新电子布新型处理剂的研发

刘文科 彭 峰（珠海富华复合材料有限公司，广东 珠海 519050）

新电子布新型处理剂的研发

刘文科 彭 峰
（珠海富华复合材料有限公司，广东 珠海 519050）

电子布的毛羽、树脂含浸性和板材耐热性已成为CCL最为关注点；硅烷偶联剂是一类既含有碳官能团又具有硅官能团的有机硅化合物；通过调整配方，改善了处理液的表面张力及润湿能力，并成功解决了某高端客户存在的板材白边角和耐热性差的问题。

电子布；覆铜箔板层压；硅烷偶联剂；环氧/酚醛树脂；耐热性

1 前言

近年来，随着电子电器的轻薄化、高密度化以及无卤无铅的应用，CCL对电子布的要求也在变化。通过在表观和物性两大方面的客户调查反馈，目前电子布的毛羽、树脂含浸性和板材耐热性已成为CCL最为关注点，而树脂含浸性和板材耐热性又是密切相关的，因此如何改善电子布的树脂含浸性就十分紧要了。本文主要针对某环氧/酚醛树脂下电子布ZXB新型处理剂的研发。

2 后处理简单介绍

2.1 热脱浆（即BH）处理

织造后的坯布含有浸润剂和浆料多种混合的高分子物质，它会严重影响玻璃纤维和有机树脂的界面结合，因此需要预脱浆（即KH）、热脱浆（即BH）的高温处理，尤其经40 h左右的高温BH处理后聚乙二醇和淀粉彻底热分解，进而保证电子布有机物残脂量小于0.05%的范围内，同时又避免电子布强度的过度损失。

BH布为碱性，以7628M为例，将210 g的BH布放入到1000 ml的PH值为6.01的软水中，玻布Na+、K+的溶入会使得水液PH值短期内上升到一定值（约9.2），随着时间的推移，在CO2等周围酸性气体的影响下，水液的pH值再逐渐缓慢下降（约8.9）。

2.2 硅烷偶联剂

硅烷偶联剂通式为Y-R-Si-X3，是一类既含有碳官能团又具有硅官能团的有机硅化合物，其中Y是和有机基质发生反应的有机基团，如乙烯基、环氧基、氨基、巯基等，R为烷基或芳基； X则为甲氧基、乙氧基、氯基等特性基团，它通过水解作用将硅烷与无机基质连接起来，最终形成无机相-硅烷偶联剂-有机相的结合层。硅烷偶联剂既可以加强电子布与环氧/酚醛树脂的键合，还可降低电子布的表面能，改善树脂对无机物的润湿性，改变电子布和环氧/酚醛树脂的流变性能，大大提高电子布的强度（见图1）等性能。

图1 偶联剂处理前后电子布强度变化

硅烷偶联剂种类较多（表1），按适用与否选择和应用硅烷偶联剂，可从以下五个方面进行考虑。

表1 常见的硅烷偶联剂种类

（1）能有效润湿电子布的硅烷偶联剂才有可能与电子布表面的活性基团键合，进而通过分子间相互作用吸附在电子布表面。

（2）能与电子布、环氧/酚醛树脂分别发生反应，硅烷偶联剂将两种完全不同的材料化学键合于界面层，同时还需注意它们间的化学键合速度是否能适应电子布表面处理（即FN）和含浸的制程工艺。

（3）碳官能团的有机基团与环氧/酚醛树脂的匹配性好，硅烷偶联剂才能更好渗入树脂、和树脂的活性基团化学反应，或者生成互穿（半互穿）网络的界面层。一般情况下，环氧树脂多选用含-CH2CHCH2O及H2N-硅烷偶联剂，酚醛树脂多选用含H2N-及H2NCONH-硅烷偶联剂，匹配性取决于溶度参数（δ）或硅烷偶联剂在电子布表面成膜后所测临界表面能力rc是否接近。

（4）硅烷偶联剂参与树脂化学反应是最基本的情况，若同时能改善表面张力及润湿能力则效果最为理想，一般情况下，反应能力高而润湿能力低的偶联剂，其偶联效果往往好于反应能力低而润湿能力高的偶联剂。

（5）偶联剂的水解和缩合反应受pH值直接影响，且在弱酸环境下其稳定性最好。由于BH布为碱性，随着玻布的连续生产，FN液槽内的pH值会逐渐升高，因此要考虑并控制处理液的pH值，来调节液槽内溶液的单体、二聚体和三聚体的情况，进而保证偶联剂的可参与反应的硅醇含量尽可能多。

2.3 表面处理（即FN处理）

图2 表面处理线

BH布吊到FN机组（见图2）上进行偶联剂表面处理和开纤处理，过程中的温度、车速和开纤程度对电子布的最终性能有着直接的影响。

3 试验策划

3.1 试验背景

某CCL厂产品全为无卤无铅板材，我司多种处理剂电子布在该司送样评估，由于物性上基材白边白角和耐热性不能同时通过，严重影响了市场的进入及推进。

3.2 试验配方（表2）

表2 ZXB新处理剂试验配方

表2选择的硅烷偶联剂含有乙烯苄基和胺基，具有良好的耐热性和树脂润湿性，乙烯苄基官能团在加热到聚烯烃模塑所需温度范围时具有足够的反应性来产生自由基，而有机官能团中的胺部分则可以参加与环氧/酚醛树脂的反应，并有效改善玻璃纤维与环氧/酚醛树脂的表面间粘合力。

添加的表面活性剂系高效的非离子型，经实验室配置模拟，该表面活性剂能极大优化水液的表面张力和界面张力（见图3、图4），因此通过引入合适比例的此表面活性剂，较好地改善了处理液的表面张力及润湿能力。在烘干蒸发过程中，由于小孔隙中毛细管压力较高，使得电子布残留的处理液中的表面活性剂渗入并沉积到狭小的孔隙中（即经纬纱交织点），并在随后的干燥过程中毛细管压力会导致表面活性剂向蒸发表面迁移，进而在含浸上胶时提供再润湿作用。

图3

图4

3.3 试验过程

按照策划方案在配液桶内配置搅拌，在抽检处理液pH值、固含量等指标符合标准后（表3）开始打入FN液槽内，系统张力保持不变，压辊压力和烘干温度如下表进行策划生产，随着电子布生产的继续，FN处理液的pH值也逐渐升高（见图5）。

表3 处理液性能

图5 FN处理液的PH值推移

3.4 试验玻布的物性检测

透气度（AP值）见图6，抽取同期同工艺下生产的另一处理剂玻布，经MINITAB双样本t检验，由于输出的P值=0.793＞0.05，不能拒绝原假设，即ZXB新处理剂电子布的透气度没有显著变化。

图6 玻纤布透气度分布

关于含浸时间的测试上，平均浸透时间ZXB新处理剂电子布11分14秒，正常电子布11分33秒，ZXB新处理剂电子布的浸透性要好过正常电子布。

3.5 客户评估

在客户处，ZXB新处理剂电子布与同行B布在同条件下进行了比对测试，具体情况如下：

（1）胶片金相方面，ZXB新处理剂电子布含浸性较好，PP气泡更少；

（2）电子布上的表面活性剂在含浸上胶时的能够提供再润湿作用，使得同等上胶条件下ZXB新处理剂PP平均胶含量43.95%，比同行PP胶含量43.71%更高。

（3）配压7 mil-7628*1&47 mil-7628*6 产品，压合后分別取样內外张，检验白边角状况，并比对基板特性测试状况，无白边角异常，二者相当；

（4）板材在两小时蒸煮后的PCT测试中，ZXB新处理剂电子布板耐热性相对较好；

（5）抗弯曲强度，两种布均符合SPEC，且无差异；

（6）关于DS测试，两种布DS均值检定无差异，偏差检定B布变异较大。

4 结语

随着环氧/酚醛树脂的多样化和高比例无机填料的引入，CCL对电子布的物性要求也越来越高。电子布表面处理的效果和偶联剂种类、表面活性剂、BH布、水质、开纤状况等有密切的联系，并直接影响着PP和板材的物性。目前有些电子布厂家拿着处理剂厂家的建议配方直接去使用，没有结合生产环境进行深入研究和优化处理，导致不能完全发挥出其效果。

通过调整处理剂配方，我公司有效改善了电子布处理液的表面张力及润湿能力，并成功解决了某高端客户存在的板材白边角和耐热性差的问题，同时在某些方面超过了同行B布，并且最近在薄布方面也通过了该客户的评估和批量使用，开拓了该高端环氧/酚醛胶系的商机。

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Research on the new coupling agent of E-Glass fabric

LIU Wen-ke PENG Feng

Fuzz, resin-limpregnation and PCT of “E”-Glass fabric has become the most concern in CCL; Silane coupling agent is a kind of organosilicon compounds containing both carbon functional group and silicon functional group; By adjusting the formula, we improved the silane surface tension and wettability, and successfully solved the white corner and PCT in our high-end customer.

E-Glass Fabric; CCL; Silane Coupling Agent; Epoxy/Phenolic Resin; PCT

TN41

A

1009-0096（2015）02-0021-03