阻燃模塑组合物制造技术

一种基本上不含卤素元素、磷和锑的阻燃模塑组合物，它包括环氧树脂；三聚氰胺氰脲酸酯；以及一种或多种加热时能够释放水的水合金属盐。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术
技术介绍
领域本专利技术涉及用于电气和电子器件的模塑化合物，特别是显示出阻燃性、防潮性并且较低翘曲和收缩的环氧基化合物。相关技术的简要说明环氧树脂广泛用于涂布电气和电子器件的模塑化合物。这种用于封装的环氧模塑化合物通常由环氧树脂和苯酚硬化剂的共混物和其它成分制备，该成分包括填料、催化剂、阻燃材料、加工助剂和着色剂。这种模塑化合物中的环氧树脂通常是每分子包括两个环氧基的双环氧化合物，它与由酸二酸酐、二胺或联苯酚低聚物组成的共反应物(交联剂或硬化剂)反应。由于它们的高可靠性，本领域优选联苯酚低聚物例如得自酚醛苯酚、甲酚苯酚和双酚A的那些作为硬化剂。处于安全目的，通常在环氧组合物中包括阻燃剂。通常的阻燃体系是含溴阻燃剂和氧化锑阻燃增效剂的组合物。然而，这些化合物为环境污染物。一些含溴的阻燃剂(特别是溴化的二苯醚)是有毒的，并且有可能致癌。三氧化锑被国际癌症研究机构分级为2B级致癌物质(即主要基于动物研究，三氧化锑是可疑致癌物质)。此外，该化合物常常以相对较高的水平(2-4％)使用，并且还微溶于水，这就导致了另外的环境问题。由于目前集成电路制造商丢弃至多所使用的模塑组合物总量的一半的事实，使得这种问题变得更加显著。已经提出含磷化合物作为阻燃剂。例如Asano等人的美国专利No.5,739,187公开了环氧树脂组合物作为半导体封装剂，它包括含磷阻燃剂，以排除使用三氧化锑和溴化化合物。然而，包含常规磷化合物的模塑组合物通常具有不合乎需要的性能例如高水分吸收作用，它在高温下可以使封装剂产生应力以及裂缝。三聚氰胺氰脲酸酯通常以阻燃化合物销售。尽管它可以有效地作为阻燃剂，但是这种材料的高含量时常严重降低模塑化合物的流动性。因此，通常认为将三聚氰胺氰脲酸酯以适当含量引入模塑化合物获得适当的阻燃性和流动性是不切实际的。不幸的是，降低阻燃剂的含量以满足流动性导致阻燃性受到损害，结果模塑化合物不能满足阻燃性标准UL-94 V-0等级。合乎需要的是提供新的阻燃模塑组合物，它在提供商业上可接受的物理性能的同时，还可以克服这些问题。此外，合乎需要的是提供模塑组合物，它具有优异的应力性能如较低的翘曲以及在固化时具有改进的流动性。专利技术概述本专利技术提供一种基本上不含卤素元素、磷和锑的阻燃模塑组合物，它包括环氧树脂、三聚氰胺氰脲酸酯以及一种或多种加热时能够释放水的水合金属盐。本专利技术的一个实施方案中，水合金属盐可以包括一种或多种化合物，该化合物选自金属硼酸盐、第IIB族氧化物以及一种或多种选自第IIA族元素和第IIIB族元素的多羟基化合物。本专利技术还涉及一种涂布电气或电子器件的方法。本专利技术的方法包括将上述模塑组合物加热到足以固化该模塑组合物的温度，并在该器件的表面形成聚合物。本专利技术还涉及由该方法形成的电气和电子器件。从本专利技术的优选实施方案和权利要求的描述，本专利技术的其它特征和优点将更加清晰。专利技术详述除操作实施例或另外标明之外，用于本专利技术和权利要求的涉及成分的量、反应条件等的所有数值或措辞将理解为在所有情况下由术语“约”进行改变。多种数值范围公开于本专利申请中。因为这些范围是连续的，它们包括最小值和最大值之间的每个值。除非另外明确标明，申请中说明的多种数值范围为近似值。如此处所使用的，术语“基本上没有”意思是表明存在作为附带杂质的物质。换句话说，该物质不是有意加入到所表示的组合物，但是可能以较少量或无关紧要的量存在，因为其作为杂质被携带，成为预定组合物组分的一部分。如此处所使用的术语“固化”意思是表明由例如硬化剂的官能团和树脂环氧基之间的共价键构造形成的三维交联网状物。本专利技术组合物固化的温度是可变的，它部分依赖于条件和催化剂的类型以及量，如果使用的话。如此处使用的术语“水合金属盐”意思是表示包含以结晶水形式存在的水的金属盐，即水按一定比例存在于金属盐晶体中，例如水分子在金属盐晶体中占有晶格位置。用于本专利技术的水合金属盐当加热时释放至少一部分其含有的水。本专利技术涉及一种基本上不含卤素元素、磷和锑的模塑组合物。本专利技术的模塑组合物包括环氧树脂、三聚氰胺氰脲酸酯以及一种或多种加热时能够释放水的水合金属盐。对能够用于模塑组合物的环氧树脂的类型没有限制。合乎需要地，环氧树脂包含两个或更多个反应的环氧乙烷基。例如，环氧树脂可以选自，但不限于双酚A型环氧树脂；酚醛清漆树脂型环氧树脂，例如环氧甲酚酚醛清漆树脂和线性酚醛清漆树脂环氧树脂；脂环族环氧树脂；缩水甘油基型环氧树脂；联苯基环氧树脂；含有萘环的环氧树脂；含有环戊二烯的环氧树脂；多官能环氧树脂；氢醌环氧树脂；和芪环氧树脂。模塑组合物可以包括多于一种的环氧树脂；例如环氧甲酚酚醛清漆树脂和联苯环氧树脂的结合。如指出的那样，通常称为二环氧的双酚和联苯基环氧树脂，以及通常称为多官能环氧的环氧甲酚酚醛清漆树脂被用于本专利技术。这种环氧化物具有两个支化度，是因为具有侧环氧基的两个酚基通过相同的碳原子连接。例如双酚A的二环氧甘油醚是双官能的，它包括从中心碳原子延伸出的两个具有侧环氧基的酚基。因此它具有两个支化度。环氧甲酚酚醛清漆树脂时常称为“多官能的”，是因为它们是可以从聚合物链延伸出的具有多个侧环氧基部分的聚合物。例如，环氧甲酚酚醛清漆树脂包括下列结构 在n＝0的情况下，该结构的官能度为2。如果n＝1，官能度是3；如果n＝4，官能度是6；等。同样地，这种化合物通常称为多官能环氧树脂。然而，由于仅有两个酚基从相同的碳或小的碳链延伸出来，因此这种类型树脂的支化度将等于2。在一个特别合乎需要的实施方式中，环氧树脂是在树脂主链内部具有支化度至少为3的多官能环氧树脂。因此，特别合乎需要的多官能环氧树脂是得自苯酚的那些，它包括至少3个直接从相同的中心碳原子或中心碳链支化的酚基，并具有连接到至少三个酚基的侧环氧乙烷基。支化度至少为3的有用的多官能环氧树脂的非限定实例包括 三羟苯基甲烷三缩水甘油醚(支化度为3，由从中心碳原子支化出的三个封端缩水甘油醚结构部分表示)；以及 四酚乙烷的四缩水甘油醚(支化度为4，由从中心两个碳链乙基部分支化的四个封端缩水甘油醚结构部分表示)。特别合乎需要的是得自三酚基甲烷的环氧树脂，例如三羟苯基甲烷三缩水甘油醚。支化度至少为3的多官能树脂可以单独使用，或者与例如上述常规树脂结合使用。环氧树脂通常具有的理论环氧当量为约150-250。该模塑组合物包含至少1％的环氧树脂脂，有时是至少4％，在其它情况下至少是5％，以及在一些情况下至少是5.5wt％，以模塑组合物的重量计。同样，环氧树脂的存在量至多12％，有时至多11％，在其它情况下至多9％，在一些情况下至多8.5wt％，以模塑组合物的重量计。模塑组合物可以包含数值上述在内的任意数值范围的环氧树脂。固化剂(硬化剂)可以包括在该模塑组合物中。在将该组合物加热到至少为135℃时，硬化剂促进模塑组合物交联以形成聚合物组合物。一些可以包含在本专利技术模塑组合物中的适当固化剂为线性酚醛清漆树脂型硬化剂、甲酚酚醛清漆树脂型硬化剂、双环戊二烯酚型催化剂、苧烯型硬化剂以及酸酐。羟基当量大于约150的挠性硬化剂通常是合乎需要的，例如xylock酚醛清漆树脂型硬化剂。挠性硬化剂的非限定性实例包括购自Borden Chemical的双酚M，以及购自DowChemical的DEH85。与环氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：T·阿桑，C·N·沃兰特，C·S·比肖夫，
申请(专利权)人：亨凯尔公司，
类型：发明
国别省市：