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一种低吸湿型环氧胶膜及其制备方法

文献发布时间：2023-06-19 19:30:30

技术领域

本发明涉及环氧胶膜制备技术领域，尤其涉及一种低吸湿型环氧胶膜及其制备方法。

背景技术

环氧胶膜是一种单组分的环氧胶，在受热达到一定温度后，固化剂与树脂交联聚合，交联程度逐步提高，并最终完全固化成型，起到粘接、保护的作用。因环氧胶膜具有环氧胶黏剂固有的粘接强度高、低固化收缩、尺寸稳定、电性能优良、耐化学介质优良等优点，且胶膜相较与液体胶，在使用时的操作便利性也具有独特的优势，在电子电器、通信、汽车、航天、机械、船舶、轨道交通、风能发电及建筑等诸多领域有非常广阔的应用前景，备受业界的青睐。

近几年来，大家对环氧胶膜的关注点，主要集中在高粘结强度、耐高/低温、高机械性能、阻燃等性能，在低吸水、低吸湿等方面鲜有报导。CN101845287A公开了一种挠性印制电路板包封膜用中温固化环氧胶黏剂及其制备方法，该环氧胶膜主要组分包括：1～15份液态环氧树脂CYD-128、25～40份固态环氧树脂CYD-014、3～10份液态羧基丁腈橡胶CTBN、5～20份固态羧基丁腈橡胶1072、1～15份低分子聚酰胺中温固化剂、15～30份无机填料，该发明利用一种具有中温固化特点的固化剂，能够在135～145℃下固化，该环氧胶膜的吸湿率在3.5％～4％的水平。

但是在环氧胶膜在应用过程中，随着环氧胶膜的使用环境越来越苛刻，对对于环氧胶膜吸湿性的要求也越来越高，目前环氧胶膜的吸湿率3.5％～4％，已经不能满足使用的要求，吸湿率过高易引起粘接强度的下降、耐老化性下降、分层、短路等可靠性问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种低吸湿型环氧胶膜及其制备方法，其优点在于通过组分优化，不仅在固化前具有很好的柔韧性和适用期，固化后兼具高Tg、低吸湿率，同时还显示出较低的热膨胀系数的性能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种低吸湿型环氧胶膜，其特征在于，包括逐层布置的保护膜、环氧胶层和基膜，所述环氧胶层设置在保护膜和基膜之间，所述环氧胶层包括按重量份数计数的组分：环氧树脂、100份；固化剂、60～125份；促进剂、0.5～1份；无机填料、200～800份；颜料、2～3份；偶联剂、2～6份。

进一步的，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型、双酚AF型、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、含硅的环氧树脂、部分氢原子被卤素替代的环氧树脂中的一种或多种组合。

进一步的，所述固化剂为潜伏型固化剂，所述固化剂为酸酐、胺类、酚类的任意一种或至少两种的组合物。

进一步的，所述促进剂为咪唑类及其衍生物、有机磷化合物、胺类、季铵盐类中的任意一种或至少两种的组合物。

进一步的，所述无机填料为氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、碳酸钙、碳酸镁、硅酸镁、硅酸铝、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化钛、硼酸铝、硼酸锌、硼酸钙、硼酸钠、氮化铝、氮化硼、氮化硅、二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、云母中的任意一种或至少两种的组合物；其中所述二氧化硅包括为改性的二氧化硅、表面改性的二氧化硅、结晶型二氧化硅或熔融型二氧化硅。

进一步的，所述颜料为炭黑、钛白粉中的一种。

进一步的，所述偶联剂为烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的任意一种或至少两种的组合物。

进一步的，所述基膜是PET、PI膜中的一种或两种以上组合物，所述保护膜为离型膜，所述保护膜是PET离型膜、PE离型膜、OPP离型膜、复合离型膜中的一种或两种以上组合物；所述基膜和保护膜的厚度比范围为(6～10)：(6～10)；所述保护膜的轻型离型力1～20g/25mm。

一种低吸湿型环氧胶膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、配料混合：依照配比，先将环氧树脂与固化剂搅拌混合均匀，无机填料与颜料使用均质机混合均匀；再将环氧树脂与固化剂混合物、填料与颜料混合物、偶联剂三者搅拌混合，使用螺杆机或捏合机充分分散填料，最后加入促进剂，趁热使用均质机对整体配方充分分散，抽真空脱泡，得到环氧树脂组合物；

步骤2、将环氧树脂组合物在涂布在基膜上，控制涂布厚度为所需表干后胶膜厚度的1.0～1.2倍；

步骤3、表面干燥：使用隧道式鼓风烘箱，将环氧树脂湿胶膜在80℃下干燥0.5～1min，再在常温下干燥0.5～1min；

步骤4、将步骤3干燥完成的环氧树脂胶膜的膜面与保护膜复合，得到低吸湿型环氧胶膜。

进一步的，在步骤1中，环氧树脂与固化剂在70～120℃下搅拌混合均匀，环氧树脂与固化剂混合物、填料与颜料混合物、偶联剂在100～120℃搅拌混合；在步骤4中，复合温度为50～120℃，复合压力为0.5～2MPa，复合速度为2.5～5m/s。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过组分优化，不仅在固化前具有很好的柔韧性和适用期，固化后兼具高Tg、低吸湿率，同时还显示出较低的热膨胀系数的性能。

2.严格控制反应基团当量比，同时通过组分的筛选/调配，使树脂体系中的吸湿率控制在了非常低的水平，提高了环氧胶膜耐老化性和可靠性。

3.在环氧胶膜制备的过程中，控制环氧树脂与固化剂在70～120℃下混合，在此状态下环氧树脂与固化剂保有良好的流动性，避免出现提前聚合的情况，填料与颜料混合物、偶联剂在100～120℃搅拌混合，保证组分留有良好的流动，保证各组分充分混合。

附图说明

图1是低吸湿型环氧胶膜的结构示意图。

图中，1、环氧胶层；2、保护膜；3、基膜。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的方案作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例1：

一种低吸湿型环氧胶膜，如图1所示，包括逐层布置的保护膜、环氧胶层和基膜，环氧胶层设置在保护膜和基膜之间，环氧胶层，包括按重量份数计数的组分：

实施例1中记载的低吸湿型环氧胶膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：配料混合：按照配比准备组分，先将环氧树脂组合物与固化剂在80℃下搅拌混合均匀，无机填料与颜料使用均质机混合均匀；再将环氧树脂与固化剂混合物、填料与颜料混合物、偶联剂三者100℃下搅拌混合，使用螺杆机或捏合机充分分散填料(螺杆转速约120rpm，各温区温度在70～110℃；捏合机快慢桨转速约40/25(r/min)，温度控制在100℃，最后加入促进剂，趁热使用均质机对整体配方充分分散(均质机转速为1200r/min，时间为3min)，抽真空脱泡。

步骤2：将将步骤1得到的环氧树脂组合物在涂布在基膜上，控制涂布厚度为所需表干后胶膜厚度的1.1倍。

步骤3：使用隧道式鼓风烘箱，将步骤2得到的环氧树脂湿胶膜，先在80℃下干燥1min，再在常温下干燥1min。

步骤4：将步骤3得到的环氧树脂胶膜的膜面与保护膜复合，复合温度为50℃，复合压力为1MPa，复合速度为5m/s，得到低吸湿型环氧胶膜。

实施例2：

一种低吸湿型环氧胶膜，包括逐层布置的保护膜、环氧胶层和基膜，环氧胶层设置在保护膜和基膜之间，环氧胶层，包括按重量份数计数的组分：

实施例2中记载的低吸湿型环氧胶膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤2：将将步骤1得到的环氧树脂组合物在80℃，涂布在基膜上，控制涂布厚度为所需表干后胶膜厚度的1.1倍。

步骤3：使用隧道式鼓风烘箱，将步骤2得到的环氧树脂湿胶膜，先在80℃下干燥1min，再在常温下干燥1min。

步骤4：将步骤3得到的环氧树脂胶膜的膜面与保护膜复合，复合温度为50℃，复合压力为1.1MPa，复合速度为5m/s，得到低吸湿型环氧胶膜。

实施例3：

一种低吸湿型环氧胶膜，包括逐层布置的保护膜、环氧胶层和基膜，环氧胶层设置在保护膜和基膜之间，环氧胶层，包括按重量份数计数的组分：

实施例3中记载的低吸湿型环氧胶膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤2：将将步骤1得到的环氧树脂组合物在80℃，涂布在基膜上，控制涂布厚度为所需表干后胶膜厚度的1.1倍。

步骤3：使用隧道式鼓风烘箱，将步骤2得到的环氧树脂湿胶膜，先在80℃下干燥1min，再在常温下干燥1min。

步骤4：将步骤3得到的环氧树脂胶膜的膜面与保护膜复合，复合温度为50℃，复合压力为1.0MPa，复合速度为5m/s，得到低吸湿型环氧胶膜。

对比例1：

实施例1中记载的低吸湿型环氧胶膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤2：将将步骤1得到的环氧树脂组合物在涂布在基膜上，控制涂布厚度为所需表干后胶膜厚度的1.1倍。

步骤3：使用隧道式鼓风烘箱，将步骤2得到的环氧树脂湿胶膜，先在80℃下干燥1min，再在常温下干燥1min。

步骤4：将步骤3得到的环氧树脂胶膜的膜面与保护膜复合，复合温度为50℃，复合压力为1MPa，复合速度为5m/s，得到低吸湿型环氧胶膜。

性能测试：