[发明专利]低VOC层压配料

说明书

本发明涉及含环氧树脂的可固化配料，特别涉及用于制备电学层压板的配料。

已经知道由纤维基材和含环氧树脂的基体树脂制备电学层压板和其它复合材料的方法。合适的方法的例子通常包含下列步骤：

(1)将含环氧树脂的配料通过辊涂、滴涂、喷涂、其他涂布工艺和/或这些技术相结合涂于基材上。基材通常为含(例如)玻璃纤维的机织或无纺纤维垫。

(2)将已浸渍的基材通过在足以除去环氧树脂配料中的溶剂且非必要地部分固化环氧树脂配料的温度下进行“乙-阶段化”，这样浸渍的基材可容易处理。“乙-阶段化”步骤通常在90℃至210℃下进行1至15分钟。将来自乙-阶段的浸渍基材称为预浸料。温度最常用为100℃(对于复合材料)和130℃至180℃(对于电学层压板)。

(3)若需要制备电学层压板，将一个或多个预浸料片材以交替层方式与一个或多个导体材料(如铜箔)层叠层。

(4)将层叠的片材在高温和加压下压制足以使树脂固化并形成层压制品的时间。层压温度通常为100℃至230℃，最通常为165至190℃。层压步骤还可分2个或更多个阶段进行，例如第一阶段在100至150℃之间进行，第二阶段在165℃至190℃之间进行。压力通常为50N/cm²至500N/cm²。层压步骤非必要地在更高温度下进行更短的时间(如连续层压方法)或在较低温度下进行更长时间(如低能压制方法)。

(5)可将制得的铜复合片材非必要地在高温和环境压力下加热一段时间进行后处理。后处理温度通常为120℃至250℃。后处理时间通常为30分钟至12小时。电学层压板和其加工方法详细描述于很多参考文献中，如US5,314,720(1994年5月24日)；和Delmonte,Hoggatt&May，“纤维增强环氧复合材料”，环氧树脂，化学和工艺(第二版)，p889-921(Marcel Dekker,Inc.1988)。这些方法中使用的配料通常含有(1)具有的EEA为400至530的改性环氧树脂；(2)固化剂如双氰胺；(3)促进环氧树脂与固化剂反应的催化剂如2-甲基咪唑；和(4)30至40wt％的挥发性有机溶剂如酮、二醇醚、二甲基甲酰胺或二甲苯。还知道该配料可含有某些其他添加剂。如：

(1)含硼酸的配料公开于US5,308,895(1994年5月3日)和US5,314,720(1994年5月24日)中。

(2)含扩链剂如双酚A或四溴双酚A的配料公开于上述两个美国专利和欧洲专利申请92101367.8(公开日1992年1月28日)及US3,738,862(1973年6月12日)中。

需要降低配料中使用的挥发性有机溶剂的量。挥发性有机溶剂成本高，并且必须在气体回到大气中之前从乙-阶段化流出的气体中清洗除去。然而必须选择低VOC(挥发性有机化合物)配料以提供合适的粘度，原因在于在层压板制备方法中粘度至关重要。例如，参见Delmonte,Hoggatt&May，第903页。普通配料中的VOC量不能降低原因在于配料的粘度将会太高。高粘度树脂使基材中的纤维位置扭曲且难以浸入基材中。

若用较低分子量树脂和扩链剂代替改性环氧树脂，则可降低低VOC配料的粘度。已报道这些低粘度配料具有其他用途。例如，EPO公开0260768A2(88年3月23日)公开了含有液态环氧树脂、0.6至1当量双酚和胺-(三氟化硼)催化剂的封铸配料。含液态环氧树脂、扩链剂和催化剂或催化剂复合物的配料已部分固化，且在可固化树脂中使用部分固化的树脂(见PCT公开W086/00627(1986年1月30日))。

在层压方法中尚没有普遍使用含液态环氧树脂的配料，原因在于在浸涂机和预浸料中其粘度太低。配料在乙-阶段化完成前在浸涂机中流挂和滴淌。同时，将预浸料放入层压机后配料太容易流动。树脂被从层压板中挤压出来流入层压机中，使所得层压板太薄。

将过量催化剂加入配料中以使环氧树脂和扩链剂在处理机中快速反应，由此在滴涂发生前就得到更高分子量的树脂。然而那些催化剂还加速了固化剂与树脂的固化。要防止粘度对于有效层压变得太高比较困难。同时，含有太多催化剂的配料贮存期短，并且制得的预浸料贮存期也短。