Адгезивная композиция и адгезивная лента
Настоящее изобретение относится к теплопроводной адгезивной композиции и к чувствительной к давлению адгезивной ленте, содержащей эту композицию, используемых для соединения компонентов в электрических и электронных изделиях. Теплопроводная адгезивная композиция содержит исходя из общей массы композиции: (а) 5-70% по массе эпоксидного компонента; (b) 5-60% по массе теплопроводного материала, выбранного из нитрида бора, гидроксида алюминия или их комбинаций; (с) 0,001-10% по массе фотоинициатора, который включает смесь солей триарилсульфоний гексафторфосфата; (d) 0-40% по массе термопластичного полимера; (е) 0-50% по массе гидроксил-функционального компонента; и (f) 0-50% по массе свободного от галогенов замедлителя горения. Изобретение обеспечивает сбалансированное сочетание высокой прочности соединения и высокой теплопроводности, а также замедление горения и высокую электрическую изоляцию. 2 н. и 11 з.п.ф-лы, 3 ил., 2 табл., 9 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к адгезивной композиции и адгезивной ленте. В частности, настоящее изобретение относится к теплопроводной чувствительной к давлению адгезивной композиции и теплопроводной чувствительной к давлению адгезивной ленте с превосходной прочностью соединения и высокой теплопроводностью.
Уровень техники
Быстрое развитие электронной продукции и индустрии товаров вызвало огромную потребность в дружественных к пользователю разделительных связующих материалах. В обычном способе в данной области техники, теплопроводный разделительный материал должен быть использован вместе с механическим соединением таким образом, чтобы соединить компоненты в электрических и электронных изделиях. В частности, отверстия должны быть просверлены в чипах и радиаторах. Дополнительно, винты, шайбы, колпачковые гайки, а также термопаста необходимы, и они связаны с очень сложным, затратным и длительным подходом.
Существует потребность в дружественной к пользователю разделительной адгезивной ленте, чтобы заменить механические болты, используемые в обычном способе для соединения двух компонентов в электрических и электронных изделиях. Прочность соединения ленты очень важна для достижения долгосрочной стабильной фиксации компонентов в изделии. Для использования в электрических и электронных изделиях, лента должна также обеспечить эффективное рассеивание тепла.
Таким образом, существует потребность в адгезивной ленте, обеспечивающей превосходную прочность соединения и высокую теплопроводность, которую может быть удобно использовать для соединения компонентов в электрических и электронных изделиях, с тем, чтобы предложить «безальтернативное и простое решение» для клиентов.
Сущность изобретения
Данная заявка представляет теплопроводную чувствительную к давлению адгезивную ленту, которая может быть использована для соединения компонентов в электрических и электронных изделиях простым, эффективным и малозатратным способом, без использования каких-либо механических средств присоединения, и может одновременно обеспечить сбалансированное сочетание высокой прочности соединения и высокой теплопроводности, а также свойства свободного от галогенов замедлителя горения и высокую электрическую изоляцию, если это необходимо. Данная заявка дополнительно обеспечивает теплопроводную чувствительную к давлению адгезивную композицию, приемлемую для получения теплопроводной чувствительной к давлению адгезивной ленты.
Один вариант осуществления представляет теплопроводную чувствительную к давлению адгезивную композицию, содержащую, исходя из общей массы композиции:
(a) 5-70% по массе эпоксидного компонента;
(b) 5-60% по массе теплопроводного материала;
(c) 0,001-10% по массе фотоинициатора;
(d) 0-40% по массе термопластичного полимера;
(e) 0-50% по массе гидроксил-функционального компонента; и
(f) 0-50% по массе свободного от галогенов замедлителя горения.
Другой вариант осуществления представляет теплопроводную чувствительную к давлению адгезивную ленту, содержащую:
(i) защитный слой; и
(ii) теплопроводный чувствительный к давлению адгезивный слой, обеспеченный на, по меньшей мере, одной стороне защитного слоя, содержащий, исходя из общей массы адгезивного слоя:
(a) 5-70% по массе эпоксидного компонента;
(b) 5-60% по массе теплопроводного материала;
(c) 0,001-10% по массе фотоинициатора;
(d) 0-40% по массе термопластичного полимера;
(e) 0-50% по массе гидроксил-функционального компонента; и
(f) 0-50% по массе свободного от галогенов замедлителя горения.
Вышеуказанные и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания вариантов осуществления и прилагаемой формулы настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение дополнительно описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 представляет собой вид в поперечном разрезе адгезивной пленочной ленты в одном варианте осуществления;
Фиг. 2 представляет собой вид в поперечном разрезе адгезивной ленты с двойным покрытием в другом варианте осуществления; и
Фиг. 3 представляет собой вид в поперечном разрезе адгезивной ленты с одинарным покрытием в другом варианте осуществления.
Подробное описание изобретения
Теплопроводные чувствительные к давлению адгезивные ленты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения имеют превосходную адгезионную прочность, высокую теплопроводность и свойства свободного от галогенов замедлителя горения, которые могут быть с успехом применены к различным прилипающим поверхностям, например электрических и электронных изделий. В некоторых вариантах осуществления, теплопроводная чувствительная к давлению адгезивная лента в соответствии с настоящим изобретением, при применении к электрическим и электронным изделиям, может быть в достаточной степени присоединена без использования каких-либо механических средств присоединения. В некоторых вариантах осуществления, теплопроводная чувствительная к давлению адгезивная лента в соответствии с настоящим изобретением может одновременно обеспечивать превосходную прочность соединения (в терминах крутящего усилия 6 кгф см или более), высокую теплопроводность (0,6 Вт/м⋅К или более) и свойства свободного от галогенов замедлителя горения (NHFR) (UL94-V0 рейтинг).
В одном варианте осуществления, представлена теплопроводная адгезивная композиция, которая, исходя из общей массы композиции, содержит:
(a) 5-70% по массе эпоксидного компонента;
(b) 5-60% по массе теплопроводного материала;
(c) 0,001-10% по массе фотоинициатора;
(d) 0-40% по массе термопластичного полимера;
(e) 0-50% по массе гидроксил-функционального компонента; и
(f) 0-50% по массе свободного от галогенов замедлителя горения.
В другом варианте осуществления, представлена теплопроводная адгезивная композиция, которая, исходя из общей массы композиции, содержит:
(a) 5-60% по массе эпоксидного компонента;
(b) 10-50% по массе теплопроводного материала;
(c) 0,1-8% по массе фотоинициатора;
(d) 1-40% по массе термопластичного полимера;
(e) 0-20% по массе гидроксил-функционального компонента; и
(f) 0-40% по массе свободного от галогенов замедлителя горения.
В еще одном варианте осуществления, представлена теплопроводная адгезивная композиция, которая, исходя из общей массы композиции, содержит:
(a) 10-50% по массе эпоксидного компонента;
(b) 15-40% по массе теплопроводного материала;
(c) 0,1-6% по массе фотоинициатора;
(d) 2-30% по массе термопластичного полимера;
(e) 0-10% по массе гидроксил-функционального компонента; и
(f) 0-30% по массе свободного от галогенов замедлителя горения.
В еще одном варианте осуществления, представлена теплопроводная адгезивная композиция, которая, исходя из общей массы композиции, содержит:
(a) 15-45% по массе эпоксидного компонента;
(b) 20-40% по массе теплопроводного материала;
(c) 0,5-4% по массе фотоинициатора;
(d) 5-25% по массе термопластичного полимера;
(e) 1-5% по массе гидроксил-функционального компонента; и
(f) 1-25% по массе свободного от галогенов замедлителя горения.
Другой вариант осуществления настоящего изобретения представляет теплопроводную чувствительную к давлению адгезивную ленту, содержащую:
(i) защитный слой, и
(ii) теплопроводный чувствительный к давлению адгезивный слой, содержащий теплопроводную адгезивную композицию, представленную выше, в любом из вариантов осуществления настоящего изобретения и обеспеченную, по меньшей мере, на одной стороне защитного слоя.
Разнообразные материалы могут быть использованы в теплопроводной чувствительной к давлению адгезивной композиции и теплопроводной чувствительной к давлению адгезивной ленте в соответствии с настоящим изобретением. Ниже приводится описание материалов, приемлемых для использования в настоящем изобретении.
Все части, процентные содержания, концентрации и т.д., используемые в данной заявке, основаны на массе, если не указано иное.
Все количества компонентов основаны на общей массе композиции или адгезивного слоя в ленте, если не указано иное.
А. Эпоксидный компонент
Эпоксидный компонент в данной заявке содержит одну или более из эпоксидных смол и/или мономеров, и используется для формирования адгезивной структурной конструкции.
Эпоксидные смолы, используемые в настоящем изобретении, могут быть любым органическим соединением, имеющим, по меньшей мере, один оксирановый цикл, которое полимеризуется путем реакции раскрытия цикла. Такие материалы, также известные как эпоксиды, включают как мономерные, так и полимерные эпоксиды и могут быть, например, алифатическими, алициклическими, гетероциклическими, циклоалифатическими или ароматическими и дополнительно могут быть их комбинациями. Жидкую эпоксидную смолу с низкой Tg предпочтительно используют таким образом, чтобы обеспечить адгезивную композицию с хорошей клейкостью и адгезией при комнатной температуре. А именно, для настоящего изобретения предпочтительно выбирают эпоксидную смолу с Tg ниже комнатной температуры. Полимерные эпоксиды включают, но не ограничиваются приведенным, линейные полимеры, содержащие концевые эпоксигруппы (например, диглицидиловый эфир полиоксиалкиленгликоля), полимеры, содержащие скелетные оксирановые звенья (например, полибутадиен полиэпоксид) и полимеры, содержащие подвешенные эпоксигруппы (например, глицидилметакрилатный полимер или сополимер). Средневесовая молекулярная масса эпоксидной смолы может изменяться от приблизительно 100 до приблизительно 5000, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 300 до приблизительно 4000 и наиболее предпочтительно в диапазоне от приблизительно 500 до приблизительно 3000.
Эпоксидный компонент, используемый в настоящем изобретении, желательно содержит одну или более эпоксидных смол, имеющих эпоксидную эквивалентную массу от приблизительно 80 г/экв до приблизительно 1000 г/экв, более желательно от приблизительно 100 г/экв до приблизительно 800 г/экв, и еще более желательно от приблизительно 100 г/экв до приблизительно 400 г/экв. В одном варианте осуществления, эпоксидный компонент в настоящем изобретении содержит две или более эпоксидные смолы с различными эпоксидными эквивалентными массами.
Приемлемые эпоксидные смолы для использования в настоящем изобретении, включают, но не ограничиваются приведенным, ароматические эпоксидные соединения, алициклические эпоксидные соединения и алифатические эпоксидные соединения.
Ароматические эпоксидные соединения включают глицидиловые эфиры многоатомных фенолов, например, гидрохинон, резорцин, бисфенол А, бисфенол F, 4,4'-дигидроксибифенил, новолак и тетрабромбисфенол А.
Алициклические эпоксидные соединения включают полиглицидиловые эфиры многоатомных спиртов, имеющие, по меньшей мере, один алициклический цикл и циклогексен оксид- или циклопентен оксид-содержащие соединения, полученные путем эпоксидирования соединений, содержащих циклогексеновый цикл или циклопентеновый цикл с окислителем.
Конкретные примеры представляют собой гидрированный бисфенол А диглицидиловый эфир, такой как (3,4-эпоксициклогексил)метил 3,4-эпокси-циклогексилкарбоксилат, 3,4-эпокси-1-метилциклогексил 3,4-эпокси-1-метилгексанкарбоксилат, (6-метил-3,4-эпоксициклогексил)метил 6-метил-3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат, (3,4-эпокси-3-метилциклогексил)метил 3,4-эпокси-3-метилциклогексанкарбоксилат, (3,4-эпокси-5-метилциклогексил)метил 3,4-эпокси-5-метилциклогексанкарбоксилат, бис(3,4-эпоксициклогексилметил)адипат, метиленбис(3,4-эпоксициклогексан), 2,2-бис(3,4-эпоксициклогексил)пропан, дициклопентадиендиэпоксид, этиленбис(3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат), диоктилэпоксигексагидрофталат и ди-2-этилгексилэпоксигексагидрофталат.
Алифатические эпоксидные соединения включают полиглицидиловые эфиры алифатических многоатомных спиртов или их аллилен оксидные аддукты; полиглицидиловые сложные эфиры алифатических длинноцепочечных многоосновных кислот; гомополимеры, синтезированные виниловой полимеризацией глицидилакрилата или глицидилметакрилата; и сополимеры, синтезированные виниловой полимеризацией глицидилакрилата или глицидилметакрилата и других виниловых мономеров. Типичные примеры включают глицидиловые эфиры многоатомных спиртов, такие как 1,4-бутандиолдиглицидиловый эфир, 1,6-гександиолдиглицидиловый эфир, глицерин триглицидиловый эфир, триметилолпропан триглицидиловый эфир, сорбит тетраглицидиловый эфир, дипентаэритрит гексаглицидиловый эфир, полиэтиленгликоль диглицидиловый эфир и полипропиленгликоль диглицидиловый эфир; полиэфирный полиол полиглицидиловые эфиры, полученные путем добавления одного или более алкиленоксидов к алифатическим многоатомным спиртам, таким как пропиленгликоль, триметилолпропан и глицерин; и диглицидиловые сложные эфиры алифатических длинноцепочечных двухосновных кислот. Также включены моноглицидиловые эфиры алифатических высших спиртов, моноглицидиловые эфиры фенола, крезола, бутилфенола или их полиэфирный спирт, полученный добавлением алкиленоксида, глицидиловых сложных эфиров высших жирных кислот, эпоксидированного соевого масла, октилэпоксистеарата, бутилэпоксистеарата и эпоксидированного полибутадиена.
Эпоксидный компонент в соответствии с настоящим изобретением содержит одну или более эпоксидных смол, выбранных из вышеописанных полиэпоксидных соединений.
Ряд коммерчески доступных эпоксидных смол может быть использован в настоящем изобретении. Эпоксиды, которые легко доступны, включают, но не ограничиваются приведенным, такие как дифенол пропан эпоксидную смолу 618/0164Е, 163, доступную от Blue Star Materials Company, China, бисфенолпропан эпоксидную смолу CYD128, доступную от Baling Petrochemical Corp., China, и 850, коммерчески доступную от компании DIC, China; фенольную эпоксидную смолу F44, F48, F51, коммерчески доступную от компании Blue Star Materials, China.
Эпоксидный компонент, используемый в настоящем изобретении, может содержать одну или более эпоксидных смол в количестве, которое изменяется в зависимости от желаемых свойств адгезивной композиции или ленты. Желательно, эпоксидный компонент присутствует в количестве до приблизительно 70 массовых процентов, более предпочтительно до приблизительно 60 массовых процентов, еще более предпочтительно до приблизительно 50 массовых процентов и наиболее предпочтительно до приблизительно 45 массовых процентов, исходя из общей массы адгезивной композиции или адгезивного слоя адгезивной ленты. Более желательно, эпоксидный компонент присутствует в количестве более, чем приблизительно 5 массовых процентов, более предпочтительно выше, чем приблизительно 10 массовых процентов, еще более предпочтительно выше, чем приблизительно 15 массовых процентов, исходя из общей массы адгезивной композиции или адгезивного слоя адгезивной ленты. Еще более желательно, эпоксидный компонент присутствует в количестве от приблизительно 5 массовых процентов до приблизительно 70 массовых процентов, предпочтительно от приблизительно 5 массовых процентов до приблизительно 60 массовых процентов, еще более предпочтительно от приблизительно 10 массовых процентов до приблизительно 50 массовых процентов, и наиболее предпочтительно от приблизительно 15 массовых процентов до приблизительно 45 массовых процентов, исходя из общей массы адгезивной композиции или адгезивного слоя адгезивной ленты.
В одном варианте осуществления, используется YD128, коммерчески доступный от Kukdo Chemical (Kunshan) Co. Ltd., China. YD128 имеет эпоксидную эквивалентную массу приблизительно 187 и является жидкостью при комнатной температуре и атмосферном давлении.
В. Теплопроводный материал
Композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит теплопроводные материалы, такие как теплопроводные наполнители. Электрически изолирующий, теплопроводный наполнитель предпочтительно используют для получения высоких электрически изолирующих свойств в дополнение к теплопроводным свойствам. Приемлемые материалы включают, но не ограничиваются приведенным, керамики, оксиды металлов, нитриды металлов и гидроксиды металлов, например, Al(ОН)3, BN, SiC, AlN, Al2O3, Si3N4, и тому подобное. Теплопроводный материал предпочтительно имеет теплопроводность 100 Вт/м⋅К или более. Эти материалы могут быть использованы по отдельности или в комбинации двух или более из них. Количество теплопроводного материала находится в диапазоне приблизительно 5-60 мас. %, предпочтительно приблизительно 10-50 мас. %, еще более предпочтительно приблизительно 15-40 мас. %, и наиболее предпочтительно приблизительно 20-40 мас. %, исходя из 100 мас. % общей массы композиции или адгезивного слоя, с учетом баланса между желаемой теплопроводностью и приемлемой когезией адгезивной композиции.
Наполнители с различными размерами частиц могут быть использованы одновременно в комбинации. Предпочтительный средний размер частиц находится в диапазоне приблизительно 0,01-50 мкм, в зависимости от толщины слоя. Адгезив или лента в соответствии с настоящим изобретением могут быть выполнены в виде изделия с толщиной 10~500 мкм, предпочтительно 30~300 мкм для применения присоединения чувствительного к давлению адгезива. Размер теплопроводного наполнителя будет равен или менее, чем толщина сухого адгезивного слоя, который является с одним покрытием или прикреплен, или расположен с помощью любых технических средств на защитном слое.
Для улучшения когезии слоя, может быть использован теплопроводный наполнитель, который был поверхностно-обработан силаном, титанатом или тому подобное. Примеры приемлемых теплопроводных наполнителей включают, но не ограничиваются приведенным, нитрид бора (BN) и тригидрат алюминия (ATH). В некоторых вариантах осуществления, предпочтительно используют BN наполнители с различными размерами частиц. Примеры коммерчески доступных теплопроводных наполнителей, приемлемых для настоящего изобретения, включают, но не ограничиваются приведенным, наполнители на основе нитрида бора CF200, CF100 и CF300, коммерчески доступные от Yingkou Pengda Chemical Material Company, China, или Momentive Company, China.
Например, используют теплопроводный материал, содержащий BN порошок, CF200, со средним размером частиц 8-15 мкм, распределение размеров: 4,45 мкм<25 мас. %, 7,3 мкм<50 мас. %, 10,5 мкм<75 мас. %, 13,4 мкм<90 мас. %, площадь поверхности 3-5 м2/г, насыпная плотность 0,35 г/куб.см, от Yingkou Pengda Chemical Material Company, China.
В другом варианте осуществления, используют теплопроводный материал, содержащий гидрат металла, например, гидроксид алюминия (АТН), со средним размером частиц 5-10 мкм; D10/D90: 1/15 мкм, от Suzhou Ruifeng Material Company, China.
Предпочтительный материал, используемый в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения представляет собой гидрат алюминия.
С. Фотоинициатор
Адгезивная композиция или лента в соответствии с настоящим изобретением также содержит эффективное количество компонента фотоинициатора в качестве отверждающего агента для поперечной сшивки чувствительного к давлению адгезива. Фотоинициаторы для использования в настоящем изобретении желательно активируются фотохимическими средствами, такими как актиничное излучение (т.е. излучение, имеющее длину волны в ультрафиолетовом или видимом диапазоне электромагнитного спектра) или электронным пучком. По сравнению с тепловым инициированием, фотоинициирование является гораздо более эффективным с точки зрения потребления энергии.
Исходя из общей массы композиции или адгезивного слоя, фотоинициатор присутствует в количестве приблизительно 0,001-10% по массе, предпочтительно приблизительно 0,1-8% по массе, еще более предпочтительно приблизительно 0,1-6% по массе, и наиболее предпочтительно приблизительно 0,5-4% по массе. Количество фотоинициатора, используемого в данной заявке, может зависеть от источника света и от степени воздействия. Желательно, чтобы один или более фотоинициаторов могли присутствовать в количестве до приблизительно 10 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Более желательно, чтобы один или более фотоинициаторов могли присутствовать в количестве до приблизительно 8 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Еще более желательно, чтобы один или более фотоинициаторов могли присутствовать в количестве до приблизительно 6 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Еще более желательно, чтобы один или более фотоинициаторов могли присутствовать в количестве до приблизительно 4 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Желательно, чтобы один или более фотоинициаторов могли присутствовать в количестве более, чем приблизительно 0,001 массового процента, исходя из общей массы композиции. Более желательно, чтобы один или более фотоинициаторов могли присутствовать в количестве более, чем приблизительно 0,1 массового процента, исходя из общей массы композиции. Еще более желательно, чтобы один или более фотоинициаторов могли присутствовать в количестве более, чем приблизительно 0,5 массового процента, исходя из общей массы композиции. В одном варианте осуществления, один или более фотоинициаторов могут присутствовать в количестве от приблизительно 0,001 массового процента до приблизительно 10 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. В другом варианте осуществления, один или более фотоинициаторов могут присутствовать в количестве от приблизительно 0,1 массового процента до приблизительно 8 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. В еще одном варианте осуществления, один или более фотоинициаторов могут присутствовать в количестве от приблизительно 0,1 массового процента до приблизительно 6 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. В еще одном варианте осуществления, один или более фотоинициаторов могут присутствовать в количестве от приблизительно 0,5 массового процента до приблизительно 4 массовых процентов, исходя из общей массы композиции.
Фотоинициатор, используемый в настоящем изобретении, может быть любым приемлемым фотоинициатором, таким как радикальный фотоинициатор или катионный фотоинициатор. В частности, различные фотоинициаторы могут быть использованы в комбинации, например, радикальный фотоинициатор может быть использован вместе с катионным фотоинициатором. Примеры фотоинициаторов могут включать фотоинициаторы, содержащие α-аминокетоновую группу, фотоинициаторы, содержащие бензилкеталевую группу, фотоинициаторы, содержащие бензофеноновую группу, или фотоинициаторы типа арилиодониевых солей, фотоинициаторы типа арилсульфониевых солей, фотоинициаторы типа алкилсульфониевых солей, соединения типа ароматических солей железа, ацилированную сульфонилмочевину - кислородный радикал - кетоны и т.п., или их смесь. Предпочтительно, используют фотоинициаторы типа ониевых солей, такие как иодониевые и сульфониевые комплексные соли. Фотоинициатор может иметь температуру плавления выше 70°C. Фотоинициатор с более высокой температурой плавления предпочтительно используют в целях получения более высокой термостойкости изделий в соответствии с настоящим изобретением. Различные фотоинициаторы могут быть добавлены по отдельности или одновременно в виде смеси в композицию.
Приемлемые коммерчески доступные фотоинициаторы включают, но не ограничиваются приведенным, ТРО (2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфин оксид), доступный от Shanghai Н&С Fine Chemical Co. Ltd., China, 1107 (2-метил-1-(4-метилтио)фенил-2-морфолинопропан-1-он), доступный от Guangzhou Topwork Chemical Company, China; 184 (1-гидрокси-циклогексил-фенил-кетон), доступный от Shanghai H&C Fine Chemical Co., Ltd, China, 1105, 2-изопропил тиоксантон (смесь с 4-изомером) и DETX, 2,4-диэтил тиоксантон, доступный от Shanghai Н&С Fine Chemical Co. Ltd., China.
Катионный фотоинициатор 1190, используется, по меньшей мере, в одном варианте осуществления настоящего изобретения. 1190 представляет собой новую смесь триарилсульфоний гексафторфосфатных солей, состоящих из бис(4-(дифенилсульфонио)фенил)сульфид бис(гексафторфосфата) и дифенил(4-фенилтио)фенилсульфоний гексафторфосфата, для катионного отверждения эпоксидной смолы, оксетана и композиций винилового эфира, коммерчески доступный от IGM Resins, China.
D. Термопластичный полимер
Адгезивная композиция и лента в соответствии с настоящим изобретением могут содержать термопластичный полимер для облегчения процесса нанесения покрытия и формирования адгезивной пленки. Термопластичный полимер должен иметь хорошую совместимость с эпоксидной смолой, используемой в композиции в соответствии с настоящим изобретением. Термопластичный полимер, используемый в данной заявке, предпочтительно имеет вязкость по Муни при 100°C в диапазоне 10~100, предпочтительно 10~70, с тем чтобы обеспечить хорошее свойство и надлежащую молекулярную массу, которые необходимы в процессе нанесения покрытия и формирования адгезивной пленки. Если молекулярная масса термопластичного полимера является слишком низкой, полимер не имеет приемлемой когезии для формирования пленки покрытия. С другой стороны, если молекулярная масса термопластичного полимера является слишком высокой, то не легко растворить полимер в растворителях для процесса нанесения покрытия.
Термопластичные полимеры, приемлемые для использования в настоящем изобретении, специально не ограничиваются, и термопластичная полимерная смола, которая обычно используется в качестве адгезива в известном уровне техники, может быть использована без ограничений. Примеры термопластичных полимеров, приемлемых для настоящего изобретения, включают, но не ограничиваются приведенным, сополимеры этилена и винилацетата, акриловые полимерные смолы, эпоксимодифицированные акриловые полимерные смолы и тому подобное.
Предпочтительно, может быть использован компонент сополимера этилена и винилацетата, содержащий один или более сополимеров этилена и винилацетата. Содержание винилацетата в сополимере может изменяться от приблизительно 1 до приблизительно 99 мас. %, предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 90 мас. %.
Акриловые полимеры, приемлемые для использования в настоящем изобретении, специально не ограничиваются, и любая акриловая полимерная смола, используемая в качестве адгезива в известном уровне техники, может быть использована без ограничений. Основной полимер, используемый в адгезивной композиции, может быть получен либо полимеризацией, прежде чем использоваться в настоящем изобретении, или с помощью процесса УФ- полимеризации в процессе смешивания с другими материалами.
Предпочтительные примеры акриловой полимерной смолы включают полимеры, образованные путем сополимеризации мономера сложного эфира (мет)акриловой кислоты, содержащего алкильную группу из 1-12 атомов углерода с полярным мономером, приемлемым для сополимеризации с мономером сложного эфира (мет)акриловой кислоты.
Примеры мономера сложного эфира (мет)акриловой кислоты, содержащего алкильную группу из 1-12 атомов углерода, включают, но не ограничиваются приведенным, бутил(мет)акрилат, гексил(мет)акрилат, н-октил(мет)акрилат, изооктил(мет)акрилат, 2-этилгексил(мет)акрилат или изононил(мет)акрилат.
Примеры полярного мономера, сополимеризуемого с мономером сложного эфира (мет)акриловой кислоты, включают, но не ограничиваются приведенным, содержащие карбоксильную группу мономеры, такие как (мет)акриловая кислота, малеиновая кислота и фумаровая кислота, или азотсодержащие мономеры, такие как N-винилпирролидон и акриламид и т.п. Эти полярные мономеры могут действовать, чтобы обеспечить свойство когезии адгезива и улучшить прочность адгезии.
Содержание полярного мономера и мономера сложного эфира (мет)акриловой кислоты, специально не ограничено и количество полярного мономера, составляет предпочтительно приблизительно 1-20 мас. %, исходя из общей массы всех мономеров.
Молекулярная масса акрилового полимера также конкретно не ограничена. Акриловый полимер с ГУ (характеристическая вязкость) >0,8 и предпочтительно >1,0 и температурой стеклования приблизительно -30° или ниже, предпочтительно используется в настоящем изобретении.
Конкретные примеры акрилового полимера, приемлемого для использования в настоящем изобретении, являются теми, которые доступны под торговыми марками МОП, SM30, М029 и М027, коммерчески доступны от Eternal Chemical Company в Китае. Содержание акрилового основного полимера в общей композиции составляет от приблизительно 15 до 60 массовых %, более предпочтительно от приблизительно 20 до 50 массовых %, исходя из 100 мас. % от общей массы композиции.
Одним из примеров сополимера этилена и винилацетата (EVA) является LEVAPREN 800 HV, доступный от Lanxess Company, Germany, который имеет содержание винилацетата 80 мас. %, и вязкость по Муни при 100°C 28.
Исходя из общей массы композиции или адгезивного слоя, термопластичный полимер может присутствовать в количестве приблизительно 0-40 мас. %, более предпочтительно приблизительно 0-30 мас. % и наиболее предпочтительно приблизительно 0-20 мас. %. Количество термопластичного полимера, используемого в данной заявке, может влиять на формирование пленки композиции. Желательно, чтобы термопластичный полимер мог присутствовать в количестве до приблизительно 40 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Более желательно, чтобы термопластичный полимер мог присутствовать в количестве до приблизительно 30 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Еще более желательно, чтобы термопластичный полимер мог присутствовать в количестве до приблизительно 25 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Наиболее желательно, чтобы термопластичный полимер мог присутствовать в количестве до приблизительно 20 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Желательно, чтобы термопластичный полимер мог присутствовать в количестве более чем приблизительно 1 массовый процент, исходя из общей массы композиции. Более желательно, чтобы термопластичный полимер мог присутствовать в количестве более чем приблизительно 2 массовых процента, исходя из общей массы композиции. Еще более желательно, чтобы термопластичный полимер мог присутствовать в количестве более чем приблизительно 5 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. В одном варианте осуществления, термопластичный полимер присутствует в количестве от приблизительно 0 массовых процентов до приблизительно 40 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. В другом варианте осуществления, термопластичный полимер присутствует в количестве от приблизительно 1 массового процента до приблизительно 40 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. В еще одном варианте осуществления, термопластичный полимер присутствует в количестве от приблизительно 2 массовых процентов до приблизительно 30 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. В еще одном варианте осуществления, термопластичный полимер присутствует в количестве от приблизительно 5 массовых процентов до приблизительно 25 массовых процентов, исходя из общей массы композиции.
Е. Гидроксил-функциональный компонент
Композиция может дополнительно содержать 0-50% по массе гидроксил-функционального компонента, например полиола. Гидроксил-функциональный компонент может способствовать воздействию фотоинициатора. Реакция может протекать более эффективно, даже без дальнейшего воздействия света.
Полиолы, приемлемые для использования в настоящем изобретении, конкретно не ограничены, и могут содержать одно или более гидроксил-содержащих соединений, имеющих гидроксильную функциональную группу, по меньшей мере, приблизительно 1. Коммерчески доступные примеры полиолов включают DL-400, DL-1000D, DL-2000D, EP-330N, РОР-36 и РОР-28, доступные от компании Shandong Blue Star, China и все эти полиолы также доступны от Shanghai Xiangkang Chemical Company, China.
При использовании полиола, могут быть получены три-функциональные форполимеры, которые обеспечивают превосходные характеристики отверждения. Полученная система может быть либо однопакетной (влажное отверждение) или двухпакетной (катализируемой) системой.
В одном варианте осуществления, используется VORANOL 2070 полиол, доступный от DOW Chemical, USA, который является полиэфиртриолом со средней реакционной способностью, имеющим молекулярную массу 700.
Исходя из общей массы композиции или адгезивного слоя, гидроксил-функциональный компонент может присутствовать в количестве приблизительно 0-50% по массе, предпочтительно приблизительно 0-40 мас. %, более предпочтительно приблизительно 0-20 мас. %, даже более предпочтительно 0-10 мас. %, более предпочтительно приблизительно 0,5-8 мас. % и наиболее предпочтительно приблизительно 1-5 мас. %. Желательно, чтобы гидроксил-функциональный компонент мог присутствовать в количестве до приблизительно 50 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Более желательно, чтобы гидроксил-функциональный компонент мог присутствовать в количестве до приблизительно 20 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Еще более предпочтительно, чтобы гидроксил-функциональный компонент мог присутствовать в количестве до приблизительно 10 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Кроме того, желательно, чтобы гидроксил-функциональный компонент мог присутствовать в количестве до приблизительно 8 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Наиболее желательно, чтобы гидроксил-функциональный компонент мог присутствовать в количестве до приблизительно 5 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Желательно, чтобы гидроксил-функциональный компонент мог присутствовать в количестве более чем приблизительно 0,1 массового процента, исходя из общей массы композиции. Более желательно, чтобы гидроксил-функциональный компонент мог присутствовать в количестве более, чем приблизительно 0,5 массового процента, исходя из общей массы композиции. Еще более желательно, чтобы гидроксил-функциональный компонент мог присутствовать в количестве более, чем приблизительно 1 массовый процент, исходя из общей массы композиции. Более желательно, чтобы гидроксил-функциональный компонент мог присутствовать в количестве более чем приблизительно 2 массовых процентов, исходя из общей массы композиции. Наиболее желательно, чтобы гидроксил-функциональный компонент мог присутствовать в количестве более, чем приблизительно 3 массовых процента, исходя из общей массы композиции. В некоторых вариантах осуществления, гидроксил-функциональный компонент может присутствовать в количестве от приблизительно 0 массовых процентов до приблизительно 50 массовых процентов, предпочтительно приблизительно 0,1-20% по массе, и наиболее предпочтительно приблизительно 0,5-8% по массе, исходя из общей массы композиции.
F. Свободный от галогенов замедлитель горения
Свободный от галогенов замедлитель горения может быть выбран из группы, состоящей из замедлителей горения на основе азотсодержащих соединений, замедлителей горения на основе графитового материала, замедлителей горения на основе меламин цианурата, замедлителей горения на основе гидроксидов металлов, замедлителей горения на основе оксидов металлов, замедлителей горения на основе фосфатов металлов, замедлителей горения на основе боратов металлов и замедлителей горения на фосфаторганической основе. Приемлемые примеры включают, но не ограничиваясь приведенным, МРР (меламинполифосфат), Mg(OH)2, Al(ОН)3, борат цинка, АРР (полифосфат аммония), DMMP (диметилметилфосфонат), ТРР (трифенилфосфат), фосфат цинка, МСА (меламинцианурат), MP (меламин фосфат), DOPO (9,10-дигидро-9-окса-10-фосфафенантрен 10-оксид), и т.д.
Замедлители горения на основе фосфора имеют высокую эффективность замедления горения, которую желательно использовать в настоящем изобретении. Водосодержащие соединения металлов предпочтительно выбирают для использования вместе с фосфорсодержащей солью из-за хорошего эффекта их синергии с соединениями фосфора и хорошей теплопроводности. Примеры водосодержащих соединений металлов включают Al(ОН)3, Mg(OH)2, и т.д.
Примеры замедлителей горения на фосфорорганической основе включают, но не ограничиваются приведенным, органофосфаты и фосфорорганические соли. Например, была использована фосфорорганическая соль, ОР935, коммерчески доступная от Clariant Chemicals Company, China с высоким содержанием фосфора, 23-24 мас. %, в наполнителе твердого типа.
Для того, чтобы избежать снижения прочности соединения адгезива, что может быть вызвано замедлителями горения типа наполнителя, авторы настоящего изобретения обнаружили, что несколько различных типов замедлителей горения могут быть добавлены вместе. Большая синергия между различными типами замедлителей горения была неожиданно достигнута, в полной мере, чтобы уменьшить объем использования и получить высокую прочность соединения.
В некоторых вариантах осуществления, материал замедлителя горения на основе гидроксида металла предпочтительно выбирают так, чтобы быть использованным с фосфорной солью, поскольку она обеспечивает хороший эффект синергии с соединениями фосфора и дополнительно обеспечивает хорошую теплопроводность. Могут быть использованы Mg(OH)2, Al(ОН)3, предпочтительно Al(ОН)3, например, АТН, коммерчески доступный от Xusen Company, China.
В некоторых вариантах осуществления, материал замедлителя горения на основе бората металла и/или фосфата металла, такого как борат цинка или фосфат цинка, добавляют из-за их хорошей синергии с ОР935 и АТН. Борат цинка предпочтительно используют.Борат цинка доступен от, например, Xusen Company, China.
В некоторых вариантах осуществления, фосфаторганический материал замедлителя горения, такой как Р30, доступный от Chengzaicheng Company, China, жидкий замедляющий горение полимер, смесь трифенилфосфата (CAS: 115-86-6) с ароматическим фосфатным сложным эфиром, содержание фосфора 8-9 мас. %, добавляют для повышения свойства клейкости адгезивной композиции, не вызывая потерю огнестойкости.
В некоторых других вариантах осуществления, используют замедлитель горения, ОР935, порошковый материал фосфорорганической соли, с содержанием фосфора 23-24 мас. %, размер частиц D95<10 мкм, плотность 1,2 г/см3, температура разложения >300°C, от Clariant Chemicals Company, India.
Все замедлители горения добавляют в количестве в диапазоне приблизительно 0-50 мас. %, предпочтительно приблизительно 0-40 мас. %, более предпочтительно приблизительно 0-30 мас. %, и наиболее предпочтительно приблизительно 1-25 мас. %, исходя из 100 мас. % от общей массы композиции.
G. Необязательные компоненты
Композиции и ленты, в соответствии с настоящим изобретением, могут также содержать добавки, такие как вещества для повышения клейкости, антиоксиданты, связующие агенты, загустители, дополнительные замедлители горения, противопенные агенты, пигменты, поверхностно-активные вещества, модификаторы поверхности и т.п., в количестве приблизительно 0-5 мас. %, более предпочтительно 0-3 мас. %, еще более предпочтительно 0,1-2 мас. %, и наиболее предпочтительно 0,2-1 мас. %, исходя из общей массы композиции, чтобы обеспечить композиции и ленты с предпочтительными физическими свойствами в зависимости от их использования.
Для того чтобы получить высокую прочность соединения, повышающую клейкость смолу предпочтительно используют в некоторых вариантах осуществления адгезивной композиции в соответствии с настоящим изобретением. Предпочтительные вещества для повышения клейкости включают один или более типов, выбранных из группы, состоящей из терпенфенольной смолы, канифольной сложноэфирной смолы и тому подобное. Предпочтительные вещества для повышения клейкости являются теми, которые имеют различные температуры размягчения, которые могут обеспечить адгезивную композицию с хорошей клейкостью и адгезивностью. Примеры приемлемых веществ для повышения клейкости включают, но не ограничиваются приведенным, ТР2040, GAAT, GA90A, которые доступны от Arizona Chemical, USA, Arizona Chemical, USA и Wu Zhou Sun Shine Company, China, соответственно.
Примеры связующих агентов представляют собой силановые связующие агенты и органические титанатные связующие агенты. Например, А171 от Dow Corning, USA применим в настоящем изобретении.
Композиция может дополнительно содержать растворитель. Количество растворителя может изменяться в широком диапазоне. В некоторых вариантах осуществления, растворитель может присутствовать в количестве до приблизительно 70 мас. %, или до приблизительно 60 мас. %, или до приблизительно 50 мас. %, или до приблизительно 40 мас. %, исходя из общей массы композиции. В некоторых вариантах осуществления, растворитель может присутствовать в количестве более, чем приблизительно 10 мас. %, или более, чем приблизительно 20 мас. %, или более, чем приблизительно 30 мас. %, или более, чем приблизительно 40 мас. %, исходя из общей массы композиции. Примеры растворителя, приемлемого в данной заявке, включают, но не ограничиваются приведенным, этилацетат, толуол, ксилол, спирты, такие как метанол, этанол или изопропиловый спирт, ацетон, и т.д.
Н. Структура ленты
Настоящее изобретение также обеспечивает теплопроводную чувствительную к давлению адгезивную ленту. Лента содержит, по меньшей мере, один чувствительный к давлению адгезивный слой и защитный слой, при этом чувствительный к давлению адгезивный слой содержит чувствительную к давлению адгезивную композицию, представленную любым из вариантов осуществления настоящего изобретения.
В одном варианте осуществления, теплопроводная чувствительная к давлению адгезивная лента содержит: (i) защитный слой; и (ii) теплопроводный чувствительный к давлению адгезивный слой, обеспеченный, по меньшей мере, на одной стороне защитного слоя и содержащий чувствительную к давлению адгезивную композицию, при этом, исходя из общей массы адгезивной композиции, адгезивная композиция содержит: (а) 5-70% по массе эпоксидного компонента; (b) 5-60% по массе теплопроводного материала; (с) 0,001-10% по массе фотоинициатора; (d) 0-40% по массе термопластичного полимера; (е) 0-50% по массе гидроксил-функционального компонента; и (f) 0-50% по массе свободного от галогенов замедлителя горения.
Лента может иметь различные структуры, например, адгезивная лента с двойным покрытием и адгезивная лента с одинарным покрытием. Фиг. 1-3 показывают три типа структур в качестве ссылки.
Фигура 1 представляет собой вид в поперечном разрезе адгезивной пленочной ленты. Лента 10, показанная на Фигуре 1, содержит защитный слой 11 и теплопроводный чувствительный к давлению адгезивный слой 12. Защитный слой может быть снимаемой пленкой, которая может быть любым основным материалом, обычно используемым в данной области техники. Снимаемая пленка действует в качестве основы и/или защиты для адгезивного слоя, и может быть удалена перед применением ленты.
Фигура 2 представляет собой вид в поперечном разрезе другой адгезивной ленты 20 в соответствии с другим вариантом осуществления. Такую структуру также называют лентой с двойным покрытием в данной области техники. Адгезивная лента 20 содержит снимаемую пленку 21, первый адгезивный слой 22, защитный слой 23 и второй адгезивной слой 24, последовательно. В этом варианте осуществления, первый и второй теплопроводные чувствительные к давлению адгезивные слои 22 и 24 соответственно расположены на одной стороне защитного слоя 23. Защитный слой 23 в данной заявке, главным образом, действует как среда в качестве основы для адгезивных слоев 22 и 24 и обычно называется носителем в данной области техники. Снимаемая пленка 21 в основном обеспечивает защиту первого адгезивного слоя 22. Альтернативно, может быть предусмотрена другая снимаемая пленка, присоединенная ко второму адгезивному слою 24, чтобы предотвратить его разрушение.
Фигура 3 представляет собой вид в поперечном разрезе еще одной адгезивной ленты 30 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Такая структура также называется лентой с одинарным покрытием в данной области техники. Адгезивная лента с одинарным покрытием 30 содержит снимаемую пленку 31, адгезивный слой 32 и защитный слой 33. Адгезивной слой 32 расположен на одной стороне защитного слоя 33, в то время как снимаемая пленка 31 расположена на одной стороне адгезивного слоя 32, противоположной защитному слою 33.
Адгезивный слой 12, 22, 24 и 32, как упоминалось выше, содержит чувствительную к давлению адгезивную композицию, представленную любым из вариантов осуществления настоящего изобретения.
В структуре ленты с несколькими адгезивными слоями, такой как структура ленты с двойным покрытием, композиция адгезивных слоев может быть одинаковой или различной.
Отсутствует ограничение по толщине каждого слоя. Для сухого адгезивного слоя, без каких-либо ограничений, толщина одинарного слоя может находиться в диапазоне 0,005~0,3 мм, в зависимости от характеристик процесса. В одном варианте осуществления, используют 0,1 мм толщину слоя с одинарным покрытием.
Отсутствует ограничение по толщине защитного слоя, которая может быть выбрана в соответствии с фактическим применением, например, если необходимо свойство изоляции. Как правило, толщина защитного слоя может находиться в диапазоне 0,001~0,5 мм, но не ограничивается.
Защитный слой ленты может быть любого типа, обычно используемого в данной области техники. Например, защитный слой может быть соответственно выбран из: полиимидной (PI) пленки, полиэтилентерефталатной (PET) пленки, сетки из стекловолокна или тому подобное. Как используют в данной заявке, «носитель» имеет почти такие же свойства, что и «защитное покрытие», но носителем обычно называют защитный слой, используемый для ленты с двойным покрытием, а защитным покрытием обычно называют защитный слой, используемый для ленты с одинарным покрытием. Материалы, приемлемые для носителя и защитного покрытия, почти одинаковые.
Отсутствуют ограничения относительно защитного покрытия и носителя, приемлемых для настоящего изобретения. Любой обычный материал защитного покрытия и носителя, используемый в данной области техники, может быть использован в настоящем изобретении. Например, носитель может быть сномаемой пленкой и/или защитным материалом, обычно известным в данной области техники, и защитное покрытие может быть очень тонкой пластиковой пленкой (например, пленкой с толщиной менее, чем 50 мкм, предпочтительно менее, чем 30 мкм), такой как полиимидная (PI) пленка и теплопроводная полиэтилентерефталатная (PET) пленка, или изолирующим тканым или нетканым материалом, таким как ткань из стекловолокна. Тканью, предпочтительной для некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения, является стеклоткань, например, коммерчески доступная от Shanghai Boshe Industry Company, China.
Процесс получения адгезивной ленты описывается следующим образом.
Чувствительная к давлению адгезивная лента в соответствии с настоящим изобретением может быть получена в соответствии с любым способом, обычно используемым для изготовления чувствительной к давлению адгезивной ленты или тому подобного. Например, она может быть получена с помощью смешивания на основе растворителя и способа нанесения покрытия или компаудинга без растворителя и способа нанесения покрытия, такого как способ УФ или электронно-лучевой полимеризации. Альтернативно, чувствительная к давлению адгезивная композиция может быть нанесена непосредственно на одну поверхность или обе поверхности защитного слоя или снимаемой пленки, если ее используют в качестве основы для адгезивного слоя. Альтернативно, чувствительный к давлению адгезивный слой может быть сформирован отдельно как независимый слой, а затем этот чувствительный к давлению адгезивный слой может быть ламинирован на снимаемую пленку или защитный слой. Для нанесения адгезивного слоя, обычно используемые способы, такие как нанесение покрытия на основе растворителя и нанесение покрытия без растворителя, могут быть использованы. Поверхность защитного слоя предпочтительно подвергают обработке грунтовкой перед стадией нанесения покрытия или ламинирования с тем, чтобы улучшить адгезию чувствительного к давлению адгезивного слоя к защитному слою. Вместо или в дополнение к обработке грунтовкой, другие виды предварительной обработки могут быть применены. Такая предварительная обработка может быть выполнена с или без реакционноспособного промотора химической адгезии, такого как гидроксиэтилакрилат или гидроксиэтилметакрилат, или других реакционноспособных видов с низкой молекулярной массой. Защитный слой состоит из полимерной пленки и, следовательно, обработка коронным разрядом обычно предпочтительна. Чувствительная к давлению адгезивная лента в соответствии с настоящим изобретением, как ожидается, имеет описанный выше превосходный баланс различных свойств и, следовательно, может быть преимущественно нанесена на различные склеиваемые материалы, в том числе мягкие и твердые изделия. Дополнительно, может быть обеспечена адгезивная структура, имеющая превосходные свойства и тому подобное. Например, теплопроводная чувствительная к давлению адгезивная лента в соответствии с настоящим изобретением может быть успешно использована во многих технических областях, в том числе, но не ограничиваясь приведенным, источниках питания, LED (светодиодах), автомобилях, электронике, двигателях, телекоммуникации, полупроводниках, ННМ (ручных машинах), и т.д.
Способ получения адгезивной ленты будет кратко описан ниже в качестве ссылки.
Последовательность добавления и смешивания компонентов в способе на основе растворителя конкретно не ограничена. В одном варианте осуществления, все компоненты смешивают в растворителе с помощью смесителя с высоким усилием сдвига до получения однородной адгезивной смеси. Предпочтительно ингредиент фотоинициатора добавляют в конце, после того как все другие компоненты полностью растворяют или диспергируют и получают однородную смесь. Композицию будут смешивать в светобоязливой среде, и выдерживать в темноте, особенно не допуская воздействия солнечных лучей. Растворитель не является обязательным для способа, который зависит от вязкости адгезивной системы. Растворитель используется, чтобы помочь легкости нанесения покрытия, но не является необходимым компонентом в композиции в соответствии с настоящим изобретением. Смесь дегазируют с помощью вакуумного насоса при пониженном давлении, а затем наносят на снимаемую пленку или защитный слой для формирования изделия адгезивной ленты. Более одного адгезивного слоя может быть нанесено, например, второй адгезивный слой может быть последовательно нанесен на защитный слой, как показано выше на Фигуре 2, чтобы сформировать адгезивную ленту с двумя адгезивными слоями. Покрытие предпочтительно должно быть получено в светобоязливой среде, и готовые изделия хранят в темноте, особенно не допуская воздействия солнечных лучей.
Приведенные ниже примеры и сравнительные примеры были предоставлены, чтобы помочь в понимании настоящего изобретения и не должны быть истолкованы как ограничивающие его объем. Если не указано иное, все части и процентные содержания приведены по массе. Были использованы следующие методы и протоколы испытаний в оценке иллюстративных и сравнительных примеров, которые приведены ниже.
Материалы, используемые в примерах, приведены ниже.
Полимер A: LEVAPREN 800 HV, EVA, содержание винилацетата: 80%. Вязкость по Муни при 100°C: 28, коммерчески обеспечивается Lanxess Company, Germany.
Полимер В: М029, коммерчески доступен от Eternal Chemical Company, акриловый полимер, IV>1,0, содержание твердых веществ 30%.
Полимер С: YD128 от Kukdo Chemical (Kunshan) Co. Ltd, China, эпоксидная эквивалентная масса приблизительно 187, жидкий при комнатной температуре и атмосферном давлении.
Полимер D: VORANOL 2070, от Dow Company, USA, полиэфирный триол, молекулярная масса 700.
Смола: GA90A, от Wu zhou Sun shine Company, China, сложный эфир канифоли, температура размягчения: 85~95°C.
Фотоинициатор: Катионный фотоинициатор 1190, от IGM Resins, China, смесь солей триарилсульфоний гексафторфосфата
Агент поперечной сшивки: ароматическое бисамидное соединение, RD-1054, от 3М Company, USA, используемое в 5 мас. % растворе ксилола.
Замедлитель горения А: Р30, от Chengzaicheng Company, China, замедлитель горения жидкого типа, смесь трифенилфосфата (CAS: 115-86-6) с ароматическим фосфатным сложным эфиром, содержание фосфора 8~9 мас. %.
Растворитель: этилацетат
Связывающий агент: А171, от Dow Corning, USA
Теплопроводный материал A: CF200, от Yingkou Pengda Chemical Material Company, China, BN порошок, средний размер частиц 8~15 мкм; площадь поверхности 3~5 м2/г, насыпная плотность, 0,35 г/куб.см, <25% 4,45 мкм, <50% 7,3 мкм, <75% 10,5 мкм, <90% 13,4 мкм.
Теплопроводный материал В: АТН, от Suzhou Ruifeng Material company, China, средний размер частиц 5~10 мкм; D10/D90: 1/15 мкм
Замедлитель горения В: ОР935, от Clariant Chemicals Company, India, фосфорорганическая соль, содержание фосфора, 23~24 мас. %, размер частиц, D95<10 мкм, плотность 1,2 г/см3, температура разложения >300°C
Примеры
Примеры 1-9 и сравнительный пример 1, как показано в Таблице 1, были получены и оценены.
Пример 1
Способ:
Использовали компоненты, как описано в Таблице 1.
Сначала, эпоксидный компонент, EVA, VORANOL 2070 полиол, замедляющий горение материал А, катионный фотоинициатор 1190 и первую часть растворителя объединяли в пластиковой бутылке. Полученную смесь перемешивали при комнатной температуре до получения однородной смеси, с получением полимерной адгезивной смеси.
И затем, теплопроводный наполнитель А и замедляющий горение материал В добавляли к смеси второй части растворителя и связующего агента, перемешивали в течение приблизительно 30 мин при комнатной температуре до получения однородной суспензии. Сумма первой части и второй части растворителя была указана в Таблице 1. Суспензию добавляли в вышеуказанную полимерную адгезивную смесь периодически и перемешивали в течение приблизительно 30 мин при комнатной температуре до получения, по существу, однородной адгезивной смеси. Конечная адгезивная смесь имела содержание твердых веществ 40%. Затем смешанную адгезивную композицию наносили на снимаемую пленку, а затем ее пропускали через печь с 4 зонами нагрева, с температурами, установленными на 40°C, 80°C, 110°C и 120°C с каждой зоны нагрева 4~6 м в длину, чтобы высушить и получить изделие АТТ (пленку с переносом адгезива). Указанную выше адгезивную композицию дважды наносили на PI пленку с образованием изделия ленты для тестирования.
Примеры 2-9:
Получение композиции и получение пробы Примеров 2-9 были такими же, что и в Примере 1, за исключением того, что используют компоненты и соотношения, как показано в Таблице 1. Сравнительный пример 1 получают с использованием ингредиентов, как показано в Таблице 1.
Тестовый метод и данные
Прочность соединения при разрыве:
Было использовано оборудование для тестирования на растяжение (Instron 5565, доступное от Instron Corp.). Алюминиевые тестовые блоки (1 дюйм × 1 дюйм) протирали изопропанолом.
Конструкции получали путем удаления одного из защитных вкладышей с измерительной ленты 1 дюйм × 1 дюйм (2,54 см × 2,54 см), полученной в соответствии с общими способами получения адгезивных листов. Подвергнутую воздействию адгезивную поверхность затем облучали количеством ультрафиолетового излучения А от ультрафиолетовой лампы, доступной как Fusion UV Curing System (Fusion UV Systems, Inc., Gaithersburg, MD), снабженной D-лампой. Количество энергии, используемой для облучения адгезивной поверхности, измеряли с использованием UVI MAP UV и системы измерения температуры/построения графиков, модель UM365H-S (Electronic Instrumentation Technology Inc., Sterling, VA), предназначенной для измерения ультрафиолетового излучения А в диапазоне 320-390 нм. Сразу после процесса УФ облучения, ленту прикрепляли к поверхности алюминиевого блока (площадь 1 дюйм × 1 дюйм) вручную при помощи легкого надавливания пальцем.
Второй вкладыш ленты удаляли, и облучали таким же количеством ультрафиолетового излучения А, а затем вторую поверхность алюминиевого блока (площадь 1 дюйм × 1 дюйм) накладывали на подвергнутую воздействию адгезивную поверхность сразу после облучения. Блоки конструкции, которые держат пробу одного слоя в середине прессовали с помощью Instron с давлением 2000 Н ± 100 Н, время прессования поддерживали в течение 20 с. Затем тестовые пробы конструкции отверждали в печи при 85°C в течение 30 минут, а затем оставляли охлаждаться при 23°C в течение приблизительно 1 часа перед тестированием. Проба также может быть отверждена при 23°C в течение 1 дня (т.е. без нагрева) перед тестированием.
Тест расщепления проводили при 23°C на отвержденных конструкциях, полученных, как описано выше, с помощью устройства Instron. Instron приспособления закрепляли на держателях блоков, зажимали два конца блока и тянули/расщепляли два держателя при помощи Instron со скоростью 50,8 мм/мин. Тест повторяли три раза для каждой пробы и средние значения приведены в Таблице 2.
Теплопроводность:
Каждую из полученных пленок адгезивной композиции нарезали на пластины диаметром 30 мм, и теплопроводность проб измеряли с помощью измерителя теплопроводности DRL-II (Xiangtan Yiqiyibiao Company, China) в соответствии с тестовым стандартом GB 5598-85. Тестовые данные показаны в Таблице 2.
Тест на огнестойкость:
Согласно UL-94 (Стандарты, установленные U.S. Underwriters' Laboratories Inc.) тесту вертикального горения, пламя было помещено под пробу на 10 секунд, а затем удалено, и измеряли время, необходимое чтобы остановить горение пробы. После того как проба перестала гореть, пламя вновь помещали под пробу еще в течение 10 секунд, а затем удаляли, и измеряли время, необходимое чтобы остановить горение пробы. Оценивали 5 пар проб (время горения измеряли в общей сложности 10 раз). Оценивали максимальное время горения из 10 времен горения, общее время горения из 10 времен горения, а также стекают или не стекают капли во время горения.
Рейтинг классификации огнестойкости приведен ниже. Другие подробности соответствовали стандартам UL-94.
V-0: Максимальное время горения 10 секунд или менее; общее время горения, 50 секунд или менее; отсутствие стекания капель.
V-1: Максимальное время горения 30 секунд или менее; общее время горения, 250 секунд или менее; отсутствие стекания капель.
V-2: Максимальное время горения 30 секунд или менее; общее время горения, 250 секунд или менее; стекание капель допускается.
Горение: Вышеуказанные условия не выполнены.
Получение пробы: каждую из полученных адгезивных композиций наносили на вкладыш с образованием адгезивной пленки, а затем ламинировали адгезивную пленку с получением тестового образца с толщиной 1,0 мм, шириной 12,5 мм и длиной 127 мм. Тестовые данные показаны в Таблице 2.
Прочность соединения: Крутящее усилие (Кфг⋅см)
Были использованы Instron 5565 (доступный от Instron Corp.) и тестер крутящего усилия 20N DPSK (доступный от Japan KANON Corp.). Алюминиевую тестовую панель (2 дюйма ширина ×6 дюймов длина) и А1 блоки (1 см2 эффективная тестовая площадь, 10 мм ширина*10 мм длина*5 мм высота) протирали изопропанолом.
Конструкции получали путем удаления одного из защитных вкладышей из измерительной ленты 2 дюйма ×5 дюймов, полученной в соответствии с общими способами получения адгезивных листов. Подвергнутую воздействию адгезивную поверхность затем облучали количеством ультрафиолетового излучения А от ультрафиолетовой лампы, доступной как Fusion UV Curing System (Fusion UV Systems, Inc., Gaithersburg, MD), снабженной D-лампой. Количество энергии, используемой для облучения адгезивной поверхности, было измерено с использованием UVI MAP UV и система измерения температуры/построения графиков, модель UM365H-S (Electronic Instrumentation Technology Inc., Sterling, VA), предназначенной для измерения ультрафиолетового излучения А в диапазоне 320-390 нм. Сразу после процесса УФ облучения, ленту прикрепляли к поверхности алюминиевой панели (площадь 2 дюйма ×5 дюймов) предпочтительно при помощи валика или скребка во избежание возникновения пузырьков между А1 панелью и лентой.
Второй вкладыш ленты удаляли и облучали таким же количеством ультрафиолетового излучения А, а затем поверхность алюминиевого блока (с 100 мм2 эффективной площади прикрепления, 10 мм ширина*10 мм длина*5 мм высота) накладывали на подвергнутую воздействию адгезивную поверхность сразу (в течение 30 сек) после облучения, затем А1 блок конструкции прессовали с помощью Instron с давлением 2 МПа сразу после того, как А1 блок был прикреплен на ленту (предпочтительно в течение 10 сек), время прессования поддерживали в течение 5 сек. Затем тестовые пробы конструкции отверждали в печи при 85°C в течение 30 минут, а затем их оставляли охлаждаться при 23°C в течение приблизительно 1 часа перед тестированием. Пробы также могут быть отверждены при 23°C в течение 24 час (т.е. без нагрева) перед тестированием.
Испытание крутящего усилия проводили при 23°C на отвержденных конструкциях, полученных стадиями, как описано выше. Тестер крутящего усилия фиксировали на А1 блоке, крутили А1 блок с помощью тестера крутящего усилия по часовой стрелке до тех пор, пока А1 блок не был быстро рассоединен с лентой. Тестовые данные отображались на циферблате тестера. Тест повторяли три раза для каждой пробы и средние значения приведены в Таблице 2.
Результаты
Как можно увидеть из Таблицы 2, адгезивные ленты в соответствии с настоящим изобретением могут предложить удовлетворительную комбинацию производительности крутящего усилия (>10 Кгф⋅см), высокой теплопроводности (>0,60 Вт/м⋅К) и высокой адгезии расщепления (>1,0 МПа), по сравнению с лентой из Сравнительного примера 1.
1. Теплопроводная адгезивная композиция, содержащая, исходя из общей массы композиции:
(a) 15-45% по массе эпоксидного компонента;
(b) 20-40% по массе теплопроводного материала, причем теплопроводный материал выбран из нитрида бора (BN), гидроксида алюминия (АТН) или их комбинаций;
(c) 0,5-4% по массе фотоинициатора, причем фотоинициатор включает смесь солей триарилсульфоний гексафторфосфата;
(d) 5-25% по массе термопластичного полимера;
(e) 1 -5% по массе гидроксил-функционального компонента; и
(f) 1-25% по массе свободного от галогенов замедлителя горения.
2. Адгезивная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что эпоксидный компонент включает одну или более эпоксидных смол и/или мономеров.
3. Адгезивная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что теплопроводный материал имеет теплопроводность 100 Вт/м⋅К или более.
4. Адгезивная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что термопластичный полимер включает один из компонента на основе сополимера этилена и винилацетата, акриловой полимерной смолы или эпоксидной модифицированной акриловой полимерной смолы.
5. Адгезивная композиция по п. 4, отличающаяся тем, что компонент на основе сополимера этилена и винилацетата включает один или более видов сополимеров этилена и винилацетата.
6. Адгезивная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что гидроксил-функциональный компонент включает одно или более гидроксил-содержащих соединений, содержащих, по меньшей мере, одну гидроксильную функциональную группу.
7. Адгезивная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что свободный от галогенов замедлитель горения выбран из группы, состоящей из водосодержащих соединений металлов, фосфорсодержащих соединений и полифосфатов аммония.
8. Теплопроводная адгезивная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит 0-5% по массе добавки, при этом добавка представляет собой одно или более выбранных из веществ для повышения клейкости антиоксидантов, связующих агентов, загустителей, вспомогательных замедлителей горения, противопенных агентов, пигментов, поверхностно-активных веществ и модификаторов поверхности.
9. Теплопроводная чувствительная к давлению адгезивная лента, содержащая:
защитный слой; и
первый теплопроводный адгезивный слой, расположенный на одной стороне защитного слоя и содержащий композицию по п. 1.
10. Адгезивная лента по п. 9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:
второй теплопроводный адгезивный слой, расположенный на другой стороне защитного слоя и содержащий композицию по п. 1; и
снимаемую пленку, расположенную на одной стороне первого теплопроводного адгезивного слоя, противоположной защитному слою.
11. Адгезивная лента по п. 9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:
снимаемую пленку, расположенную на одной стороне первого теплопроводного адгезивного слоя, противоположной защитному слою.
12. Адгезивная лента по п. 9, отличающаяся тем, что защитный слой выбран из PI пленки, PET пленки или сетки из стекловолокна.
13. Адгезивная лента по п. 11, отличающаяся тем, что защитный слой включает очень тонкую пластиковую пленку или изолирующий тканый или нетканый материал.
