环氧树脂的金属稳定剂和增长方法_3

文档序号:9927581阅读:来源:国知局
。在一种实施方式中,含金属的化合物是二甲基二硫代氨基甲酸锌(也称为'福美 锌,)。
[0050] 在其中氧化锌用作含金属的化合物的实施方式中,氧化锌可以通过将氧化锌前体 加入到环氧树脂中原位形成。在一种实施方式中,氧化锌前体可以选自酚锌(苯氧化锌)及 其衍生物。在一种实施方式中,氧化锌前体是酚锌。
[0051] 稳定剂可以具有任何适宜的粒度。在一种实施方式中,所述颗粒可以是微米级或 纳米级。
[0052] 在实施方式中,任何适宜的含酚化合物或含异氰酸酯的化合物可以用于增长反 应。在一种实施方式中,含酚化合物选自双酚A、四溴双酚A、和含磷的酚类化合物。用于实施 方式的含磷化合物包括但不限于D0P(9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲10-氧化物)与苯醌和 萘醌的加合物、D0P-HQ(1,4-苯二醇,2-(6_氧桥-6H-二苯并[c,e][l,2]氧杂膦杂苯-6-基)-)、D0P-NQ(l,4-萘二醇,2-(6_氧桥-6H-二苯并[c,e][l,2]氧杂膦杂苯-6-基)-)、及其 组合。
[0053]在另一种实施方式中,含异氰酸酯的化合物可以用于增长反应中。在一种实施方 式中,含异氰酸酯的化合物是甲苯二异氰酸酯或亚甲基二异氰酸酯(也称为MDI或二(异氰 酸基苯基)甲烧)。
[0054]增长反应区中的增长反应条件可以包括约100至约250°C的温度。在一种实施方式 中,增长反应在约100-110°c开始。投入催化剂,然后放热将温度提升至约180°C。再至多2小 时的阶段之后,加入一定量的溶剂例如丙酮或甲基乙基酮,将增长的树脂稀释至80%的固 体溶液。
[0055] 在一种实施方式中,增长反应条件也可以包括约0.1至约3巴的绝对压力。
[0056] 在一种实施方式中,增长反应产物的数均分子量为250至5000g/mol。增长反应产 物的环氧当量通常为200至600g/eq。在一种实施方式中,该产物的环氧当量为250至500g/ eq。增长反应产物的环氧当量(EEW)通常为350至500g/eq。
[0057]上述实施方式中的增长反应产物可以用来生产清漆。除了环氧树脂之外,清漆也 可以包含固化剂、硬化剂、和催化剂。然后清漆可以用来生产各种产品,其包括但不限于半 固化片、电层压材料、涂料、复合材料、铸件和粘合剂。
[0058]各组分在生产的清漆中的比例可以部分取决于热固性树脂、电层压材料、或有待 生产的涂料的所需性质。例如,选择硬化剂和硬化剂含量时考虑的变量可以包括环氧组合 物(如果是共混物)、电层压组合物的所需性质(T g、Td、挠性、电学性质等)、所需的固化速率、 和每个催化剂分子的反应性基团数(如胺中活性氢的数目)。
[0059]在一些实施方式中,由增长反应产物形成的热固性树脂的玻璃化转变温度可以为 至少190°C,使用差示扫描量热法测得。在其它实施方式中,由上述可固化组合物形成的热 固性树脂的玻璃化转变温度,使用差示扫描量热法测得,可以为至少200°C;在其它实施方 式中可以为至少210°C ;再在其它实施方式中可以为至少220°C ;和再在其它实施方式中可 以为至少230 °C。
[0060]在一些实施方式中,由增长反应产物形成的热固性树脂的5%分解温度Td可以为 至少300°C,使用热重分析(TGA)测得。在其它实施方式中,由以上描述的可固化组合物形成 的热固性树脂如使用TGA测得的Td可以为至少320°C;在其它实施方式中其可以为至少330 °C;再在其它实施方式中其可以为至少340 °C;和再在其它实施方式中其可以为至少350°C。 [0061]在一些实施方式中,复合材料可以通过使本申请公开的组合物固化形成。在其它 实施方式中,复合材料可以通过将可固化环氧树脂组合物施涂于基材或增强材料形成,如 通过浸渍或涂覆所述基材或增强材料形成预浸料,和在压力下固化该预浸料形成电层压组 合物进行。
[0062] 在已经生产出清漆之后,如上所述,在电层压组合物的固化之前、过程中、或之后, 其可以置于上述基材上、上述基材中、或上述基材之间。例如,复合材料可以通过使用清漆 涂覆基材形成。涂覆可以通过各种过程进行,包括喷涂、帘幕涂布、使用辊涂机或凹版涂布 机涂覆、刷涂、和浸渍或浸入涂覆。
[0063]在各种实施方式中,基材可以是单层或多层。例如,基材可以是两种合金的复合材 料、多层聚合物制品、和镀金属聚合物等。在其它各种实施方式中,可固化组合物的一层或 多层可以置于基材上。本申请也想到通过基材层和电层压组合物层的各种组合形成的其它 多层复合材料。
[0064] 在一些实施方式中,例如,清漆的加热可以定域化,从而避免温度敏感基材的过 热。在其它实施方式中,所述加热可以包括加热基材和组合物。
[0065] 在若干分钟至至多为若干小时的时间段内,本申请公开的组合物的固化可以需要 至少约30°C、至多为约250°C的温度,这取决于环氧树脂、硬化剂、和催化剂,若使用的话。在 其它实施方式中,在若干分钟至至多为若干小时的时间段内,固化可以在至少l〇〇°C的温度 进行。也可以使用后处理,这样的后处理通常在约l〇〇°C至250°C的温度进行。
[0066] 在一些实施方式中,可以分段固化,从而防止放热。例如,分段包括在某温度固化 一段时间,然后在较高的温度固化一段时间。分段固化可以包括两个或多个固化阶段,和在 一些实施方式中可以在低于约180 °C的温度开始,和在其它实施方式中在低于约150 °C的温 度开始。
[0067] 在一些实施方式中,固化温度的范围可以为下述下限至下述上限:所述下限为30 °C、40°C、50°C、60°C、70°C、80°C、90°C、100°C、110°C、120°C、130°C、140°C、150°C、160°C、 170。(:、或180。(:,所述上限为250。(:、240。(:、230。(:、220。(:、210。(:、200。(:、190。(:、180。(:、170 °C、160°C,其中所述范围可以为任一下限至任一上限。
[0068] 本申请公开的清漆可以用于复合材料,所述复合材料包含高强度细丝或纤维例如 碳(石墨)、玻璃、硼等。在一些实施方式中,复合材料可以包含约30%至约70%的这些纤维, 在其它实施方式中,复合材料可以包含40%至70%的这些纤维,基于该复合材料的总体积。
[0069] 纤维增强复合材料,例如,可以通过热熔体预浸渍形成。预浸渍法的特征在于,使 用呈熔融形式的本申请所描述的热固性组合物浸渍连续纤维的带或织物,得到预浸料,将 其搁置和固化,从而提供纤维和环氧树脂的复合材料。
[0070] 其它加工技术可以用来形成包含本申请公开的组合物的电层压复合材料。例如, 细丝缠绕、溶剂预浸渍、和挤拉成型是其中可以使用可固化组合物的典型的加工技术。此 外,呈捆束形式的纤维可以使用可固化组合物涂覆,当通过细丝缠绕时搁置,和固化,形成 复合材料。
[0071] 本申请描述的可固化组合物和复合材料可以用作粘合剂、结构和电层压材料、涂 料、船舶涂层、复合材料、粉末涂料、粘合剂、铸件、航天工业的结构,和电子工业的电路板 等。
[0072] 在一些实施方式中,清漆和得到的热固性树脂可以用于复合材料、涂料、粘合剂、 或密封剂,其可以置于各种基材上、各种基材中、或各种基材之间。在其它实施方式中,可以 将可固化组合物施涂于基材,得到基于环氧树脂的预浸料。如本申请所使用,基材包括,例 如,玻璃纤维织物、玻璃纤维、玻璃纸、纸、和聚乙烯和聚丙烯的类似基材。可以将得到的预 浸料剪切成所需尺寸。导电层可以使用导电材料在层压材料/预浸料上形成。如本申请所使 用,适宜的导电性材料包括导电金属,如铜、金、银、铂和铝。这样的电层压材料可以用作,例 如,电气或电子设备的多层印刷电路板。由马来酰亚胺-三嗪-环氧聚合物共混物制造的层 压材料特别适用于HDI(高密度互连)板的生产。HDI板的实例包括用于手机的那些或用于互 连(1C)基材的那些。
[0073] 实施例
[0074] 下列实施例意在说明本发明和教导本领域普通技术人员实现和利用本发明。这些 实施例不意图以任何方式限制本发明。
[0075]测试方法
[0076] 玻璃化转变温度仏是非晶固体由硬的玻璃态转化为橡胶态时的温度。仏通过差示 扫描量热法(DSC) (IPC方法IPC-TM-6502.4.25)确定。
[0077] 热分解温度Td通过热重分析(TGA)在氮气下使用TAInstruments Thermal A
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