包括纳米溶胶的涂层组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于形成电绝缘膜的涂层组合物、一种制备涂层组合物的方法、以及一种固化涂层组合物。所述涂层组合物包括：可固化聚合物，包括用于形成交联结构的至少一种官能基；固化剂，配置为与可固化聚合物中的至少一个官能基反应；溶胶，包括二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子，且所述纳米粒子具有范围为约0.1nm至约100nm的粒径；有机钛酸酯；以及可选的至少一种溶剂或稀释剂。所得到的固化涂层或涂料提供良好的绝缘性、覆盖性、粘附性、韧性、及耐腐蚀性。

Coating composition including nanosol and preparation method thereof

The invention provides a coating composition for forming an electrical insulation film, a method for preparing a coating composition, and a curing coating composition. The coating compositions include: curable polymers, including at least one functional group for forming cross-linking structures; curing agents configured to react with at least one functional group in curable polymers; sols, including nanoparticles of silicon dioxide or metal oxides, with particle sizes ranging from about 0.1 to about 100 nm; organic titanates; and optional. At least one solvent or diluent. The obtained curing coatings or coatings provide good insulation, coverage, adhesion, toughness and corrosion resistance.

【技术实现步骤摘要】
包括纳米溶胶的涂层组合物及其制备方法
本专利技术一般而言涉及一种涂层。更具体地，所揭示的主题涉及一种清漆或绝缘性涂层组合物、一种其制备方法、以及一种使用所述组合物的方法。
技术介绍
绝缘涂层或清漆可以应用于半导体或电子装置。例如，可以应用绝缘膜来绝缘半导体中的层间膜(interlayerfilms)，以及绝缘多层电路的层间膜。这种绝缘涂层或清漆需要表现出良好的电学、热学和机械性能、低电容率和高耐腐蚀性。随着电子装置于尺寸上的持续缩小和容量上的持续增加，腐蚀控制的重要性也有所提升。基于积体电路和小尺寸电气组件的系统小型化，紧密的组件间隔、比以前具有更低的电压和接触力的可分离的电接头，会因为形成了少量的金属腐蚀而导致电子元件的故障。因此，找到一种制造具有良好绝缘涂层的电子装置的方法是十分重要的。所述技术可以保护装置表面免受一些外部化学物质的腐蚀和润湿，并延长装置的使用寿命。此外，一些其他工程系统，如航空器、汽车、管线和海军舰艇也需要保护膜，以提供良好的电绝缘性并防止它们被腐蚀。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于形成电绝缘膜的涂层组合物、一种制备涂料组合物的方法、以及一种固化涂层组合物。本专利技术也提供了一种在涂层或清漆配方中使用包括纳米粒子的纳米溶胶的方法。涂层组合物包括：可固化聚合物，包括用于形成交联结构的至少一种官能基；固化剂，配置为与可固化聚合物中的至少一种官能基反应；溶胶，包括二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子，且所述纳米粒子具有范围为约0.1nm至约100nm的粒径；有机钛酸酯；以及可选的至少一种溶剂或稀释剂。在一些实施例中，基于涂层组合物的总重量，可固化聚合物的含量范围为重量的约40％至约95％；固化剂的含量范围为重量的约0.5％至约5％；溶胶的含量范围为重量的约0.5％至约30％；有机钛酸酯的含量范围为重量的约0.5％至约10％；以及至少一种溶剂或稀释剂的含量为约10％至约70％。可固化聚合物可以是任何合适的类型。在一些实施例中，可固化聚合物是醇酸树脂。例如，醇酸树脂可以是乙烯基或丙烯酸改性的。至少一种官能基包括乙烯基或丙烯酸(或丙烯酸酯)官能基。在一些实施例中，可固化聚合物是乙烯基-甲苯改性的醇酸树脂，其中至少一种官能基包括乙烯基。至少一种官能基还可包括羟基。所述聚合物中的羟基可以与纳米粒子表面上的羟基反应并交联。固化剂可以是用于固化所述聚合物的任何合适的固化剂或助剂。例如，固化剂可包括乙烯基或烯丙基。例如，在一些实施例中，固化剂是乙烯基甲苯。在一些实施例中，基于溶胶的重量，溶胶包括约0.3％至约20％重量的二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子。溶胶可含有任何合适的溶剂，例如：水、醇类、任何其他有机溶剂、或其任何组合。溶胶中纳米粒子的示例包括但不限于二氧化硅、氧化钛、氧化铝、及其任何组合。例如，在一些实施例中，基于溶胶的重量，溶胶包括约0.3％至约5％重量的二氧化硅纳米粒子，且所述二氧化硅纳米粒子具有范围约0.1nm至约10nm的粒径。在一些实施例中，催化组合物的固化并且还改善涂层在基材上的粘附性的有机钛酸酯，可以是有机烷氧基钛酸酯。合适的有机钛酸酯的示例包括但不限于钛酸丁酯(butyltitanate)、钛酸乙酯(ethyltitanate)、钛酸异丙酯(isopropyltitanate)、或其任何组合。合适的溶剂或稀释剂的示例包括但不限于N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone,NMP)、石脑油、脱芳烃(dearomatizedhydrocarbon)、或其任何组合。在一些实施例中，至少一种溶剂或稀释剂包括丙二醇甲醚醋酸酯(propyleneglycolmethyletheracetate)。在另一态样中，本专利技术还提供一种制备所述涂层组合物的方法。这种方法包括：在一个或多个步骤中将可固化聚合物、固化剂、可选的至少一种溶剂或稀释剂，与溶胶及有机钛酸酯混合，其中，可固化聚合物包括用于形成交联结构的至少一种官能基，固化剂配置为与可固化聚合物中的至少一种官能基反应，溶胶包括二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子的溶胶，且所述纳米粒子具有范围为约0.1nm至约100nm的粒径。本专利技术提供了一种在涂层组合物或清漆中使用溶胶及/或有机钛酸酯的方法。与涂层组合物有关的所有说明或其组合也适用于所述方法。例如，在一些实施例中，可固化聚合物是乙烯基或丙烯酸改性的醇酸树脂。至少一种官能基还包含用于与纳米粒子反应的羟基。在一些实施例中，基于溶胶的重量，溶胶包括约0.3％至约5％重量的二氧化硅或任何其它合适的纳米粒子，且纳米粒子具有范围为约0.1nm至约100nm的粒径，例如在约0.1nm至约10nm的范围内。又例如，在一些实施例中，有机钛酸酯是钛酸丁酯、钛酸乙酯、钛酸异丙酯、或其任何组合。至少一种溶剂或稀释剂包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)、石脑油、脱芳烃、丙二醇甲醚醋酸酯、或其任何组合。在另一态样中，本专利技术还提供一种从所述的涂层组合物衍生而得的固化涂层。涂层组合物可在任何合适的条件下固化，例如加热。固化涂层组合物包括：交联聚合物，衍生自可固化聚合物；固化的固化剂，衍生自固化剂；二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子；以及有机钛酸酯的衍生物。交联聚合物和固化的固化剂一起交联。在一些实施例中，交联聚合物例如经由羟基，进一步与二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子交联。在一些实施例中，其中，基于固化的涂层组合物的总重量，交联聚合物的含量范围为约70％至约98.5％，固化的固化剂的含量范围为约0.5％至约5％，二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子的含量范围为约0.5％至约15％，有机钛酸酯的衍生物的含量范围为约0.5％至约10％。与涂层组合物有关的说明或其组合也适用于固化的涂层组合物。例如，在一些实施例中，交联聚合物为醇酸树脂系，以及纳米粒子是二氧化硅。涂层组合物可以应用到任何基材上，例如印刷电路板组件(PCBA)、半导体装置、电子装置、及一些其他工程系统，例如：航空器、汽车、管线、和海军舰艇。所得到的固化涂层或涂料提供良好的绝缘性、覆盖性、韧性、和粘附性。固化的涂层或涂料具有优异的耐腐蚀性。附图说明图1总结了IPC板的测试结果，包括在3.6重量％盐水溶液中在不同电压下进行电气测试后，没有涂层的控制组和根据某些实施例的具有涂层的比对样品。具体实施方式以下公开的内容提供了用于实现本专利技术的不同特征的许多不同实施例或示例。为了简化本专利技术，以下描述组件和布置的具体示例。当然，这些仅仅是示例，而非旨在进行限制。另外，本专利技术可能在各种示例中重复参照元件符号及/或字母。重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身并不表示所讨论的各种实施例及/或配置之间的关系。当结合所附图式一起阅读时，可通过以下详细说明最佳地领会本专利技术的内容。需要强调的是，基于惯例，图式的各种特征不一定按照比例绘制。反之，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。整篇说明书与图式中，相同的元件符号表示相同的特征。此外，为了方便描述，这里可能使用空间相对术语，例如“在...之下”、“下方”、“较下的”、“上方”、“较上的”等，以描述一个元件或特征与另一个(些)元件或特征间的关系，如图中所说明的。空间相对术语旨在包含使用中的装置的不同定向，或者除了图中描绘的方向之外的操作。装置可以以其他方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂层组合物，包括：一可固化聚合物，包括用于形成交联结构的至少一种官能基；一固化剂，配置为与所述可固化聚合物中的所述至少一种官能基反应；一溶胶，包括二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子，且所述纳米粒子具有范围为约0.1nm至约100nm的粒径；一有机钛酸酯；以及至少一种溶剂或稀释剂。

【技术特征摘要】
2017.09.15 US 62/558,877;2018.08.28 US 16/115,1101.一种涂层组合物，包括：一可固化聚合物，包括用于形成交联结构的至少一种官能基；一固化剂，配置为与所述可固化聚合物中的所述至少一种官能基反应；一溶胶，包括二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子，且所述纳米粒子具有范围为约0.1nm至约100nm的粒径；一有机钛酸酯；以及至少一种溶剂或稀释剂。2.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，基于所述涂层组合物的总重量，所述可固化聚合物的含量范围为约40％至约95％；所述固化剂的含量范围为约0.5％至约5％；所述溶胶的含量范围为约0.5％至约30％；所述有机钛酸酯的含量范围为约0.5％至约10％；以及所述至少一种溶剂或稀释剂的含量范围为约10％至约70％。3.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述可固化聚合物是一醇酸树脂。4.根据权利要求3所述的涂层组合物，其特征在于，所述醇酸树脂是乙烯基或丙烯酸改性的。5.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述可固化聚合物是乙烯基-甲苯改性的醇酸树脂，以及所述至少一种官能基包括乙烯基和羟基。6.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述固化剂包括乙烯基或烯丙基。7.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述固化剂是乙烯基甲苯。8.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，基于所述溶胶的重量，所述溶胶包括约0.3％至约20％重量的二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子。9.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述溶胶包括选自由二氧化硅、氧化钛、氧化铝及其任何组合所组成的群组的纳米粒子。10.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，基于所述溶胶的重量，所述溶胶包括约0.3％至约5％重量的二氧化硅纳米粒子，且所述二氧化硅纳米粒子具有范围为约0.1nm至约10nm的粒径。11.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述有机钛酸酯是有机烷氧基钛酸酯。12.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述有机钛酸酯是钛酸丁酯、钛酸乙酯、钛酸异丙酯、或其任何组合。13.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政，
申请(专利权)人：盔甲奈米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71