本发明涉及电子封装领域，具体而言，涉及一种阻燃型环氧树脂组合物、阻燃型环氧树脂材料及其制备方法。
背景技术：
电器整机电路中，电阻是常用电子器件之一，当电路发生短路故障出现过流时，电阻特别是保险电阻的温度会在很短时间内升高到500-600℃，这时用即使达到ul-94v-0标准的环氧树脂组合物封装的电阻也会高温分解发生发烟并伴有明火现象，极易引起燃烧，存在很大的安全隐患。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种阻燃型环氧树脂组合物，解决电路发生短路故障出现过流时，电阻极易引起燃烧的问题。
本发明的第二目的在于提供一种阻燃型环氧树脂材料的制备方法，制备方法简单易行，可行性高。
本发明的第三目的在于提供一种阻燃型环氧树脂材料，解决电路发生短路故障出现过流时，电阻极易引起燃烧的问题。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种阻燃型环氧树脂组合物，以质量百分比计，包括：环氧树脂2～20％；固化剂5～10％；无机填料70～85％；以及阻燃剂1～20％，其中，环氧树脂选自结构如式i或者结构如式ii所述的环氧树脂：
其中，n是1-10的正整数。
一种阻燃型环氧树脂材料的制备方法，包括以下步骤：将环氧树脂、固化剂、无机填料以及阻燃剂混匀后，在20-120℃混炼，其中，以质量百分比计，环氧树脂2～20％；固化剂5～10％；无机填料70～85％，环氧树脂选自结构如式i或者结构如式ii所述的环氧树脂：
其中n是1-10的正整数。
一种阻燃型环氧树脂材料，其由上述的阻燃型环氧树脂材料的制备方法制备得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的阻燃型环氧树脂组合物，包括：环氧树脂2～20％；固化剂5～10％；无机填料70～85％；以及阻燃剂1～20％，各个原料之间相互配伍产生协同作用。通过调节阻燃剂的比例，同时选用耐热性树脂体系，制备的阻燃型环氧树脂材料，达到电阻短路时环氧树脂组合物的阻燃性、耐热性满足500-600℃无明火发生的目的。可广泛用于功率及保险电阻的封装。
本发明提供的阻燃型环氧树脂材料的制备方法，将2～20％的环氧树脂；5～10％的固化剂；70～85％的无机填料以及1～20％的阻燃剂在混匀后，在20-120℃混炼，即可以制得该阻燃型环氧树脂材料。制备方法简单易行，可行性强。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本实施例提供一种阻燃型环氧树脂组合物：
该阻燃型环氧树脂组合物以质量百分比计，包括：环氧树脂2～20％；固化剂5～10％；无机填料70～85％；以及阻燃剂1～20％。
进一步地，上述的环氧树脂选自结构如式i或者结构如式ii所述的环氧树脂：
其中，n是1-10的正整数。
在本发明一可选的实施例中，上述的环氧树脂选择邻甲酚醛型环氧树脂或者多官能团型环氧树脂或者邻甲酚醛型环氧树脂和多官能团型环氧树脂组成的混合物。
进一步地，固化剂包括线型酚醛树脂、苯甲酚线型酚醛树脂、单羟基或二羟基萘酚醛树脂、双环戊二烯型酚醛树脂、氨基酚醛树脂、三聚氰胺酚醛树脂树脂中的至少一种。
进一步地，上述的阻燃剂包含溴代环氧树脂、三氧化二锑。
进一步地，上述的阻燃剂还包含其他金属氢氧化物。在本发明一可选的实施例中，金属氢氧化物可以选择氢氧化铝。
通过调节溴代环氧树脂和三氧化二锑的阻燃体系比例，同时选用耐热性树脂体系，达到电阻短路时环氧树脂组合物的阻燃性、耐热性满足500-600℃无明火发生的目的。
进一步地，无机填料包括结晶型二氧化硅粉末、熔融型二氧化硅粉末、球形二氧化硅粉末、球形氧化铝粉末中的至少一种。
进一步地，所述环氧树脂组合物还包括：
促进剂0.1～1％；偶联剂0.1～1％；脱模剂0.1～1％；以及着色剂0.1～1％。
通过在原料中添加促进剂、偶联剂、脱模剂、以及着色剂，能够进一步地地提高整个环氧树脂组合物的性能。各个原料之间相互配伍，产生协同作用，进一步地提高了整个环氧树脂组合物的综合性能。
进一步地，促进剂包括咪唑类化合物、咪唑类化合物、叔胺类化合物、有机膦类化合物中至少两种。
具体地，在本发明一可选的实施例中，上述的促进剂可以选择咪唑类化合物和叔胺类化合物混合形成的复合促进剂或者选择叔胺类化合物和有机膦类化合物混合形成的复合促进剂或者选择咪唑类化合物和有机膦类化合物混合形成的复合促进剂。
在本发明其他可选的实施例中，上述的促进剂选择咪唑类化合物、叔胺类化合物以及机膦类化合物三种促进剂混合形成的复合促进剂。
通过选用复合促进剂，能够更好滴发挥功效，进而提高整个阻燃型环氧树脂组合物的性能。
进一步地，偶联剂包括γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(kh-560)、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(kh-550)、γ-硫醇氨丙基三甲氧基硅烷(kh-580)中的至少一种。优选地，上述的偶联剂选择γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(kh-560)。
需要说明的是，上述的偶联剂选择多种偶联剂的时候，多个化合物之间按照可适用的比例组成的混合物。
进一步地，脱模剂选自天然蜡、合成蜡、硬脂酸、棕榈酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸锂以及硬脂酸镁中的至少一种。
具体地，在本发明一可选的实施例中，上述的脱模剂选择天然蜡时，选择巴蜡。或者上述的脱模剂选择合成蜡时，合成蜡选择聚乙烯蜡。
通过在上述的原料中添加脱模剂，能够帮助将固化成型的制品顺利地从模具上分离开来，从而得到光滑平整的制品，并保证模具多次使用。
进一步地，着色剂选自炭黑。
应理解，上述的着色剂可以根据实际情况选择本领域常见的其他可适用的着色剂。
本发明的一些实施方式还提供一种阻燃型环氧树脂材料的制备方法，包括以下步骤：
包括以下步骤：
以质量百分比计，将2～20％上述的环氧树脂；5～10％上述的固化剂；70～85％上述的无机填料以及1～20％上述的阻燃剂在混匀后，在20-120℃混炼，制得该阻燃型环氧树脂材料。
进一步地，在上述的混炼步骤中，温度具体可为20-30℃、50-80℃、90-110℃或90-120℃，优选60-90℃；时间为0.5-3小时，具体可为0.5-1.5小时或1-1.5小时，优选0.5-1小时。
在具体操作中，可将上述各原料组分按比例混合均匀，在混炼机上加热混炼，得到均匀分散的混合物，冷却、粉碎后，在打饼机上打饼，得到所需尺寸大小的电阻封装材料。
应理解，上述的混炼机可以选择本领域常用的各种材质三辊或两辊的混炼机。
本发明的一些实施方式还提供一种阻燃型环氧树脂材料，通过上述的阻燃型环氧树脂材料的制备方法制备得到。
将该阻燃型环氧树脂材料应用于功率及保险电阻的封装中，其较高的阻燃性能够有效地提高整个功率及保险电阻的封装的安全性，有效地避免明火的个安全隐患。当电路发生短路故障出现过流时，电阻也不会引发明火燃烧。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
本实施例提供的一种阻燃型环氧树脂组合物，以质量百分比计，包括：环氧树脂2％；固化剂5％；无机填料85％；阻燃剂7.6％；促进剂0.1％；偶联剂0.1％；脱模剂0.1％；以及着色剂0.1％。其中，环氧树脂，购自日本dic株式会社(商品名：n-670-exp-s，环氧当量：200g/eq)。固化剂选用线型酚醛树脂。无机填料选择球形二氧化硅粉末。阻燃剂选择溴代环氧树脂和三氧化二锑。促进剂选择咪唑类化合物和叔胺类化合物。偶联剂选择γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。脱模剂选自天然蜡。着色剂选择炭黑。
本实施例提供的阻燃型环氧树脂材料是这样制备的：将上述原料按照上述质量百分比混匀后，在挤出机中于20℃条件下混炼挤出，得到均匀分散的环氧树脂组合物，冷却、粉碎。在打饼机上打饼，得到所需尺寸大小的环氧树脂组合物。
实施例2
本实施例提供的一种阻燃型环氧树脂组合物，以质量百分比计，包括：环氧树脂10％；固化剂10％；无机填料70％；阻燃剂6％；促进剂1％；偶联剂1％；脱模剂1％；以及着色剂1％。其中，环氧树脂，购自日本dic株式会社(商品名：n-670-exp-s，环氧当量：200g/eq)。固化剂选用苯甲酚线型酚醛树脂和单羟基或二羟基萘酚醛树脂。无机填料选择结晶型二氧化硅粉末和熔融型二氧化硅粉末。阻燃剂选择溴代环氧树脂和三氧化二锑。促进剂选择叔胺类化合物和有机膦类化合物。偶联剂选择γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。脱模剂选自合成蜡和硬脂酸。着色剂选择炭黑。
本实施例提供的阻燃型环氧树脂材料是这样制备的：将上述原料按照上述质量百分比混匀后，在挤出机中于80℃条件下混炼挤出，得到均匀分散的环氧树脂组合物，冷却、粉碎。在打饼机上打饼，得到所需尺寸大小的环氧树脂组合物。
实施例3
本实施例提供的一种阻燃型环氧树脂组合物，以质量百分比计，包括：环氧树脂20％；固化剂5％；无机填料70％；阻燃剂4.2％；促进剂0.2％；偶联剂0.2％；脱模剂0.2％；以及着色剂0.2％。其中，环氧树脂，购自日本dic株式会社(商品名：n-670-exp-s，环氧当量：200g/eq)。固化剂选用双环戊二烯型酚醛树脂。无机填料选择球形氧化铝粉末。阻燃剂选择溴代环氧树脂和三氧化二锑。促进剂选择咪唑类化合物和有机膦类化合物。偶联剂选择γ-硫醇氨丙基三甲氧基硅烷。脱模剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸锂以及硬脂酸镁。着色剂选择炭黑。
本实施例提供的阻燃型环氧树脂材料是这样制备的：将上述原料按照上述质量百分比混匀后，在挤出机中于110℃条件下混炼挤出，得到均匀分散的环氧树脂组合物，冷却、粉碎。在打饼机上打饼，得到所需尺寸大小的环氧树脂组合物。
实施例4
本实施例提供的一种阻燃型环氧树脂组合物，以质量百分比计，包括：环氧树脂7.8％；固化剂6％；无机填料84％；阻燃剂1％；促进剂0.3％；偶联剂0.2％；脱模剂0.3％；以及着色剂0.4％。其中，环氧树脂，购自日本dic株式会社(商品名：n-670-exp-s，环氧当量：200g/eq)。固化剂选用氨基酚醛树脂和三聚氰胺酚醛树脂树脂。无机填料选择熔融型二氧化硅粉末和球形二氧化硅粉末。阻燃剂选择溴代环氧树脂和三氧化二锑。促进剂选择叔胺类化合物和有机膦类化合物。偶联剂选择γ-硫醇氨丙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。脱模剂选自硬脂酸和棕榈酸。着色剂选择炭黑。
本实施例提供的阻燃型环氧树脂材料是这样制备的：将上述原料按照上述质量百分比混匀后，在挤出机中于105℃条件下混炼挤出，得到均匀分散的环氧树脂组合物，冷却、粉碎。在打饼机上打饼，得到所需尺寸大小的环氧树脂组合物。
实施例5
本实施例提供的一种阻燃型环氧树脂组合物，以质量百分比计，包括：环氧树脂4.1％；固化剂5％；无机填料70％；阻燃剂20％；促进剂0.3％；偶联剂0.2％；脱模剂0.3％；以及着色剂0.1％。其中，环氧树脂，购自日本dic株式会社(商品名：n-670-exp-s，环氧当量：200g/eq)。固化剂选用单羟基或二羟基萘酚醛树脂。无机填料选择熔结晶型二氧化硅粉末和球形氧化铝粉末。阻燃剂选择溴代环氧树脂和三氧化二锑。促进剂选择叔胺类化合物和有机膦类化合物。偶联剂选择γ-硫醇氨丙基三甲氧基硅烷。脱模剂选自硬脂酸。着色剂选择炭黑。
本实施例提供的阻燃型环氧树脂材料是这样制备的：将上述原料按照上述质量百分比混匀后，在挤出机中于95℃条件下混炼挤出，得到均匀分散的环氧树脂组合物，冷却、粉碎。在打饼机上打饼，得到所需尺寸大小的环氧树脂组合物。
实施例6
本实施例提供的一种阻燃型环氧树脂组合物，以质量百分比计，包括：环氧树脂9.8％；固化剂6.1％；无机填料70％；阻燃剂12.5％；促进剂0.5％；偶联剂0.4％；脱模剂0.4％；以及着色剂0.3％。其中，环氧树脂，包括邻甲酚醛型环氧树脂(n-670)5.2％；多官能团型环氧树脂(eppn-502h)4.6％。固化剂选用线性酚醛固化剂(pf-8012)。无机填料选择熔结晶型石英粉。阻燃剂选择溴代环氧树脂和三氧化二锑。促进剂选择叔胺类化合物和有机膦类化合物。偶联剂选择γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。脱模剂选自硬脂酸。着色剂选择炭黑。
本实施例提供的阻燃型环氧树脂材料是这样制备的：将上述原料按照上述质量百分比混匀后，在挤出机中于100℃条件下混炼挤出，得到均匀分散的环氧树脂组合物，冷却、粉碎。在打饼机上打饼，得到所需尺寸大小的环氧树脂组合物。
实施例7
本实施例提供的一种阻燃型环氧树脂组合物，以质量百分比计，包括：环氧树脂4.8％；固化剂7.6％；无机填料70％；阻燃剂16％；促进剂0.5％；偶联剂0.4％；脱模剂0.4％；以及着色剂0.3％。其中，环氧树脂，包括邻甲酚醛型环氧树脂(n-670)1.8％；多官能团型环氧树脂(eppn-502h)3％。固化剂选用线性酚醛固化剂(pf-8012)。无机填料选择熔结晶型石英粉。阻燃剂选择溴代环氧树脂和三氧化二锑。促进剂选择叔胺类化合物和有机膦类化合物。偶联剂选择γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。脱模剂选自硬脂酸。着色剂选择炭黑。
本实施例提供的阻燃型环氧树脂材料是这样制备的：将上述原料按照上述质量百分比混匀后，在挤出机中于100℃条件下混炼挤出，得到均匀分散的环氧树脂组合物，冷却、粉碎。在打饼机上打饼，得到所需尺寸大小的环氧树脂组合物。
实施例8
本实施例提供的一种阻燃型环氧树脂组合物，以质量百分比计，包括：多官能团型环氧树脂(eppn-502h)2.8％；固化剂5.6％；无机填料70％；阻燃剂20％；促进剂0.5％；偶联剂0.4％；脱模剂0.4％；以及着色剂0.3％。其中，固化剂选用线性酚醛固化剂(pf-8012)。无机填料选择熔结晶型石英粉。阻燃剂选择溴代环氧树脂、三氧化二锑以及氢氧化铝。促进剂选择叔胺类化合物和有机膦类化合物。偶联剂选择γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。脱模剂选自硬脂酸。着色剂选择炭黑。
本实施例提供的阻燃型环氧树脂材料是这样制备的：将上述原料按照上述质量百分比混匀后，在挤出机中于100℃条件下混炼挤出，得到均匀分散的环氧树脂组合物，冷却、粉碎。在打饼机上打饼，得到所需尺寸大小的环氧树脂组合物。
对比例1
环氧树脂材料的制备，原料选自如下重量百分数的组分：邻甲酚醛型环氧树脂(n-670)15％；线性酚醛固化剂(pf-8012)7.4％；结晶型石英粉75％；溴代环氧树脂1％；促进剂(tpp+dbu)0.5％；偶联剂(kh-560)0.4％；脱模剂(ac316a)0.4％；着色剂(ma-600)0.3％。
将上述组分在挤出机中于100℃条件下混炼挤出，得到均匀分散的环氧树脂组合物，冷却、粉碎。在打饼机上打饼，得到所需尺寸大小的环氧树脂组合物。
对比例2
环氧树脂材料的制备，原料选自如下百分数的组分：邻甲酚醛型环氧树脂(n-670)15％；线性酚醛固化剂(pf-8012)7.4％；结晶型石英粉75％；三氧化二锑1％；促进剂(tpp+dbu)0.5％；偶联剂(kh-560)0.4％；脱模剂(ac316a)0.4％；着色剂(ma-600)0.3％。
将上述组分在挤出机中于100℃条件下混炼挤出，得到均匀分散的环氧树脂组合物，冷却、粉碎。在打饼机上打饼，得到所需尺寸大小的环氧树脂组合物。
实验例
对实施例1-8以及对比例1-2提供的环氧树脂材料，检测其燃烧性能。
试验方案：
燃烧性评价：将所得环氧树脂组合物制备成80*10*4mm大小的样条，在电炉上加热，观察燃烧情况。
评价标准：当电阻在短路状态下，环氧树脂组合物燃烧可以出现发烟现象，但不可以出现明火现象。
实验结果如下：
实施例1：无烟、无明火
实施例2：有烟、无明火
实施例3：有烟、无明火
实施例4：无烟、无明火
实施例5：有烟、无明火
实施例6：有烟、无明火
实施例7：有烟、无明火
实施例8：无烟、无明火
对比例1：有烟、有明火
对比例2：有烟、有明火
应理解，尽管已用具体实施例来说明和描述本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。