一種低滷環氧灌封膠及其製備方法和應用的製作方法

2023-06-01 11:52:51

專利名稱：一種低滷環氧灌封膠及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明屬於電子元件灌封材料領域，涉及一種低滷環氧灌封膠及其製備方法和應用。
背景技術：
隨著歐美對環保要求的日益提高，對影響人類安全和環境的相關物質使用進行了嚴格規定，以前用在電子元器件的環氧灌封樹脂也被進行了相關規定，第一批的常規六項鉛鉻汞鉻多溴聯苯聚溴聯苯已基本得到滿足，2009年規定的滷素總量要求在900ppm以下，這個要求因為涉及到很多材料的應用，在滿足電器性能要求的同時很難達到這個要求，嚴重影響了部分元器件的出口生產，所以低滷環氧灌封膠的材料選擇及工藝改良迫在眉睫
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種低滷環氧灌封膠。本發明的另一目的是提供該低滷環氧灌封膠的製備方法。本發明的又一目的是提供該低滷環氧灌封膠的應用。本發明的目的可通過如下技術方案實現低滷環氧灌封膠，包含A料和固化劑；所述的A料包含低滷環氧樹脂30 50重量份，阻燃劑50 60重量份，填料O. I 50重量份，低滷環氧稀釋劑2 10重量份；所述的A料與固化劑的質量比為2 6 I ；其中，所述的固化劑選自脂環胺改性的液體酸酐，自製低滷芳香胺中的任意一種或多種；所述的低滷環氧樹脂為總氯低於IOOOPPm的雙酚A環氧樹脂和脂環族環氧樹脂按2~51的質量比復配；所述的阻燃劑選自氫氧化鋁單體赤磷或磷化合物、三氧化二銻中的任意一種或多種；所述的填料選自融融矽微粉、氧化鋁、碳化矽或氣相二氧化矽中的任意一種或多種；所述的自製低滷芳香胺通過如下方法製備將苯胺抽入反應釜，加入苯胺質量的I % I. 5%的苯甲酸，升溫到85°C攪拌30分鐘，然後滴加苯胺質量的30 39%的聚甲醛，溫度控制在85°C 90°C之間，在兩小時內加完，加完後在90°C 95°C回流保溫3小時，然後升溫脫水，到130°C無水分為止，出料用200目濾網過濾得苯胺甲醛樹脂，加入醇類溶劑和酸性催化劑就得到所述的自製低滷芳香胺；其中，所述的醇類溶劑選用苯甲醇，其用量為苯胺甲醛樹脂的I. 5 2. 5倍；所述的酸性催化劑選用水楊酸，其用量為苯胺甲醛樹脂的
I 5% ο所述的低滷環氧稀釋劑通過如下方法製備得到將鄰甲酚融化後抽入反應釜，力口入相當於鄰甲酚質量的O. I O. 3%的催化劑苄基三乙基氯化銨，加溫到55°C 60°C攪拌30 40分鐘，然後加入相當於鄰甲酚2. 5 4倍摩爾量的環氧氯丙烷進行醚化反應，反應溫度控制在90°C 95°C之間，回流反應5 6小時，然後升溫到115 120°C，真空脫去過量的環氧氯丙烷，降溫到55°C 62°C加入相當於鄰甲酚質量的I. 5 2. O倍的甲苯攪拌20分鐘，冷卻到40°C 50°C滴加濃度為48%的氫氧化鈉溶液，滴加的氫氧化鈉摩爾量為鄰甲酚摩爾量的O. 5 O. 8倍，滴完後50°C保溫2小時候靜置30 40分鐘後放掉下層鹽水，然後加入鄰甲酚質量的O. 5 O. 8倍去離子水，加入鄰甲酚質量的O. 5%的有機錫催化劑，繼續滴加濃度為48%的氫氧化鈉，滴加量為鄰甲酚摩爾量的O. 15倍,滴完後保溫O. 5 I小時，靜置放掉鹽水，然後加入相當於鄰甲酚質量的I I. 5倍的甲苯，用去離子水洗滌，用磷酸二氫鈉中和到中性，放水後進行精餾，得環氧值O. 56 O. 62，總氯在1500ppm以下的低滷環氧稀釋劑；其中，所述的有機錫催化劑為二丁基錫二月桂酸酯或辛酸亞錫。
所述的氫氧化鋁要求用去離子水進行洗滌以降低氯含量至500ppm以下。本發明所述的低滷環氧灌封膠的製備方法，將配方量的低滷環氧樹脂、阻燃劑、填料、低滷環氧稀釋劑以及消泡劑O. 05 O. 5重量份、色漿O. 5 I重量份通過攪拌，加溫80 100°C，脫泡，過濾，得到A料；A料與固化劑在常溫或60°C固化24或2 3小時得到所述的低滷環氧灌封膠。所述的A料在製備過程中根據需要加入增韌劑3 8重量份。所述的固化劑可根據需要加入環氧固化促進劑。用於低壓電器的密封、防潮、絕緣防護的低滷環氧灌封膠的製備方法包括將低滷環氧樹脂40重量份，低齒環氧稀釋劑5重量份，氫氧化鋁50重量份，800目包覆赤磷4重量份，消泡劑O. I重量份，氣相二氧化娃O. I重量份,色楽;O. 8重量份,通過70 90轉/分鐘攪拌，加溫80 100°C，脫泡，60 80目濾網過濾，就得到A料；A料和自製低滷芳香胺固化劑按照4 I的重量比，在常溫固化24或60°C固化2 3小時，得用於低壓電器的密封、防潮、絕緣防護的低滷環氧灌封膠。用於耐壓低於20KV的電器和電子元器件的低滷環氧灌封膠的製備方法包括將低滷環氧樹脂40重量份，低滷環氧稀釋劑5重量份，氫氧化鋁50重量份，800目包覆赤磷4重量份，消泡劑O. I重量份，氣相二氧化矽O. I重量份，色漿O. 8重量份，通過70 90轉/分鐘攪拌，加溫80 100°C，脫泡，60 80目濾網過濾，就得到A料；A料和含有促進劑I 3%的甲基四氫苯酐以100 35的重量比混合，78 83°C固化I I. 2小時，105 112°C固化2. 5 3小時，即得用於耐壓低於20KV的電器和電子元器件的低滷環氧灌封膠。用於高壓電子電器的低滷環氧灌封膠的製備方法包括將總氯低於IOOOPPm的雙酚A環氧樹脂35重量份，脂環族環氧樹脂15重量份，融融矽微粉50重量份，消泡劑O. I重量份，氣相二氧化矽O. 3重量份，色漿O. 5 I重量份，增韌劑7重量份，以上材料通過行星攪拌脫泡，轉速為500 800轉/分鐘，過濾就得到A料;A料和含有液體咪唑促進劑的甲基六氫苯酐按100 50的重量比進行100 130°C的加溫固化3 5小時，得用於高壓電子電器的低滷環氧灌封膠。本發明所述的低滷環氧灌封膠在作為電子灌封膠中的應用。有益效果本發明通過以上對低滷稀釋劑的生產和低滷芳香胺固化劑的生產，和材料配比的選擇以及製備工藝的優化，生產的電子灌封膠，性能可滿足現在大多數電子產品的低滷出口要求，可打破歐美發達國家對我國的技術設卡，為國家的電子電器產業順利發展做一定的貢獻。特別是，用有機錫後處理酚類環氧稀釋劑，使滷素滿足灌封料生產要求；用苯胺有機酸和聚甲醛替代鹽酸甲醛生產低滷低成本芳香胺固化劑，滿足低滷低成本要求；用脂環族環氧樹脂和雙酚A環氧樹脂複合利用，用融融二氧化矽做填料，和甲基六氫固化劑固化，得到耐溫耐候耐開裂耐高壓的高性能灌封料；用氧化鋁和碳化矽做導熱填料，可滿足導熱要求高的灌封要求，同時滿足低滷要求。
具體實施例方式實施例I將鄰甲酚融化後抽入反應釜，加入相當於鄰甲酚量的O. 2%的苄基三乙基氯化銨催化劑，加溫到60°C攪拌30分鐘，然後加入相當於鄰甲酚量的3倍摩爾量的環氧氯丙烷進行醚化反應，反應溫度控制在90°C 95°C之間，回流反應5 6小時，然後升溫到115°C，真·空脫去過量的環氧氯丙烷，降溫到55°C 62°C加入鄰甲酚質量的I. 5倍的甲苯攪拌20分鐘，冷卻到40°C 50°C滴加濃度為48%的氫氧化鈉溶液，滴加的氫氧化鈉的摩爾量為鄰甲酚摩爾量的O. 8倍，滴完後50°C保溫2小時候靜止30分鐘後放掉鹽水，然後加入鄰甲酚質量的O. 5倍去離子水，加入有機錫催化劑二丁基錫二月桂酸酯，繼續滴加濃度為48%的氫氧化鈉，滴加量為鄰甲酚摩爾量的O. 15倍，滴完後保溫I小時，靜止放鹽水，然後加入鄰甲酚質量的I倍甲苯，用去離子水洗滌，用磷酸二氫鈉中和到中性，放水後進行精餾，得環氧值O. 56 O. 62，總氯在1500ppm以下的低滷環氧稀釋劑。實施例2將苯胺抽入反應釜，加入苯胺質量的I %的苯甲酸，升溫到85°C攪拌30分鐘，然後滴加苯胺質量的35%的聚甲醛，溫度控制在85°C 90°C之間，在兩小時內加完，加完後在90°C 95°C回流保溫3小時，然後升溫脫水，到130°C無水分為止，出料用200目濾網過濾得苯胺甲醛樹脂，加入苯甲醇和水楊酸就得到胺值在280 350，粘度在150 200mpas，總氯在IOOppm以下的自製常溫環氧固化劑低滷芳香胺。實施例3低氯環氧樹脂(總氯低於IOOOPPm的雙酚A環氧樹脂和脂環族環氧樹脂按5 :1的質量比復配)40wt%實施例I製備的稀釋劑5wt%氫氧化鋁50wt%800目包覆赤磷4wt%消泡劑O. Iwt %氣相二氧化矽O. Iwt %色漿餘量以上材料通過機械攪拌，轉速90轉/分鐘，加溫至90°C，脫泡，70目過濾，就得到滷素含量低於700ppm的A料。A料和實施例2的自製芳香胺固化劑按照4 : I的比例混合，在常溫或60 V固化24或3小時，就製得低成本的低滷環氧樹脂灌封料，可用於低壓電器的灌封，具有低滷、密封、防潮、絕緣等性能。固化後性能如下體積電阻率(Ω* m 250C ) 1. 3X1014,(GB/T 1410-2006)阻燃性能(UL-94)v0(UL94)硬度(ShoreD 25°C ) :75-85(Shore D)絕緣強度(MV/m25°C ) >18,(GB/T 15479-1995)介電常數(25°CIMHZ% ) ^ 3. 0(GB/T 1409-2006)總齒素含量(cl)25,(GB/T 15479-1995)耐高低溫性能(_40°C+120°C ) :30 個循環，(GB/T 2423. 1-2008)介電常數(25°CIMHZ% ) ^ 3. 5(GB/T 1409-2006)固化收縮率(％):〈0· 2(ISO 3521)吸水率(％):〈0·3(見附錄I)熱變形溫度135°C(GB/T 1634.2-2004)實施例6實施例5製備的A料用氧化鋁或碳化矽替代融融矽微粉，用甲基六氫苯酐固化劑按100 50的比例進行115°C加溫固化，可得到導熱係數大於I的導熱灌封料，可用於導熱要求高的各種電子元器件的絕緣密封要求。附錄I :吸水率測試方法( I)將待測試樣品稱重，記錄重量Wl。(2)將樣品放入沸水中煮若干小時記錄重量W2。
(3)計算
權利要求
1.低滷環氧灌封膠，其特徵在於包含A料和固化劑；所述的A料包含低滷環氧樹脂30 50重量份，阻燃劑50 60重量份，填料O. I 50重量份，低滷環氧稀釋劑2 10重量份；所述的A料與固化劑的質量比為2 6 I ； 其中，所述的固化劑選自脂環胺改性的液體酸酐，自製低滷芳香胺中的任意一種或多種； 所述的低滷環氧樹脂為總氯低於IOOOPPm的雙酚A環氧樹脂和脂環族環氧樹脂按2 5 1的質量比復配； 所述的阻燃劑選自氫氧化鋁、單體赤磷或磷化合物、三氧化二銻中的任意一種或多種； 所述的填料選自融融矽微粉、氧化鋁、碳化矽或氣相二氧化矽中的任意一種或多種；所述的自製低滷芳香胺通過如下方法製備將苯胺抽入反應釜，加入苯胺質量的1% I. 5%的苯甲酸，升溫到85°C攪拌30分鐘，然後滴加苯胺質量的30 39%的聚甲醛，溫度控制在85°C 90°C之間，在兩小時內加完，加完後在90°C 95°C回流保溫3小時，然後升溫脫水，到130°C無水分為止，出料用200目濾網過濾得苯胺甲醛樹脂，加入醇類溶劑和酸性催化劑就得到所述的自製低滷芳香胺；其中，所述的醇類溶劑選用苯甲醇，其用量為苯胺甲醛樹脂的I. 5 2. 5倍；所述的酸性催化劑選用水楊酸，其用量為苯胺甲醛樹脂的I 5% ο
2.根據權利要求I所述的低滷環氧灌封膠，其特徵在於所述的低滷環氧稀釋劑通過如下方法製備得到將鄰甲酚融化後抽入反應釜，加入相當於鄰甲酚質量的O. I O. 3%的催化劑苄基三乙基氯化銨，加溫到55°C 60°C攪拌30 40分鐘，然後加入相當於鄰甲酚2.5 4倍摩爾量的環氧氯丙烷進行醚化反應，反應溫度控制在90°C 95°C之間，回流反應5 6小時，然後升溫到115 120°C，真空脫去過量的環氧氯丙烷，降溫到55°C 62°C加入相當於鄰甲酚質量的I. 5 2. O倍的甲苯攪拌20分鐘，冷卻到40°C 50°C滴加濃度為48%的氫氧化鈉溶液，滴加的氫氧化鈉摩爾量為鄰甲酚摩爾量的O. 5 O. 8倍，滴完後50°C保溫2小時候靜置30 40分鐘後放掉下層鹽水，然後加入鄰甲酚質量的O. 5 O. 8倍去離子水，加入鄰甲酚質量的O. 5%的有機錫催化劑，繼續滴加濃度為48%的氫氧化鈉，滴加量為鄰甲酚摩爾量的O. 15倍，滴完後保溫O. 5 I小時，靜置放掉鹽水，然後加入相當於鄰甲酚質量的I I. 5倍的甲苯，用去離子水洗滌，用磷酸二氫鈉中和到中性，放水後進行精餾，得環氧值O. 56 O. 62，總氯在1500ppm以下的低滷環氧稀釋劑；其中，所述的有機錫催化劑為二丁基錫二月桂酸酯或辛酸亞錫。
3.根據權利要求I所述的低滷環氧灌封膠，其特徵在於所述的氫氧化鋁要求用去離子水進行洗滌以降低氯含量至500ppm以下。
4.權利要求I所述的低滷環氧灌封膠的製備方法，其特徵在於將權利要求I中配方量的低滷環氧樹脂、阻燃劑、填料、低滷環氧稀釋劑以及消泡劑O. 05 O. 5重量份、色漿O.5 I重量份通過攪拌，加溫80 100°C，脫泡，過濾，得到A料；A料與固化劑在常溫或60°C固化24或2 3小時得到所述的低滷環氧灌封膠。
5.根據權利要求4所述的低滷環氧灌封膠的製備方法，其特徵在於所述的A料在製備過程中根據需要加入增韌劑3 8重量份。
6.根據權利要求4所述的低滷環氧灌封膠的製備方法，其特徵在於所述的固化劑可根據需要加入環氧固化促進劑。
7.根據權利要求4所述的低滷環氧灌封膠的製備方法，其特徵在於用於低壓電器的密封、防潮、絕緣防護的低滷環氧灌封膠的製備方法包括將低滷環氧樹脂40重量份，低滷環氧稀釋劑5重量份，氫氧化鋁50重量份，800目包覆赤磷4重量份，消泡劑O. I重量份，氣相二氧化矽O. I重量份，色漿O. 8重量份，通過70 90轉/分鐘攪拌，加溫80 10(TC，脫泡，60 80目濾網過濾，就得到A料；A料和自製低滷芳香胺固化劑按照4 I的重量比，在常溫固化24或60°C固化2 3小時，得用於低壓電器的密封、防潮、絕緣防護的低滷環氧灌封膠。
8.根據權利要求4所述的低滷環氧灌封膠的製備方法，其特徵在於用於耐壓低於20KV的電器和電子元器件的低滷環氧灌封膠的製備方法包括將低滷環氧樹脂40重量份，低滷環氧稀釋劑5重量份，氫氧化鋁50重量份，800目包覆赤磷4重量份，消泡劑O. I重量份，氣相二氧化矽O. I重量份，色漿O. 8重量份，通過70 90轉/分鐘攪拌，加溫80 100°C，脫泡，60 80目濾網過濾，就得到A料；A料和含有促進劑I 3%的甲基四氫苯酐以100 35的重量比混合，78 83°C固化I I. 2小時，105 112°C固化2. 5 3小時，即得用於耐壓低於20KV的電器和電子元器件的低滷環氧灌封膠。
9.根據權利要求5所述的低滷環氧灌封膠的製備方法，其特徵在於用於高壓電子電器的低滷環氧灌封膠的製備方法包括將總氯低於IOOOPPm的雙酚A環氧樹脂35重量份，月旨環族環氧樹脂15重量份，融融矽微粉50重量份，消泡劑O. I重量份，氣相二氧化矽O. 3重量份，色漿O. 5 I重量份，增韌劑7重量份，以上材料通過行星攪拌脫泡，轉速為500 800轉/分鐘，過濾就得到A料；A料和含有液體咪唑促進劑的甲基六氫苯酐按100 50的重量比進行100 130°C的加溫固化3 5小時，得用於高壓電子電器的低滷環氧灌封膠。
10.權利要求I所述的低滷環氧灌封膠在作為電子灌封膠中的應用。
全文摘要
本發明屬於電子元件灌封材料領域，涉及一種低滷環氧灌封膠及其製備方法和應用。低滷環氧灌封膠，包含如下組分低滷環氧樹脂30～50重量份，阻燃劑50～60重量份，填料0.1～50重量份，低滷環氧稀釋劑2～10重量份；所述的A料與固化劑的質量比為2～6∶1通過以上材料的配比調整，可以生產從低到高的高性能灌封膠。本發明通過以上對低滷稀釋劑的生產和低滷芳香胺固化劑的生產，和材料配比的選擇以及製備工藝的優化，生產的電子灌封膠，性能可滿足現在大多數電子產品的低滷出口要求，可打破歐美發達國家對我國的技術設卡，為國家的電子電器產業順利發展做一定的貢獻。
文檔編號C09J163/00GK102942889SQ201210500060
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者陳吉琴 申請人:宜興市江南藥用化工廠