阻燃四无卤无锑无磷阻燃4阻燃四无卤无锑无磷阻燃4湘潭
2022-07-12 17:31:31 文化娱乐网
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环氧树脂具有优良的化学稳定性、尺寸稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性，可广泛应用于化工、轻工、机械、电子和宇航等各个领域。但是通用环氧树脂的氧指数仅为19.8、属易燃材料，因此开发具有阻燃性且不含卤素的，含磷环氧树脂及其固化体系，是电子化学材料领域中一个重要课题。在环氧树脂分子骨架中磷元素含量超过1%，且配合使用特定的固化剂，就能够使固化体系的阻燃性满足电器产品使用的国际标准UL94V-0级改善环氧树脂阻燃性能最常用的方法，是加入一定的阻燃剂——使环氧树脂具有难燃性和自熄性。目前阻燃环氧树脂普遍使用的是，反应型阻燃剂四溴双酚A等含卤阻燃剂。自欧盟2003年2月颁布了关于《限制有害物质指令》(RoHS)之后，含溴阻燃剂的使用受到了很大的冲击。同时目前多数无卤阻燃环氧树脂材料，使用的是燃烧时几乎不产生有害气体的磷系阻燃剂。但是磷系阻燃剂在室温下多为液态，发烟量大且本身有毒性，能从废料中泄漏出去；而且磷系阻燃剂在使用过程中，存在着污染保护电子元器件的可能性，会降低环氧塑封料的耐湿性以及可加工性等；红磷类阻燃剂在成型时还会产生红磷分解气体，它们在使用和废弃后都对生态环境和人类环境有不良影响。
苯酚-芳烷基型环氧树脂复合物在阻燃特性方面的优异表现缘于其独特的阻燃机理。这些新型树脂体系在着火后会很快形成稳定的泡沫层，从而阻止燃烧过程中的热传递。由于其分子结构中存在芳香族取代基，这些新型环氧树脂-固化剂固化交联网络具有较低的交联密度，在高温下具有较低的弹性。由于这种低弹性，使得体系内部热降解产生的挥发性物质将环氧复合物表层转变成了泡沫层。另外，这种新型体系的高耐热解性能也有助于提高燃烧过程中泡沫层的热稳定性。 通过调整环氧树脂复合物A[由苯酚-亚联苯型环氧树脂(环氧树脂1)与苯酚-亚联苯型固化剂(固化剂1)组成]与熔融硅微粉和其它填料的组成比例，成功制备了IC塑封料。该塑封料表现出了较高的阻燃特性以及在无铅焊接中优异的耐热、耐潮湿性和高温储存稳定性。 b.新型环氧树脂复合物在玻璃布-环氧-层压板基PWBs中的应用 由苯酚-芳烷基型环氧树脂复合物制备的环氧玻璃布层压板与由传统层压板相比，不但具有自熄性，而且具有更高的阻燃特性。但是，该层压板的阻燃特性无法满足UL94V-0级别的要求。通过研究发现，这种不足主要是由于燃烧过程中，层压板中的玻璃纤维阻碍了可以阻止热量传递的泡沫层的形成而造成的。 为了进一步提高阻燃特性，考察了苯酚-芳烷基型环氧树脂复合物与金属氢氧化物例如Al(OH)3或Mg(OH)2的复合作用，后者可以在燃烧过程中吸收热量。经研究发现，通过加入比传统层压板少得多的金属氢氧化物(少于50％质量分数)即可达到UL94V-O级别的要求。将氢氧化铝与苯酚-对二甲苯型环氧树脂复合物(由环氧树脂2与固化剂2组成)配合制备的层压板具有最高的阻燃特性，主要因为苯酚-对二甲苯型环氧树脂复合物(环氧树脂复合物B)比苯酚-亚联苯基型环氧树脂复合物(环氧树脂复合物A)具有更高的耐热性。 此外，还考察了含有金属氢氧化物的环氧玻璃布层压板的耐酸、碱溶液性能。主要是通过考察层压板外表面以及重量的变化来评价这种特性。经研究发现，含有Al(OH)3的新型层压板对上述酸、碱溶液均具有优异的抵抗性。尤其指出的是Al(OH)3质量分数小于60％的环氧玻璃布层压板同样具有优异的耐酸碱性。另一方面，含有Mg(OH)：的层压板在酸性溶液中其外表面会发生变化，并且具有较大的质量损失(超过5％质量百分数)，这主要是由于Mg(OH)2在酸性溶液中的溶解造成的。 由新型层压板制备的PWB的介电性能足够满足FR-4型PWBs的要求(表1)。该新型层压板的介电常数稍高，但对电路设计几乎不产生影响。通常氢氧化铝(介电常数高达8.7)数量的增加会导致介电性能的下降。但有限数量的氢氧化铝(少于50％质量分数)即可达到满意的介电性能。另外由于新型PWB中的苯酚一对二甲苯型树脂包含大量非极性芳香结构单元，因此其介电性能优于用作参比的PWB(基于氢氧化物加入总量考虑)。新型PWB的介电损耗显著低于参比PWBs，主要是由于该树脂较低的极化度所致。