本發(fā)明涉及一種表面處理劑，尤其是一種用于印刷線路板增強玻璃纖維布化學(xué)處理的表面處理劑及其制備方法。
2、
背景技術(shù)：
用作印制電路板絕緣增強的電子級玻璃纖維布，是一種無機材料，無堿玻璃纖維材料，它具有優(yōu)良的電氣特性、絕緣性、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性。因此廣泛用于印制電路板行業(yè)，作為絕緣增強材料在使用。在與樹脂進行含浸式反應(yīng)形成絕緣增強材料之前還需要進行一系列的處理，因為玻璃纖維布表面是無機結(jié)構(gòu)，樹脂是有機結(jié)構(gòu)，二者無法直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，為使二者有效結(jié)合，通常對玻璃纖維布表面涂覆一層硅烷偶聯(lián)劑。
硅烷偶聯(lián)劑是一種能改善非極性和極性物質(zhì)之間界面相容性的助劑，在某種程度上可以認(rèn)為是兩種不同極性材料之間的粘結(jié)劑。硅烷偶聯(lián)劑對于玻璃纖維與各類基材的復(fù)合材料，尤其是聚合物材料的性能起著重要作用。因為硅烷偶聯(lián)劑分子兩端分別為無機官能團和有機官能團，無機官能團與玻璃纖維布表面緊密結(jié)合，另一端有機官能團將與樹脂反應(yīng)并緊密結(jié)合，使玻璃布表面性能得以改善，成為一個可與樹脂親合并緊密結(jié)合的界面。在纖維增強樹脂基復(fù)合材料中，玻璃纖維與基體界面的粘結(jié)程度決定板材的性能，因此，改善界面粘合性能是復(fù)合材料界面控制技術(shù)的關(guān)鍵因素之一。
γ-氨丙基三乙氧基硅烷是一種疏水性好且與環(huán)氧、酚醛、聚酯樹脂等熱固性樹脂相容性較好的具硅官能團的有機化合物。其含有的氨基與環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中存在的高活性環(huán)氧基發(fā)生反應(yīng)，在界面上形成三向網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改善兩種性質(zhì)不同物質(zhì)的潤濕、相容和互穿網(wǎng)絡(luò)性能。
乙烯基三甲氧基硅烷是作為一種通性硅烷偶聯(lián)劑，用于浸漬處理玻璃纖維，可改善提高樹脂與玻璃纖維的浸潤、粘接性，從而有效地提高層壓制品的機械強度和電性能，還顯著改善終制品的耐候性、耐水性、耐熱性。
玻璃布表面處理用的偶聯(lián)劑性能只依制板所用樹脂而定，玻璃布生產(chǎn)廠家為達(dá)到期望的處理效果，選擇不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的硅烷偶聯(lián)劑制備不同性能要求的電子級玻璃纖維布。硅烷偶聯(lián)劑與聚合物分子的親和力或反應(yīng)能力由其攜帶的活性官能團反應(yīng)。隨著電子產(chǎn)品的日趨輕、薄、小型化，以及元件與封裝技術(shù)的發(fā)展，使得印制電路板線路更加密集，孔間距、線間距更加狹??；因此對板材綜合性能要求越來越強烈。進一步對玻璃布表面化學(xué)處理技術(shù)提出了更高的要求。于是，人們就希望有一種多功能的硅烷偶聯(lián)劑出現(xiàn)，既能賦予玻璃纖維布與樹指之間的高強度的結(jié)合能力，還能改善復(fù)合材料的耐高溫性能、耐候性能及提高機械強度。
3、
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種新的玻璃纖維布表面處理劑，既能賦予玻璃纖維布與樹指之間的高強度的結(jié)合能力，還能改善提高樹脂與玻璃纖維的浸潤，從而有效地提高層壓制品的機械強度和電性能，特別是濕態(tài)機械強度和電性能。還顯著改善了其耐候性、耐水性、耐熱性，延長了制品的使用壽命。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：
本發(fā)明要求保護一種玻璃纖維布表面處理劑，按重量百分比計，包括以下組分：
本發(fā)明進一步要求保護一種玻璃纖維布表面處理劑，按重量百分比計，包括以下組分：
優(yōu)選的，其硅烷有效含量為0.2～0.4％，
本發(fā)明進一步要求保護玻璃纖維布表面處理劑的制備方法：
步驟1：先按20％的冰醋酸濃度調(diào)配適量的酸化水，保持PH值2.0；
步驟2：然后將步驟1的酸化水，慢慢滴入苯乙烯氨基三甲氧基硅烷中，然后進行攪拌，以保證溶液充分水解；優(yōu)選的，攪拌時間≥30分鐘；
步驟3：然后將γ-氨丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷依次慢慢滴入步驟2的溶液中，然后進行攪拌；優(yōu)選的，攪拌時間≥60分鐘；
步驟4：將另一份去離子純水中慢慢加入冰醋酸，調(diào)節(jié)水的pH值，然后進行攪拌；優(yōu)選的，調(diào)節(jié)水的pH值至3.5～5.0，攪拌時間≥30分鐘；
步驟5：然后將步驟3的預(yù)水解溶液緩慢加入步驟4處理的酸化水中，并攪拌至溶液透明，即得；優(yōu)選的，攪拌時間≥60分鐘。
本發(fā)明進一步要求保護玻璃纖維布表面處理劑的制備方法：
步驟1：先按20％的冰醋酸濃度調(diào)配適量的酸化水，保持PH值2.0，；
步驟2：將步驟1的酸化水，慢慢滴入苯乙烯氨基三甲氧基硅烷中，拌時間≥30分鐘，以保證溶液充分水解；
步驟3：將γ-氨丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷依次慢慢滴入步驟2的溶液中，攪拌時間≥60分鐘；
步驟4：將另一份去離子純水中慢慢加入冰醋酸，將水的PH值調(diào)節(jié)至3.5～5.0，攪拌30分鐘；
步驟5：然后將步驟3的預(yù)水解溶液緩慢加入步驟4處理的酸化水中，并攪拌至溶液透明待用，攪拌時間≥60分鐘。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
(1)本發(fā)明提供了一種多功能的硅烷偶聯(lián)劑，既能賦予玻璃纖維布與樹指之間的高強度的結(jié)合能力，還能改善復(fù)合材料的耐高溫性能、耐候性能及提高機械強度。
(2)本發(fā)明的苯乙烯氨基三甲氧基硅烷作為主體偶聯(lián)劑，其含有苯乙烯基和氨基官能團，均可與環(huán)氧樹脂產(chǎn)生反應(yīng)。且乙烯基在固化過程參與反應(yīng)，能改善環(huán)氧樹脂復(fù)合材料濕熱環(huán)境下的強度和電性能，有利于提高復(fù)合材料耐高溫性能。
(3)本發(fā)明的玻璃表面處理劑可以有效提高玻璃纖維的含浸性能，單位時間內(nèi)樹脂含浸率提高。且板材的機械強度和耐熱性能能也都得到有效的提高。
4、具體實施例
以下通過實施例形式的具體實施方式，對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下實施例。
實施例1玻璃纖維布表面處理劑的制備
步驟1：一般先按20％的冰醋酸濃度調(diào)配適量的酸化水，保持PH值在2.0左右；
步驟2：然后將步驟1的酸化水，慢慢滴入苯乙烯氨基三甲氧基硅烷中，攪拌不少于30分鐘，以保證溶液充分水解；
步驟3：然后將γ-氨丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷依次慢慢滴入步驟2的溶液中，攪拌不少于60分鐘；
步驟4：將另一份去離子純水中慢慢加入冰醋酸，將水的PH值至3.5～5.0，攪拌30分鐘；
步驟5：然后將步驟3的預(yù)水解溶液緩慢加入步驟4處理的酸化水中，并攪拌至溶液透明待用，攪拌時間不少于60分鐘。
實施例2玻璃纖維布表面處理劑
處理劑1：7628玻璃纖維布用表面處理劑，在按0.8％比例調(diào)配定量酸化水中加入苯乙烯氨基三甲氧基硅烷，γ-氨丙基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，加入比例分別按0.6％，0.1％，0.1％，具體加入方法同實施例1處理劑制備方法；
處理劑2：7628玻璃纖維用表面處理劑，在按0.8％比例調(diào)配定量酸化水中加入苯乙烯氨基三甲氧基硅烷，γ-氨丙基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，加入比例分別按0.8％，0.1％，0.1％，具體加入方法同實施例1處理劑制備方法；
比較例1：7628玻璃纖維布用表面處理劑，在按0.8％比例調(diào)配定量酸化水中按0.8％比例加入苯乙烯氨基三甲氧基硅烷；
比較例2：7628玻璃纖維布用表面處理劑，在按0.8％比例調(diào)配定量酸化水中按0.8％加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
比較例3：7628玻璃纖維布用表面處理劑，在按0.8％比例調(diào)配定量酸化水中分別按0.7％、0.1％加入苯乙烯氨基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
比較例4：7628玻璃纖維布用表面處理劑，在按0.8％比例調(diào)配定量酸化水中分別按0.7％、0.1％加入苯乙烯氨基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷。
實施例3玻璃纖維布表面處理劑性能比較
1、測試方法
玻璃纖維布透氣度：YG-461H透氣測試儀。
玻璃纖維布含浸性：將一定大小的玻璃纖維布平放入裝有一定粘度環(huán)氧樹脂的樹脂槽中，觀察玻璃纖維布的樹脂含浸狀態(tài)(殘余白點、透明性)，測定放入玻璃纖維布開始，到玻璃纖維布全部透明的時間。時間越短，表示樹脂含浸性越好。
層壓板樹脂含量：將層壓板取一小塊試驗，將試樣在溫度23℃±2℃，相對濕度(50％±5)的環(huán)境中處理24h，拿出后稱重，并記錄質(zhì)量G1，然后將試樣放入馬弗爐，升溫到800℃燃燒1-2h，稱量剩下的質(zhì)量G2，根據(jù)公式G1/G2*100％即得。
層壓板吸水性及耐熱性：將層壓板切割成一定大小(5*5cm)的小板，把小板放入高壓鍋中隔水蒸煮，高壓鍋中為120℃的蒸汽范圍，蒸煮一定時間。從吸水處理前的重量變化算出吸水率。經(jīng)過吸水處理的小板，再在不同溫度的焊錫槽中進行耐熱爆板試驗，觀察有無白斑或氣泡現(xiàn)象。
層壓板彎曲強度：按照GB/T 9341-2008規(guī)定的方法，在萬能試驗機上完成。
2、測試結(jié)果
下表1為實施例2中的各玻璃纖維表面處理劑的性能比較。從表1數(shù)據(jù)對比可見，采用本發(fā)明可以有效提高玻璃纖維的含浸性能，單位時間內(nèi)樹脂含浸率提高。且板材的機械強度和耐熱性能能也都得到有效的提高。
表1璃纖維表面處理劑的性能比較
注：OK指無白斑、無分層、無起泡，NO指有“白斑”或“分層”或“起泡”。