低腐蝕性的環氧樹脂及其製造方法

2023-06-02 15:36:56

專利名稱：低腐蝕性的環氧樹脂及其製造方法
低腐蝕性的環氧樹脂及其製造方法 本申請是申請號為03804719. 5申請的分案申請，申請號為03804719. 5申請的申請人是西門子公司，申請日是2003年2月28日。 本發明涉及氯含量極低的環氧樹脂，特別是有機鍵合的氯含量低的環氧樹脂。
環氧樹脂在各種電子學和電氣工程中具有廣泛的應用。環氧樹脂可應用於層壓塑料、包覆物質(GlobTopmassen)、導體板材、膠粘劑、底層填料和薄膜中以及塗覆電子和光電子器件。其中，雙酚-A-二環氧甘油醚和雙酚-F-二環氧甘油醚經常作為基材。它們一般通過相應的雙酚與表氯醇的反應而獲得。將在合成反應中產生的離子鍵合的氯化物可通過含水洗滌工藝去除至幾個ppm的量。對此，作為副產物產生的並且導致環氧化合物的總氯含量不超過0.5wt. %的含氯有機化合物通過含水處理不能夠被除去。總含氯量小於100ppm的環氧樹脂，比如雙酚-A- 二環氧甘油醚或雙酚-F- 二環氧甘油醚迄今未公開。
在US3413320中，描述了通過重結晶來提純環氧樹脂至其總含氯量為約0. 37 % ，然而，該氯含量的細微減少一點也沒有顯示出在環氧樹脂腐蝕性上所期待的效果。
—般情況下，在空氣中、特別是在溫暖和溼潤的情況下，至少部分有機鍵合的氯被轉化為氯離子。這些離子可腐蝕與其接觸的部分。 因此，需要所提供的環氧樹脂含有少量的氯、特別是有機鍵合的氯的殘留量，並且由此導致腐蝕性儘可能小的趨勢。 因此，本發明的目的是提供一種環氧樹脂、特別是雙酚一二環氧甘油醚，其僅具有
可忽略不計的氯殘留量。另外，本發明的目的是提供一種製造該物質的方法。 本發明的主題是有機和/或離子鍵合氯的總含量小於100ppm的環氧樹脂。本發
明的另一主題是減少環氧樹脂中的氯含量的方法，其特徵在於在溶劑中萃取固體形式的環
氧樹脂。 根據本發明有利的方式，可通過在溶劑中萃取樹脂來減少氯含量。在此過程中，環氧樹脂以固體顆粒形式存在。優選的是，可至少在部分範圍內也存在結晶形式的顆粒事先被粉碎。特別優選的是，可以通過合適的再沉澱來粉碎顆粒。對此，優選在加熱條件下，將各自的樹脂溶解在對此適當的溶劑中，此時，通過冷卻，在溶劑(分散劑)中形成最細小液
滴(Tr6pfchen)，然後對其進行萃取，直至氯含量達到相應的範圍。對於萃取可以理解為用合適的溶劑將固體混合物的確定組分溶解出來。與此同時
進行擴散過程，由於這些成分在溶劑中的不同溶解度而引發了此擴散過程。 根據該方法的優選實施方式，使用有機溶劑作為溶劑用於萃取，有機溶劑例如是
醇，優選是一元醇，並且特別優選是甲醇和/或乙醇，還可以例如是它們與水的混合物。然
而，合適的溶劑也可以是其它各種溶劑，特別是各種醇、水和/或溶劑的混合物。本文的術
語"溶劑"在這裡也指溶劑混合物。 根據優選實施方式，為了進行萃取，在溶劑中攪拌樹脂，特別優選藉助分散圓盤。 根據一個實施方式，在升高的溫度條件下進行萃取和/或攪拌。此時應注意的是，
在該溫度下環氧樹脂仍保持固態，並且溶劑不蒸發。 根據以下的條件，對本發明的樹脂進行在IPC (塑料集成電路)測試板上膠粘劑配方的電腐蝕測試在85t:和85%的相對溼度下持續1000小時。 在下文中，將根據製備實施例以及作為膠粘劑、用於導體板疊層的配方、制沙模用樹脂以及底層填料的本發明環氧樹脂的例舉實施方式的實施的腐蝕測試來更詳細地描述本發明 實施例1 : 在乙醇中提純雙酚-A-二環氧甘油醚 總含氯量為800ppm的50g結晶的雙酚-A-二環氧甘油醚(Epliox A-17-04，Le皿a-Harze公司)被懸浮於50g乙醇中(分析純，購自Aldrich公司)中，並且利用杆混合器持續混合60秒將其粉碎。在封閉容器中利用分散圓盤將此懸浮液攪拌17小時。在此過程中應注意的是，懸浮液的溫度不能超過40°C 。此後，在噴水真空容器中過濾該混合物，並且再用少量的溶劑洗滌，以及在真空箱中乾燥。接著利用Carbitol方法來測量總含氯 以上過程重複進行2次。此時以60%的產率得到了總含氯量為80卯m的雙酚-A-二環氧甘油醚。(參見圖l) 在

圖1的圖表中可以看出，在萃取過程中逐步地降低了氯含量。 實施例2: 在IPC測試板上的膠粘劑配方的電腐蝕測試 試樣用膠粘劑塗覆的2片IPC測試板。 應用的試驗標準DIN EN 60068_2_67 進行的測試85t:和85%的相對溼度的測試環境下持續1000小時。 測試條件在整個測試過程中，對測試板施加100V的DC。為了測試腐蝕性，在鄰
近的濾波開關(Kammusterzungen)之間漏電流不超過> lmA或電阻〈106Q的條件下藉助
發光二極體顯示出表面電阻。 膠粘劑的組成是 50g雙酚-A- 二環氧甘油醚，提純後的總含氯量為42卯m 50g雙酚-F- 二環氧甘油醚，提純後的總含氯量為85卯m 10. 9g四乙二胺 0. 5g2-甲基咪唑 0. 5g三環氧基一環氧丙基矽烷 1000小時以後的測試結果 視覺觀察不到腐蝕。 能夠確保絕緣電阻沒有明顯的改變。 在1000小時之前和之後對絕緣電阻的測量表明電阻沒有明顯的變化。 實施例3 : IPC測試板上的用於導體板疊層的配方的電腐蝕測試 試樣以用於導體板疊層的配方塗覆的2片IPC測試板。 應用的試驗標準DIN EN 60068-2-67 進行的測試85t:和85%的相對溼度的測試環境下持續1000小時。 測試條件在整個測試過程中，對測試板施加100V的DC。為了測試腐蝕性，在鄰
4近的濾波開關之間漏電流不超過> lmA或電阻〈106Q的條件下藉助發光二極體顯示出表面電阻。測試結果示於實施例2中所述的圖1中。 用於導體板疊層的配方組成是 100g雙酚-A- 二環氧甘油醚，提純後的總含氯量為90卯m 10. 5g 二氰基二胺 0. 5g2，4-乙基甲基咪唑 1000小時以後的測試結果視覺觀察不到腐蝕。 能夠確保絕緣電阻沒有明顯的改變。 實施例4 : 在IPC測試板上的制沙模用樹脂的電腐蝕測試 試樣用制沙模用樹脂塗覆的2片IPC測試板。 應用的試驗標準DIN EN 60068_2_67 進行的測試85t:和85%的相對溼度的測試環境下持續1000小時。 測試條件在整個測試過程中，對測試板施加100V的DC。為了測試腐蝕性，在鄰
近的濾波開關之間漏電流不超過> lmA或電阻〈106Q的條件下藉助發光二極體顯示出表
面電阻。測試結果示於實施例2所述的圖1中。 制沙模用樹脂的組成是 100g雙酚-F- 二環氧甘油醚，提純後的總含氯量為70卯m 90g六氫鄰苯二酸酐 0.4g二甲基苯甲基胺 100g石英材料 測試結果視覺觀察不到腐蝕。 能夠確保絕緣電阻沒有明顯的改變。 實施例5 : 在IPC測試板上的底層填料的電腐蝕測試 試樣用底層填料塗覆的2片IPC測試板。 應用的試驗標準DIN EN 60068_2_67 進行的測試85t:和85%的相對溼度的測試環境下持續1000小時。 測試條件在整個測試過程中，對測試板施加100V的DC。為了測試腐蝕性，在鄰
近的濾波開關之間漏電流不超過> lmA或電阻〈106Q的條件下藉助發光二極體顯示出表
面電阻。測試結果示於實施例2所述的圖1中。 底層填料的組成是 30g雙酚-A- 二環氧甘油醚，提純後的總含氯量為30卯m 30g 二 _(環氧基環己基)甲基羧酸酯 20g六氫甲基鄰苯二酸酐 80g石英材料(球形) 測試結果視覺觀察不到腐蝕。 能夠確保絕緣電阻沒有明顯的改變。 通過將總含氯量< 100ppm的雙酚-A-二環氧甘油醚和/或雙酚-F-二環氧甘油醚應用於層壓塑料、包覆物質、導體板材、膠粘劑、底層填料、薄膜中以及用總含氯量< 100ppm 來塗覆電子和光電子器件，首次成功地配製了環氧官能化的芳香體系，此體系根據DIN EN 60068-2-67在1000小時之後本身一點也不顯示出腐蝕性。
本發明首次使得該應用成為可能。 本發明涉及氯含量極低的環氧樹脂，特別是有機鍵合的氯的含量低的環氧樹脂。 另外，本發明涉及一種製備方法，其中，任選地可在預先粉碎和/或再沉澱之後，通過萃取 環氧樹脂固體來實現環氧樹脂中的總含氯量小於100ppm。這些貧氯的環氧樹脂在電子學和 /或電氣工程件中的應用顯著降低了部件的易腐蝕性。
權利要求
一種降低環氧樹脂中的氯含量的方法，包括在溶劑中萃取固體形式的環氧樹脂的步驟，其中溶劑和環氧樹脂以1∶1重量份比存在，從而獲得有機和離子鍵合的氯的總含量小於100ppm的萃取的環氧樹脂，其中溶劑是選自有機溶劑，醇，和其與水的混合物的至少一種。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述環氧樹脂以固態的和部分結晶的形式的至少 一種被萃取。
3. 根據權利要求2述的方法，其中來自所述部分結晶的形式的結晶物事先被粉碎。
4. 根據權利要求1的方法，其中醇和醇水混合物的至少一種用作溶劑。
5. 根據權利要求3的方法，其中醇和醇水混合物的至少一種用作溶劑。
6. 根據權利要求2的方法，其中醇和醇水混合物的至少一種用作溶劑。
7. 根據權利要求1的方法，其中所述方法產生萃取的環氧樹脂的產率為60%。
8. 根據權利要求1的方法，其中進行連續萃取。
9. 根據權利要求l的方法，其中用於萃取的所述環氧樹脂在所述萃取期間在所述溶劑 中攪拌。
10. 根據權利要求1的方法，其中所述萃取在溫度增加為最高4(TC的期間進行，和所述 環氧樹脂在所述溫度下仍是固體，並且溶劑沒有蒸發。
11. 根據權利要求l的方法，其中所述有機溶劑是醇。
12. 根據權利要求ll的方法，其中所述醇是一元醇。
13. 根據權利要求12的方法，其中所述一元醇是甲醇或乙醇。
全文摘要
低腐蝕性的環氧樹脂及其製造方法本發明涉及氯含量極低的環氧樹脂，特別是有機鍵合的氯的含量低的環氧樹脂。本發明也涉及通過萃取環氧樹脂固體顆粒、任選地的是在預先粉碎和/或再沉澱之後，通過萃取使得到的環氧樹脂的總含氯量小於100ppm的製造方法。貧氯環氧樹脂在電子學和/或電氣工程中的應用極大地降低了元件的易腐蝕性。
文檔編號C08L63/02GK101792520SQ20101014401
公開日2010年8月4日 申請日期2003年2月28日 優先權日2002年2月28日
發明者P·格勒佩爾 申請人:西門子公司