DE69301390T2 - Klebmittelzusammensetzung mit funktionalen Füllstoff - Google Patents

Klebmittelzusammensetzung mit funktionalen Füllstoff

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Klebstoff-Zusammensetzung mit einem funktionellen Füllstoff. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Klebstoff-Zusammensetzung für Polyimidfolie, und sie ist für die Herstellung lötbarer, flexibler Schaltungen nützlich.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Die Industrie der flexiblen Schaltungen benötigt Klebstoffe für Polyimidfolie und Metallfolien (üblicherweise Kupfer), die gegenüber erhöhten Temperaturen und einer Vielzahl agressiver Lösungsmittel und Chemikalien beständig sind. Während der vielen Herstellungs- und Verarbeitungsstufen bei der Schaltungs-Herstellung können diese Lösungsmittel und Chemikalien verursachen, daß der Klebstoff quillt, was zur Blasenbildung und/oder Delaminierung und dieses wiederum zu reduzierten Schaltungsausbeuten führt. Die Anwendung von Wärme, wie beim Löten, kann gleichermaßen Schaltungsversagen verursachen.
  • US Patente 3 822 175, 3 900 662 und 3 728 150 offenbaren vernetzbare, acrylische Klebstoff-Zusammensetzungen zum Verbinden von Polyimidfolien. Kupfer-Polyimid-Laminate, die durch Anwendung derartiger Klebstoff-Zusammensetzungen hergestellt werden, haben gute Schälfestigkeit, sind stabil gegenüber Löttemperaturen und widerstandsfähig gegenüber Chemikalien, die typischerweise bei der Schaltungs-Herstellung verwendet werden.
  • Zuweilen ist es jedoch erwünscht, Klebstoff-Zusammensetzungen zu verwenden, die zusätzliche Eigenschaften wie Flammverzögerung, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, usw. haben. Derartige spezielle Klebstoff-Zusammensetzungen werden üblicherweise durch die Zugabe funktioneller Füllstoffe zu der Basis-Zusammensetzung erhalten. Jedoch neigen Füllstoffe dazu, den Klebstoff brüchiger zu machen, was die Schälfestigkeit von Laminaten beeinträchtigt, die mit dem gefüllten Klebstoff hergestellt werden. Diese Brüchigkeit kann in gewissem Maß durch die Zugabe von Weichmachern überwunden werden, jedoch werden diese häufig durch Verarbeitungschemikalien angegriffen und sind im allgemeinen nicht bei Löttemperaturen stabil, was zur Blasenbildung führen kann.
  • So besteht ein Mangel an einem Klebstoff für Polyimidfolie, der spezielle funktionelle Eigenschaften hat, ohne daß die Schälfestigkeit, chemische Beständigkeit oder Wärmebeständigkeit verloren geht.
    • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Klebstoff-Zusammensetzung, umfassend:
  • (a) 40-75 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trokkenen Klebstoff-Feststoffen, eines Latex, umfassend 1-10 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Latex-Komponenten, eines Vernetzungsmittels und 90-99 Gew.-% Trockengewicht, bezogen auf die trockenen Latex- Komponenten, eines Copolymers, umfassend (i) 30-50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, Acrylnitril, Methacrylnitril oder deren Mischungen, (ii) 45-70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, Butylacrylat, Ethylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Octylacrylat, Heptylacrylat oder deren Mischungen, und (iii) 1-5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, Methacrylsäure, Acrylsäure, Itaconsäure oder deren Mischungen;
  • (b) 10-25 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trokkenen Klebstoff-Feststoffen, eines Latex-Weichmachers, umfassend ein Copolymer, umfassend (i) 10-15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, Acrylnitril, Methacrylnitril oder deren Mischungen, (ii) 80-85 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, Butylacrylat, Ethylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Octylacrylat, Heptylacrylat oder deren Mischungen, und (iii) 1-5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, Methacrylsäure, Acrylsäure, Itaconsäure oder deren Mischungen, wobei der Latex-Weichmacher ein Tg von unterhalb dem des Latex-Bindemittels (a) und eine Zersetzungstemperatur von wenigstens 288ºC aufweist, und
  • (c) 5-50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trockenen Klebstoff-Feststoffen, eines funktionellen Füllstoffs.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Polyimidfolie oder einen Träger zum Abtrennen, die(der) mit der obigen Klebstoff-Beschichtung beschichtet ist.
  • Gemäß einem dritten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Laminat, umfassend wenigstens ein Substrat, das an wenigstens einer oben beschriebenen Klebstoff-beschichteten Polyimidfolie haftet.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Das Latex-Bindemittel, Komponente (a), umfaßt ein Copolymer und ein Vernetzungsmittel. Das Copolymer umfaßt drei Arten von Monomeren. Das erste Monomer ist aus der Gruppe, bestehend aus Acrylnitril, Methacrylnitril oder deren Mischungen ausgewählt. Diese Komponente verleiht der Klebstoff-Zusammensetzung hohe Temperaturstabilität und chemische Beständigkeit. Zusätzlich dazu verleiht diese Komponente der Zusammensetzung Härte, so daß sie nicht zu sehr fließt oder kriecht. Das erste Monomer liegt in einer Menge von 30 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, vor.
  • Das zweite Monomer ist aus der Gruppe, bestehend aus Butylacrylat, Ethylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Octylacrylat, Heptylacrylat oder deren Mischungen ausgewählt. Diese Komponente verleiht der Klebstoff-Zusammensetzung die Flexibilität und notwendige Weichheit. Das zweite Monomer liegt in einer Menge von 45 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 65 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des Copolymers, vor.
  • Das dritte Monomer ist aus der Gruppe, bestehend aus Methacrylsäure, Acrylsäure, Itaconsäure oder deren Mischungen ausgewählt. Diese Komponente verleiht der Klebstoff-Zusammensetzung die Vernetzungs-Funktionalität.
  • Das dritte Monomer liegt in einer Menge von etwa 1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise etwa 5 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des Copolymers, vor.
  • Das Copolymer liegt in einer Menge von etwa 90 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise etwa 95 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht der trockenen Latexfeststoffe, vor.
  • Ein Vernetzungsmittel wird dem Copolymer zugegeben, um die Stabilität der Klebstoff-Zusammensetzung zu verbessern, nachdem sie auf ein Substrat aufgebracht wurde. Beispiele für Vernetzungsmittel sind wohlbekannt und umfassen Formaldehydharze, Novolak-Harze und Epoxyharze. Das Vernetzungsmittel liegt üblicherweise in einer Menge von etwa 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Latexfeststoffe, vor.
  • Ein bevorzugtes Latex-Bindemittel ist ein Copolymer aus Acrylnitril (AN)/Butylacrylat (BA)/Methacrylsäure (MAA) in einem Gewichtsverhältnis von etwa 35/60/5, vermischt mit 5% Trockengewicht Phenol-Formaldehyd-Harz als Vernetzungsmittel Das Latex-Bindemittel liegt in einer Menge von 40 bis 75 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trockenen Klebstoff- Feststoffen, vor.
  • Der Latex-Weichmacher, Komponente (b) liegt in der Klebstoff- Zusammensetzung vor, um die nachteiligen Auswirkungen der Zugabe des funtionellen Füllstoffs, Komponente (c), zu überwinden. Der Weichmacher sollte gute chemische Beständigkeit, Wärmestabilität, Weichheit und Festigkeit haben. Im allgemeinen bedeutet dies, daß der Weichmacher eine Glasübergangstemperatur (Tg) haben muß, die niedriger ist als die des Latex-Bindemittels, und gleichzeitig eine Zersetzungstemperatur haben muß, die höher ist als die der Löttemperaturen, d.h. 288ºC. Die Zersetzungstemperatur ist definiert als die nie-drigtse Temperatur, bei der ein 5 gew.-proz. Gewichtsverlust auftritt, wie durch thermogravimetrische Analyse (TGA) gemessen wurde. Es wird auch bevorzugt, daß der Weichmacher mit dem Latex-Bindemittel kompatibel ist.
  • Es wurde gefunden, daß alle diese Kriterien erfüllt werden, wenn man ein Latex-Copolymer verwendet, in dem das Copolymer von der gleichen Art von Monomeren ist wie in dem Latex- Bindemittel-Copolymer. Diese Kombination von Monomeren stellt ein Copolymer bereit, das die notwendige chemische Beständigkeit und Wärmestabilität hat. Durch Zunahme des Anteils des weicheren Monomers, d.h. des zweiten Monomers (ii), wird das Tg des Copolymers erniedrigt, so daß es auch eine weichmachende Wirkung bereitstellt.
  • Das erste Monomer des Weichmacher-Copolymers ist aus der Gruppe, bestehend aus Acrylnitril, Methacrylnitril und deren Mischungen ausgewählt, liegt aber nur in einer Menge von 10 bis 15 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des Copolymers, vor.
  • Der geringere Methacrylnitrilgehalt erniedrigt das Tg des Copolymers, wodurch sich eine weichmachende Wirkung ergibt.
  • Das zweite Monomer in dem Weichmacher-Copolymer ist aus der Gruppe, bestehend aus Butylacrylat, Ethylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Octylacrylat, Heptylacrylat oder deren Mischungen ausgewählt. Das zweite Monomer liegt in einer Menge von 80 bis 85 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des Copolymers, vor.
  • Das dritte Monomer in dem Weichmacher-Copolymer ist aus der Gruppe, bestehend aus Methacrylsäure, Acrylsäure, Itaconsäure oder deren Mischungen ausgewählt. Das dritte Monomer liegt in einer Menge von etwa 1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise etwa 5 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des Copolymers, vor.
  • Der funktionelle Füllstoff, Komponente (c), wird zugegeben, um spezielle Eigenschaften der Klebstoff-Zusammensetzung zu erreichen. Typen von verwendbaren funktionellen Füllstoffen umfassen Flammverzögerungsmittel, elektrische Leiter, wärmeleitfähige Materialien, mechanische Verstärkungsmittel, Pigmente und dergleichen. Die Menge an in der Klebstoff-Zusammensetzung vorliegendem funktionellem Füllstoff hängt sehr stark von der Natur des Füllstoffs ab. Im allgemeinen liegt der Füllstoff in einer Menge von etwa 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Klebstoff-Feststoffe, vor.
  • Flammverzögerungsmittel sind als Füllstoffe von besonderem Interesse. Bevorzugte Flammverzögerungsmittel sind halogenierte organische Verbindungen mit einem Halogengehalt von mehr als 65%. Um nicht die Wärmestabilität der Klebstoff- Zusammensetzung zu beeinträchtigen, sollten die Flammverzögerungsmittel-Verbindungen eine Zersetzungstemperatur - gemessen durch TGA - von wenigstens 288ºC haben.
  • Die am meisten bevorzugten Flammverzögerungsmittel sind bromierte Verbindungen. Beispiele bevorzugter Flammverzögerungsmittel umfassen Decabromdiphenyloxid, Bis(tribromphenoxy)- ethan, Poly(pentabrombenzylacrylat), Ethylen-bis(tetrabromphthalimid) und deren Mischungen.
  • Um geeignete Flammverzögerung zu erreichen, ist es zuweilen notwendig, eine Menge an Antimonoxid zuzugeben, von dem bekannt ist, daß es ein synergistisches Flammverzögerungsmittel ist, wenn es bromierten Verbindungen zugegeben wird. Jede Art von Antimonoxiden kann verwendet werden, vorzugsweise als eine kolloidale Dispersion. Die Antimonoxid-Dispersion sollte auch nach der Entfernung von Wasser eine Zersetzungstemperatur von wenigstens 288ºC haben. Die Zersetzungstemperatur spiegelt allgemein die Arten der Dispersionsmittel wider, die in handelsüblichen Antimonoxid-Dispersionen verwendet werden.
  • Die Menge des Flammverzögerungsmittels plus Antimonoxid, falls vorliegend, in der Klebstoff-Zusammensetzung sollte etwa 30 bis 45 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Klebstoff- Feststoffe, sein. Das Verhältnis von Flammverzögerungsmittel zu Antimonoxid, falls vorliegend, sollte im Bereich von 2 bis 5 liegen.
  • Beispiele anderer funktioneller Füllstoffe, die in der Klebstoff-Zusammensetzung verwendet werden können, umfassen elektrische Leiter wie Ruß und leitfähige Metalle; wärmeleitfähige Materialien wie Aluminiumoxid; mechanische Verstärkungsmittel wie Kieselpuder, oder Glasfaser, Bor-, Polyester-, Polyamid-, Acryl-, Aramid-Fasern, usw.; und Farbpigmente. Derartige funktionelle Füllstoffe liegen im allgemeinen in der Klebstoff-Zusammensetzung in einer Menge von bis zu etwa 50 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Klebstoff-Feststoffe, vor.
  • Im allgemeinen sollte der funktionelle Füllstoff eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 1 bis 10 um haben.
  • Der funktionelle Füllstoff kann zu der Klebstoff-Zusammensetzung in Form eines Feststoffs, der dann in der Zusammensetzung dispergiert wird, einer vorher hergestellten wäßrigen Dispersion oder als ein Latex auf wäßriger Basis zugegeben werden. Die genaue verwendete Form wird von der Natur des Füllstoffs abhängen. Obwohl nicht bevorzugt, kann der Füllstoff als eine Dispersion oder Lösung in einem geeigneten organischen Lösungsmittel oder Mischungen von organischen Flüssigkeiten zugegeben werden, wie im US Patent 3 900 662 beschrieben ist, so lange die Flüssigkeit mit den Latex- Komponenten (a) und (b) kompatibel ist.
  • Die Klebstoff-Zusammensetzung kann auch geringe Mengen anderer Materialien enthalten, um die Lagerbeständigkeit des Klebstoffs zu verbessern, wie Dispersionsmittel, Koaleszenzhilfsmittel, Beschichtungshilfsmittel und dergleichen. Alle derartigen Komponenten sollten nicht die chemische Beständigkeit und Wärmestabilität der Klebstoff-Zusammensetzung beeinträchtigen, noch sollten sie die Schälfestigkeit erniedrigen.
  • Die Klebstoff-Zusammensetzungen der Erfindung können als ein Latex oder eine Dispersion in Wasser gelagert werden. Obwohl nicht bevorzugt, kann der Klebstoff als eine Dispersion oder Lösung in einem geeigneten organischen Flüssigkeiten oder Mischungen von organischen Flüssigkeiten enthalten sein. Beispiele geeigneter organischer Lösungsmittel sind im US Patent 3 032 521 offenbart. Alternativ kann der Klebstoff entweder auf ein Trennmittel-Substrat oder eine Polyimidfolie aufgetragen sein, und als eine Rolle gelagert werden.
  • Unter "Polyimidfolie" wird eine Polyimid-Schicht oder ein Polyimid verstanden, die (das) Verstärkungsmaterial enthält. Polyimide, die zur Verwendung in der Praxis der Erfindung geeignet sind, sind in US Patent 3 179 634 offenbart. Verwendbare Verstärkungsmaterialien umfassen solche, die als für die Klebstoff-Zusammensetzung geeignet aufgeführt sind. Die Dicke der Polyimidfolie hängt von der Endanwendung ab, sie beträgt jedoch im allgemeinen etwa 0,5 bis 5,0 mil. Zuweilen ist es erwünscht, die Oberfläche der Polyimidfolie zu behandeln, um ihre Haftfähigkeit zu verbessern. Geeignete Oberflächen-Behandlungen sind in den US Patenten 3 821 016, 4 426 253 und 4 725 504 beschrieben.
  • Die Klebstoff-Zusammensetzung kann in einer nicht-gestützten Form durch Auftragen auf ein Trennmittel-Substrat wie beschichtetem Papier oder Polyester hergestellt werden. Sie kann dann in Rollenform gelagert werden. Alternativ kann die Klebstoff-Zusammensetzung direkt auf eine oder beide Seiten eines Nicht-Trennmittel-Substrats, insbesondere Polyimidfolie, aufgetragen werden. Die Klebstoff-Zusammensetzung kann durch gebräuchliche Anwendungsverfahren wie Besprühen, Bedrucken, Bürsten, Tauchbeschichten, Walzenbeschichten und dergleichen aufgetragen werden. Die Klebstoff-Zusammensetzung kann in unterschiedlichen Dicken in Abhängigkeit von der erwünchten Endanwendung aufgetragen werden. Größere Dicken können durch eine Mehrzahl von Beschichtungen erreicht werden. Üblicherweise beträgt die Dicke des Acryl-Klebstoffs wenigstens 0,1 mil, und sie sollte etwa 20 mil nicht überschreiten. Eine bevorzugte Dicke ist 0,1 bis 10 mil, wobei 0,5 bis 3 mil besonders bevorzugt sind.
  • Die mit Klebstoff beschichteten Polyimidfolien der Erfindung können an geeignete Substrate unter Bildung von Laminaten geklebt werden. Geeignete Substrate umfassen Metall und insbesondere Metallfolien aus Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Eisen oder deren Legierungen; Textilgewebe und Faservliese aus natürlichen oder synthetischen Fasern wie Glas, Bor, Polyester, Polyamid, Acryl, usw.; Textilgewebe und Faservliese, die mit Harz wie Polyimid, Polyamid, Epoxy, Acryl imprägniert sind; Papier aus natürlichen oder synthetischen Fasern wie Aramid-Papier; und Folien von Polymeren wie Polyimid, Polyamid, Polyester, Acryl, Epoxy, Polyurethan, usw.. Bevorzugte Substrate umfassen Metall, Polyimidfolie, Aramid- Papier, Glasgewebe und Glasfaservlies und Polyimid- oder Epoxy-imprägniertes Glasgewebe. Besonders bevorzugt ist Kupferfohe.
  • Verschiedene Techniken können zum Verbinden von Material- Oberflächen unter Verwendung der Klebstoff-Zusammensetzungen der Erfindung angewendet werden. Wenn z.B. der Klebstoff als ein Film auf ein Trennmittel-Substrat wie Polyesterfolie oder Polymer-beschichtetes Papier aufgebracht worden ist, können zwei Materialien durch Aufbringen der freigelegten Schicht der Klebstoff-Filme auf eine der Materialien, Abschälen des Substrat-Trägers von dem Klebstoff-Film, somit Freilegen einer zweiten Oberfläche des Klebstoffs, und anschließendem Auftragen der zweiten Material-Schicht auf die freigelegte Oberfläche des Klebstoff-Films unter Druck und Wärme, die ausreichend sind, um Vernetzung des Vernetzungsmittels in dem Klebstoff-Film zu bewirken, verbunden werden.
  • Wenn andererseits die Klebstoff-Zusammensetzung auf einen Nicht-Trennmittel-Träger, Z.B. einer Polyimidfolie aufgetragen wird, kann die Polyimidfolie mit einem zweiten Material wie einer Leiterplatte oder Metallfolie durch Laminieren des Polyimid-beschichteten Komponente-Films auf das zweite Material unter Wärme und Druck, die ausreichend sind, um vollständige Vernetzung des Vernetzungsmittels zu initiieren und durchzuführen, verbunden werden.
  • Standard-Beschichtungsarbeitsweisen können verwendet werden, um die Laminate herzustellen. Diese umfassen Vakuumfolien- Laminierung, Drucklaminierung, Walzenlaminierung, usw.. In jedem Fall werden die Laminate gehärtet, üblicherweise unter Druck, und typischerweise während 60 Minuten bei 180ºC, um den Klebstoff in geeigneter Weise zu vernetzen.
    • Beispiele Testverfahren
  • 1. Schälfestigkeit: Test IPC-TM-650, Methode 2.4.9., Revision A oder B.
  • 2. Flammtest: Underwriters Test 94 VTM-0
  • Dieser Test wurde mit 5 Proben durchgeführt. Um den Test zu bestehen, müssen die Proben aufweisen:
  • a. keine Prüfkörper, die unter Feuerbrand länger als 10 Sekunden nach jeder Anwendung der Flamme brennen;
  • b. eine Gesamtzeit des Feuerbrandes von nicht mehr als 50 Sekunden für die 10 Flammanwendungen für jede Reihe von 5 Prüfkörpern;
  • c. keine Prüfkörper, die unter Feuerbrand oder Glühverbrennung bis zu der 5-inch-Marke brennen;
  • d. keine Prüfkörper, bei denen flammende Teilchen abtropfen, die die trockene, absorbierende Verbandsbaumwolle entzündet, die 12 inch darunter angebracht ist; und
  • e. keine Prüfkörper mit Glühverbrennung, die länger als 30 Sekunden nach dem zweiten Entfernen der Testflamme andauert.
  • 3. Lötmittelfließtest: IPC-TM-650, Methode 2.4.13, mit Kupfer auf beiden Seiten.
  • Eine Probe von doppelseitig beschichteter Kupfer-Plattierung, d.h. Kupfer-Klebstoff-Polyimid-Klebstoff-Kupfer, wurde auf der Oberfläche von Sn/Pb-Lötmittel bei einer Temperatur von 550ºF (288ºC) fließen gelassen. Die Oberfläche wurde auf Blasen oder Delaminierungen untersucht. "Passiert" bedeutet Proben, die nach einem Aussetzen von 10 Sekunden keine sichtbaren Defekte aufwiesen. "Versagen" bedeutet Proben, die vor einem Aussetzen von 10 Sekunden an das Lötmittel Defekte aufwiesen.
    • Materialien
  • FR-1 Decabromdiphenyloxid; Great Lakes DE-83 , Great Lakes Chemical Corp. (West Lafayette, IN)
  • FR-2 Hexabromcyclododecan; Great Lakes CD-75P , Great Lakes Chemical Corp. (West Lafayette, IN)
  • FR-3 Bis(tribromphenoxy)ethan; Great Lakes FF-680 , Great Lakes Chemical Corp. (West Lafayette, IN)
  • FR-4 Poly(pentabrombenzylacrylat); FR-1025 , Ameribrom Corp. (New York, NY)
  • FR-5 Ethylen-bis-(tetrabromphthalimid); Saytex BT-93 , Ethyl Corp. (Baton Rouge, LA)
  • FR-6 Poly(dibromphenylenoxid); Great Lakes PO-64p , Great Lakes Chemical Corp. (West Lafayette, IN)
  • FR-7 Poly(dibromstyrol), %Br = 59; Great Lakes PDBS-80 , Great Lakes Chemical Corp. (West Lafayette, IN)
  • FR-8 Poly(dibromstyrol), %Br = 59; Great Lakes PDBS-10 , Great Lakes Chemical Corp. (West Lafayette, IN)
  • Sb&sub2;O&sub3; Wäßrige Sb&sub2;O&sub3;-Dispersion, Amsperse F/R 291-50, Amspec, Inc., (Gloucester City, NJ)
    • Beispiel 1
  • Dieses Beispiel illustriert die Schälfestigkeit, die erhalten wird, wenn der Latex-Weichmacher der Erfindung zur Herstellung einer Flammverzögerungs-Klebstoff-Zusammensetzung verwendet wird.
  • Die Latex-Weichmacher wurden wie in US Patent 3 822 175 beschrieben, under Verwendung der folgenden Copolymere hergestellt: Gew.-% Bindemittel
  • Für alle Latex-Bindemittel war das Vernetzungsmittel ein Phenol-Formaldehyd-Harz (Ucar BRL-1100&sub1; hergestellt von Union Carbide, Danbury, CT), in einer Menge von 5,0 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Klebstoff-Feststoffe.
  • Der Latex-Weichmacher P-l wurde unter Anwendung der gleichen Verfahrensweise wie der, die zur Herstellung des Latex-Bindemittels verwendet wurde, hergestellt, jedoch ohne irgendein Vernetzungsmittel. Die Copolymer-Zusammensetzung war 15 Gew.- % AN, 80 Gew.-% BA und 5 Gew.-% MAA.
  • Die Klebstoff-Zusammensetzungen wurden durch Vermischen der nachstehend aufgeführten Bestandteile hergestellt: Probe
  • Sowohl das Latex-Bindemittel als auch der Latex-Weichmacher (falls vorliegend) wurden als ein wäßriger Latex mit etwa 48% Feststoffgehalt zugegeben.
  • Fur jede Probe wurde die Mischung mit einer Kugelmühle in einem Mahlgefäß etwa 16 Stunden gemahlen. Die Dispersion wurde dann durch ein 400 mesh-Sieb filtriert. Rakel-Beschichtungen wurden direkt aus der Dispersion auf 1 mil (0,0025 cm) dicke Kapton HN-Polyimidfolie (E.I. Du Pont de Nemours & Co., Wilmington, DE) mit einer 5 mil (0,013 cm) Rakel hergestellt und in einem Saugzugofen bei 100ºC zu einer Klebstoffdicke von 1,2 mil (0,0030 cm) getrocknet. Laminate wurden durch Anordnen der Klebstoff-beschichteten Seite der Kapton -Folie nahe der behandelten Seite von 1 ounce/ft² (0,061 g/cm²) walzengehärtetem Kupfer, und einstündigem Laminieren bei 360ºF (182ºC) und bei 200 psi (35,7 kg/cm²) hergestellt. Die Schälfestigkeit der Laminate wurde gemessen und ist nachstehend angegeben: Schälfestigkeit Probe phli (pounds per linear inch)
    • Beispiel 2
  • Dieses Beispiel illustriert die Flammverzögerungs-Eigenschaften von Klebstoff-Zusammensetzungen der Erfindung, unter Verwendung der bevorzugten Flammverzögerungs-Füllstoffe.
  • Klebstoff-Zusammensetzungen wurden gemäß der in Beispiel 1 angegebenen Verfahrensweise unter Verwendung von 35% Latex- Bindemittel B-1, 15% Weichmacher P-1, 20% organischem Flammverzögerungs-Füllstoff und 10% Sb&sub2;O&sub3;-Füllstoff hergestellt, worin die Prozentangaben, auf das Gewicht an trockenen Klebstoff-Feststoffen bezogen sind. Laminate wurden unter Verwendung dieser Klebstoffe gemäß der in Beispiel 1 angegebenen Verfahrensweise hergestellt.
  • Die Flammverzögerungsmittel, ihre Zersetzungstemperaturen und die Laminat-Testergebnisse sind nachstehend angegeben. Probe Füllstoff Temperatur Schälen Flamme Lötmittel passiert Versagen Temperatur = Zersetzungstemperatur mit 5% Verlust, gemessen durch TGA. Schälen = Schälfestigkeit in pli (0,017 N/mm) Flamme = der wie oben beschriebene Flammtest Lötmittel = Lötmittelfließtest wie oben beschrieben
  • Die Daten zeigen, daß nur solche organische Flammverzögerungs-Füllstoffe, die eine Zersetzungstemperatur von mehr als 288ºC und einen Bromgehalt von mehr als etwa 65% (Proben 2-A und 2-C bis 2-E) haben, den strengen Anforderungen des oben beschriebenen Flamm- und Lötmitteltests genügen. Wenn die Zersetzungstemperatur des Flammverzögerungs-Füllstoffs geringer als 288ºC ist (Probe 1-B), passiert das Laminat nicht den Lötmitteltest, ist jedoch für Anwendungen annehmbar, die kein Löten umfassen. Wenn der Bromgehalt geringer als etwa 65% ist (Proben 2-F bis 2-H), passiert das Laminat nicht den Flammtest, ist aber noch für Anwendungen annehmbar, die geringere Grade der Flammverzögerung erfordern.
    • Beispiel 3
  • Dieses Beispiel illustriert die verschiedenen Arten funktioneller Füllstoffe in den Klebstoff-Zusammensetzungen der Erfindung.
  • Klebstoff-Zusammensetzungen werden gemäß der in Beispiel 1 angegebenen Verfahrensweise unter Verwendung von Materialien hergestellt, die in der nachstehenden Tabelle angegeben sind. Laminate werden unter Verwendung dieser Klebstoffe gemäß der in Beispiel 1 angegebenen Verfahrensweise hergestellt. Gew.-% Komponente Kupferpulver Silberflocken Ruß Aluminiumoxid Glasfaser Gew.- % ist auf trockene Klebstoff-Feststoffe bezogen B-1 = Laminat-Bindemittel P-1 = Weichmacher
  • Proben 3-A und 3-B illustrieren Klebstoffe, die elektrisch leitfähig sind. Probe 3-C illustriert einen Klebstoff der thermisch leitfähig ist. Probe 3-D illustriert einen Klebstoff, der mit einem mechanischen Verstärkungsmittel gefüllt ist. Probe 3-E illustriert einen pigmentierten Klebstoff.

Claims (13)

1. Klebstoff-Zusammensetzung, umfassend:
(a) 40-75 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trokkenen Klebstoff-Feststoffen, eines Latex, umfassend 1-10 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Latex-Komponenten, eines Vernetzungsmittels und 90-99 Gew.-% Trockengewicht, bezogen auf die trockenen Latex- Komponenten, eines Copolymers, umfassend (i) 30-50 Gew. -%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, Acrylnitril, Methacrylnitril oder deren Mischungen, (ii) 45-70 Gew. -%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, Butylacrylat, Ethylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Octylacrylat, Heptylacrylat oder deren Mischungen, und (iii) 1-5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, Methacrylsäure, Acrylsäure, Itaconsäure oder deren Mischungen;
(b) 10-25 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trokkenen Klebstoff-Feststoffen, eines Latex-Weichmachers, umfassend ein Copolymer, umfassend (i) 10-15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, Acrylnitril, Methacrylnitril oder deren Mischungen, (ii) 80-85 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, Butylacrylat, Ethylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Octylacrylat, Heptylacrylat oder deren Mischungen, und (iii) 1-5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, Methacrylsäure, Acrylsäure, Itaconsäure oder deren Mischungen, wobei der Latex-Weichmacher ein Tg von unterhalb dem des Latex-Bindemittels (a) und eine Zersetzungstemperatur von wenigstens 288ºC aufweist, und
(c) 5-50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trockenen Klebstoff-Feststoffen, eines funktionellen Füllstoffs.
2. Klebstoff-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin der funktionelle Füllstoff aus der Gruppe, bestehend aus Flammverzögerungsmitteln, Wärmeleitfähigkeits-Materialien, elektrisch leitfähigen Materialien, mechanischen Verstärkungsmitteln, Pigmenten und deren Mischungen ausgewählt ist.
3. Klebstoff-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin der funktionelle Füllstoff ein Flammverzögerungsmittel ist und in einer Menge von 30-45 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trockenen Klebstoff-Feststoffen, vorliegt.
4. Klebstoff-Zusammensetzung gemäß Anspruch 3, worin der funktionelle Füllstoff umfaßt:
(c1) 20-30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trockenen Klebstoff-Feststoffen, einer bromierten organischen Verbindung mit einem Bromgehalt von mehr als 65 Gew.-% und einer Zersetzungstemperatur von wenigstens 288ºC, und
(c2) 10-15 Gew. -%, bezogen auf die Gesamtmenge an trockenen Klebstoff-Feststoffen, eines Antimonoxids, wobei das Antimonoxid in Form einer wäßrigen Dispersion zugefügt wird, wobei die Dispersion eine Zersetzungstemperatur von wenigstens 288ºC nach dem Entfernen von Wasser hat.
5. Klebstoff-Zusammensetzung gemäß Anspruch 4, worin die halogenierte organische Verbindung aus der Gruppe, bestehend aus Decabromdiphenyloxid, Bis(tribromphenoxy)ethan, Poly(pentabrombenzylacrylat), Ethylen-bis-tetrabromphthalimid und deren Mischungen ausgewählt ist.
6. Klebstoff-Zusammensetzung gemäß Anspruch 4, worin das Copolymer in dem Latex-Bindemittel (a) 35 Gew.-% Acrylnitril, 60 Gew.-% Butylacrylat und 5 Gew.-% Methacrylsäure bezogen auf das Gewicht des Copolymers umfaßt.
7. Klebstoff-Zusammensetzung gemäß Anspruch 4, worin das Copolymer in dem Latex-Weichmacher (b) 15 Gew.-% Acrylnitril, 80 Gew. -% Butylacrylat und 5 Gew.-% Methacrylsäure bezogen auf das Gewicht des Copolymers umfaßt.
8. Laminat, umfassend eine Schicht der Klebstoff-Zusammensetzung des Anspruchs 1, die an einem Substrat haftet.
9. Laminat gemäß Anspruch 8, worin das Substrat eine Abtrennschicht, umfassend Polyester oder Papier, beschichtet mit einem Trennmittel, umfaßt.
10. Laminat gemäß Anspruch 8, worin das Substrat aus der Gruppe, bestehend aus Metallfolie, Polyimid-Folie, Polyaramid-Papier, Textilglasgewebe, Glasfaservlies, Polyimid-imprägnierter Glas faser und Epoxy-imprägnierter Glasfaser ausgewählt ist.
11. Laminat gemäß Anspruch 10, worin das Substrat Polyimid- Folie ist, wobei an der Polyimid-Folie auf beiden Seiten derselben eine Schicht der Klebstoff-Zusammensetzung des Anspruchs 1 haftet.
12. Laminat, umfassend eine Polyimid-Folie, die an eine Schicht der Klebstoff-Zusammensetzung des Anspruchs 1 haftet, welche an einer Metallfolie haftet.
13. Laminat, umfassend eine Polyimid-Folie, die an einer Schicht der Klebstoff-Zusammensetzung des Anspruchs 4 haftet, welche an einer Metallfolie haftet.
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