甲基二娃氧燒和1，2, 3, 4_四甲基_1，2, 3, 4_四乙稀基二 甲基三環矽氧烷所組成的組。
9. 一種將有機矽氧烷保護塗層塗覆到電氣或電子組件的方法，其包括以下步驟： a) 提供根據權利要求1至8任一項所述的有機矽氧烷組合物， b) 通過交叉切割噴嘴將有機矽氧烷組合物塗覆到電氣或電子組件，以及 c) 加熱塗覆有有機矽氧烷組合物的電氣或電子組件到50至IKTC的溫度，由此通過氫 化矽烷化反應在電氣或電子組件上形成有機矽氧烷保護塗層。
10. 根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述有機矽氧烷組合物以這樣的方式塗 覆，其中形成的有機矽氧烷保護塗層的層厚度為〇. 1至250 μ m。
11. 根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述有機矽氧烷組合物在步驟b)中塗覆 至印刷電路板。
12. 根據權利要求1至8任一項所述的有機矽氧烷組合物的用途，其用於通過交叉切割 噴嘴將有機矽氧烷保護塗層塗覆至電氣或電子組件。
13. 根據權利要求12所述的用途，其特徵在於，所述電氣或電子組件是印刷電路板。
14. 通過根據權利要求9至11任一項所述的方法獲得的有機矽氧烷保護塗層。
15. 根據權利要求14所述的有機矽氧烷保護塗層，其特徵在於，所述保護塗層的層厚 度為〇. 1至250 μ m。
16. 具有根據權利要求14或15所述的具有塗覆的有機矽氧烷保護塗層的電氣或電子 組件。
【文檔編號】H05K3/28GK104231635SQ201410159124
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年4月18日 優先權日:2013年4月19日
【發明者】金·巴斯蒂安·貝本羅斯, 安德烈亞斯·施泰因曼, 格羅爾德·施密特 申請人:艾倫塔斯有限公司