材料1班070501011021-刘志通PCB防潮剂的合成及其性能研

北京理工大学珠海学院2011届本科生毕业论文IPCB防潮剂的合成及其性能研究摘要本文介绍了适用于PCB防护的几种防护材料，选定以丙烯酸树脂为主要成膜物质，加入溶剂、助剂等合成兼具防水、防盐雾、阻燃等性能的防潮剂。本研究的主要过程是首先选用不同玻璃化温度的丙烯酸树脂配制不含阻燃剂的防潮剂，测试其附着力、耐环境腐蚀性、电绝缘性等，然后根据测试结果调整配方，并在此基础上加入不同种类和数量的阻燃剂，测试其相关的性能，最后进行对比并得出结论。关键词：PCB丙烯酸树脂防潮剂阻燃剂北京理工大学珠海学院2011届本科生毕业论文IIThesynthesisofdampproofingadmixtureofPCBanditsresearchofpropertiesABSTRACTThisarticledescribessomeprotectionmaterialsforPCBprotection,whichselectacrylicresinmaterialasthemainfilm-forming,addingsolvents,additivesandotherssynthesizethedampproofingadmixturepossessingpropertiesofwaterproof,anti-saltatmosphereandantiflaming,Themainprocessofthisstudyis,firstmakingupdampproofingadmixturewithoutflameretardantbyusingacrylicresinwithdifferentglasstransitiontemperature,testingpropertiesoftheadhesion,resistancetoenvironmentalcorrosion,electricalinsulation,etc.,andthenadjustingtheformulabasedontestresults,andbasedonthisaddingdifferenttypesandquantitiesofflameretardant,makingatesttoitsassociatedperformance.Finallydrawingconclusionsbycomparison.Keywords:PCBAcrylicresinDampproofingadmixtureFlameretardant北京理工大学珠海学院2011届本科生毕业论文III目录摘要...............................................IABSTRACT..........................................II1前言.............................................11.1防潮剂的发展状况及应用领域........................11.2防潮剂的组成......................................11.2.1成膜物质........................................11.2.2溶剂............................................21.2.3助剂............................................21.3本课题的研究......................................31.3.1研究的目标、内容及研究意义......................31.3.2课题研究的思路及方法............................41.3.3本课题研究的重点................................42实验部分.........................................52.1主要原料及设备....................................52.2防潮剂的配方......................................62.3性能测试..........................................72.3.1黏度的测定......................................72.3.2附着力的测定....................................72.3.3漆膜的耐水性....................................82.3.4漆膜的耐油性....................................8北京理工大学珠海学院2011届本科生毕业论文IV2.3.5漆膜的耐热性....................................92.3.6漆膜的耐盐雾腐蚀性..............................92.3.7潮态实验.......................................122.3.8漆膜的阻燃性...................................123结果与讨论......................................143.1防潮剂的黏度.....................................143.2防潮剂漆膜的附着力...............................143.3防潮剂漆膜的耐盐雾腐蚀性.........................163.4防潮剂漆膜的耐热性...............................183.5防潮剂漆膜的耐水性...............................193.6防潮剂漆膜的耐油性...............................213.7防潮剂漆膜的阻燃性能.............................213.8防潮剂的潮态实验.................................223.8.1防潮剂漆膜的电绝缘性...........................223.8.2防潮剂漆膜的耐湿热老化性.......................284结论............................................32参考文献..........................................33谢辞..............................................34北京理工大学珠海学院2011届本科生毕业论文11前言1.1防潮剂的发展状况及应用领域随着科学技术的不断发展，涌现出大量的防潮剂，旧的应用工艺也被新的工艺代替，为了进一步提高现代电子设备的耐环境腐蚀性能和可靠性，延长设备的使用寿命，不断研究新的防潮剂成为必然趋势。最初防潮剂只应用于高科技领域的印刷线路板。由于电子装置越来越广泛地应用于日常生活，消费者也越来越关注产品的质量及可靠性，使用防潮剂涂覆膜可使生产商有效提高产品品质，减少昂贯的保用期故障费用。目前应用于防潮剂的主要材料有：丙烯酸树脂类；聚氨酯树脂类；环氧树脂类；改性聚丁二烯类；聚酰亚胺类。另外，还出现了特种防潮剂，采用性能更加优越的树脂如有机硅树脂、聚对二甲苯等合成具有特殊性能的防潮剂[1]。防潮剂主要应用在热带电工产品，继电器、小型变压器、航海仪表、热工仪表、精密仪器、载波通讯、电子元器的防护及正机防护等方面。⑴电子电器方面：继电器的弹性零件、镀锌、镀隔件、粉末冶金件、变压器线圈、印制电路板和整机防护，以及电话交换机用继电器铁芯防腐及正机防护；大型电子记时记分仪上印制电路板的防护，微带型二极管的防潮；机床电器上控制变压器，力矩电机的铁芯涂覆及用于ZDN—500型平陡两用弧焊机的印制电路板的防潮。⑵无线电通讯方面：超短波电台的印制电路板，中波广播发射机，短波报话机上的高频回路线圈，高频瓷件、胶木件等元件浸渍防潮处理。960路和1800路载波机高频电感线圈，滤波器线圈，信号变压器，机盘磁心体及其元件防霉。⑶仪器仪表方面：大型XY函数记仪（XOJ—D3）静电吸纸表面绝缘层；舰艇自动化仪表的印制电路板。1.2防潮剂的组成一般防潮剂由成膜物质、溶剂、助剂等组成。选用不同的成膜物质，采用不同的配比，可以合成性能各异的防潮剂。PCB防潮剂是一种特种涂料，通常采用涂覆液态防潮剂的方法进行防护，这种液态防潮剂一般是各种高分子树脂制成的清漆，通过喷涂、刷涂、浸涂等工艺在电路板表面形成一层保护膜。1.2.1成膜物质成膜物质也称粘结剂或者基料，一般为有机材料，它是防潮剂中的连续相，是使防潮剂牢固附着在被涂物表面上形成连续薄膜的主要物质，是构成防潮剂的基础，决定着防潮北京理工大学珠海学院2011届本科生毕业论文2剂的基本特性（如保护性能、电性能等）[2]。但并不是所有的高分子树脂都适用于PCB的防护，必须满足以下要求：⑴有较好的电性能。⑵防潮性能好，漆膜具有防水、防盐雾性。⑶机械性能好，对基板及元器件有良好的粘接性和柔韧性，耐冲击性能好。⑷应该是聚合型的，聚合温度在70℃，3小时以内。⑸工艺可操作性好，表干时间快[1]。能达到以上要求的防潮剂按树脂类型可分为：丙烯酸树脂类；聚氨酯树脂类；环氧树脂类；改性聚丁二烯类；聚酰亚胺类。本次实验采用热塑性丙烯酸树脂为成膜物质，热塑性丙烯酸树脂是由丙烯酸类单体及其乙烯类衍生物在溶剂中通过加聚反应生成的的聚合物。热塑性丙烯酸树脂具有可溶可熔，在成膜过程中不发生进一步交联，因此它的相对分子量较大，具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工等优点。热塑性丙烯酸树脂作为清漆使用时，只要溶剂挥发就可以达到干燥的目的。另外，还可以通过烘烤的方式提高光泽和加快干燥速度。1.2.2溶剂溶剂作为分散介质，使成膜物分散而形成粘稠可流动液体，调整体系粘度，从而改善防潮剂的可涂布性，使防潮剂粘度适合贮存和施工应用。溶剂通常为能溶解成膜物质的易挥发有机液体，防潮剂在涂覆于表面后，溶剂应该基本上挥发尽，帮助成膜物质、助剂等混合物转移到被涂覆表面上，而对最终的漆膜的性质没有重要的影响。溶剂既包括能溶解成膜物质的真溶剂，又包括能增进溶解力的助溶剂，能稀释树脂溶液的稀释剂。选择溶剂时，并不总是选择“最佳溶剂”，即溶解力达到最好的状态的溶剂。从成本上考虑，往往是先选定一种良溶剂作为主溶剂，再配以廉价的溶剂进行稀释。混合溶剂的溶解能力往往大于单一溶剂。防潮剂用溶剂主要有：⑴烃类溶剂：矿物油精、煤油、汽油、苯、甲苯、二甲苯等。⑵醇类：乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇等。⑶醚类：乙醚、石油醚、丁醚等。⑷酮类：丙酮、丁酮、甲乙酮、环己酮等。⑸酯类：醋酸乙酯、醋酸丁酯等。1.2.3助剂助剂又称“添加剂”或“配合剂”，广义上讲，助剂是指某些材料或产品在生产或加北京理工大学珠海学院2011届本科生毕业论文3工过程中为改进生产工艺、提高产品性能而添加的各种辅助的化学品[3]。助剂的品种繁多，一般具有某一种或两种以上特殊性能，防潮剂用助剂主要有增塑剂、阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂等。下面将简单介绍增塑剂、阻燃剂、附着力促进剂、着色剂。1.2.3.1增塑剂增塑剂一般是指添加到聚合物体系中能增加聚合物的塑性，改善加工性，赋予制品柔韧性和伸长性的物质[4]。增塑剂之所以能增塑，是因为加入增塑剂后使聚合物链间的相互作用减弱了。增塑剂通常是沸点高、较难挥发的液体或低熔点的固体，这样制品在高温加工或升温过程中不易损失。增塑剂种类繁多，性能不同，用途各异，其中按化学结构分类的主要品种有：邻苯二甲