阻燃环氧树脂
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溴化环氧树脂
• 是近年发展起来的一种新型环氧树脂； • 具有一般环氧树脂的优良的电气绝缘性和 粘接性； • 还具有优异的自阻燃性； • 广泛用于各种阻燃电子元件上。
•
有较大比重。
• 双酚A型环氧树脂占环氧树脂总消费量的80%以上，其次是溴化双酚A型和酚 醛型环氧树脂，其他各种专用环氧树脂消费量相对较小，但近年增长较快。
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国内概况
• 我国环氧树脂工业化始于1958年，至今已有50余年的生产历史。 • 2008年国内环氧树脂生产能力已达120万吨，全年新增产能25万吨， 同比增长20%左右。 • 目前我国环氧树脂生产厂商已达200多家，但产能在0.5万吨/年以上 的厂商却只有十几家，如广东汽巴高分子化工有限公司、安徽黄山、 巴陵石化公司、无锡树脂厂、无锡迪爱生环氧树脂公司、江苏三木集 团公司等。
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阻燃环氧树脂应用领域
• 覆铜板------电子电器基板 • 封装材料------显示、发光、太阳能光伏产 业 • 粘结剂
•北京工商大学
覆铜板
• 覆铜板：将补强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经 热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板。 • 它是做PCB的基本材料，常叫基材。 当它用于多层板生 产时，也叫芯板（CORE）
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封装材料
•北京工商大学
封装材料
• 环氧树脂封装材料，是由主剂，固化剂和光扩散 剂三部份组成，其主要成分为电子级、低粘度环 氧树脂（Epoxy Resin）和助剂、酸无水物 （Anhydride）和高扩散性填料（Filler）。 • 用于LED灯和点阵发光元件的封装。 • 性能要求：在常温时混合物粘度低，可使用期长， 中温、高温硬化速度快，固化物的机械强度、电 气性能优，耐湿性佳，收缩率小，固化物透光性 好，不变色.
引言
• 环氧树脂具有优良的物理机械性能、电绝 缘性能、耐药品性能和粘结性能； • 可以作为涂料、浇铸料、模压料、胶粘剂、 层压材料以直接或间接使用。 • 飞机、航天器中的复合材料、大规模集成 电路的封装材料、发电机的绝缘材料、钢 铁和木材的涂料、机械土木建筑用的胶粘 剂、乃至食品罐头内壁涂层和金属抗蚀电 泳涂装等都大量使用环氧树脂。
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覆铜板等级
• • • • • • • • • • • • • • FR-1 ──酚醛棉纸，这基材通称电木板（比FR-2较高经济性） FR-2 ──酚醛棉纸， FR-3 ──棉纸（Cotton paper）、环氧树脂 FR-4 ──玻璃布（Woven glass）、环氧树脂 FR-5 ──玻璃布、环氧树脂 FR-6 ──毛面玻璃、聚酯 G-10 ──玻璃布、环氧树脂 CEM-1 ──棉纸、环氧树脂（阻燃） CEM-2 ──棉纸、环氧树脂（非阻燃） CEM-3 ──玻璃布、环氧树脂 CEM-4 ──玻璃布、环氧树脂 CEM-5 ──玻璃布、多元酯 AIN ──氮化铝 SIC ──碳化硅
• 目前研究和应用已转向环境友好的无卤阻燃环氧树脂，其 中主要是含磷环氧树脂和硅系阻燃环氧树脂。
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环氧树脂阻燃方法
• 环氧树脂达到阻燃有两种方法，一般可分为“添 加型”和“反应型”两种。 • 由于“添加型”的环氧树脂与阻燃剂之间没有化 学键的作用，导致阻燃效率低、加工和使用中会 迁移、热性能和机械性能降低等缺点，但与反应 型阻燃方法相比，具有工艺简便、成本低廉、原 料来源较为广泛和操作方便等特点。 • 而“反应型”在达到优异的阻燃效果的同时，可 以保持树脂原有的热力学性能， 如玻璃化转变温 度，力学机械性能等。
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环氧树脂结构—性能
CH3Leabharlann BaiduC CH3 H O CH2 C CH2 OH
H2C O
O
n
粘接性
耐腐蚀性
耐热性和刚性 CH3 C CH3
粘接性
O
O CH2 O
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环氧树脂结构—性能
• ①粘结强度高，尤其是环氧基团能与固化剂作用交联生成 大分子，具有很强的内聚力； • ②收缩率低，环氧树脂的固化交联主要是通过开环作用， 派生出部分羟基，它们的氢键缔合作用使分子排列紧密； • ③优良的电绝缘性； • ④稳定性好，固化后的环氧树脂主链是醚键和苯环，三维 交联结构致密又封闭，因此它耐酸、耐碱及多种介质； • ⑤机械强度高； • ⑥良好的加工性。 • 缺点：耐候性差，在紫外线照射下会降解，造成性能下降； 冲击强度低等。
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环氧树脂的国际概况
• • 自1947年在美国实现工业化以来，己有50多年的生产历史。 目前全球环氧树脂生产和消费主要集中在西欧、美国和日本。2005年全球(不 包括我国)环氧树脂产能为180万吨，消费量为120万吨，其中西欧、美国和日 本的产能、消费量合计分别超过120万吨和80万吨，占全球总量的2/3。 世界主要的环氧树脂生产企业为Resolution公司、陶氏化学和Vantico公司， 产能分别为41.5万吨/年、23.9万吨/年和23.5万吨/年，以上3家公司的合计产 能占全球总产能的56%。此外，日本东都化成公司、大日本油墨公司、日本 环氧树脂制造公司以及韩国国部化学(与日本东都化成合资)等公司的产能也占
• 目前各地拟在建环氧树脂产能为55万吨/年，预计2010年我国环氧树 脂产能将达到140万吨/年，占全球总产能的50%以上，届时我国将成 全球最大的环氧树脂生产国。
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环氧树脂阻燃现状
• 普通环氧树脂的氧指数较低(约为19.8)，其易燃性及离火 后的持续自燃容易引发火灾，难以满足那些需要高耐热和 阻燃的应用领域。 • 对环氧树脂聚合物进行改性并以此来提高其阻燃性，目前 对环氧树脂的阻燃改性主要是以卤系为主，如四溴双酚A 环氧树脂。
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反应型环氧树脂阻燃方法
• • • • • (l)用含阻燃结构的单体直接制备环氧树脂； (2)加入阻燃性固化剂； (3)用活化阻燃稀释剂与环氧树脂混合； (4)添加反应型阻燃剂。 对于不同的环氧树脂，可单独地采用适宜 的方法，或几种方法配合使用，使其在保 证其它使用性能的同时达到最佳的阻燃性 能。
溴化环氧树脂
• 是近年发展起来的一种新型环氧树脂； • 具有一般环氧树脂的优良的电气绝缘性和 粘接性； • 还具有优异的自阻燃性； • 广泛用于各种阻燃电子元件上。
•
有较大比重。
• 双酚A型环氧树脂占环氧树脂总消费量的80%以上，其次是溴化双酚A型和酚 醛型环氧树脂，其他各种专用环氧树脂消费量相对较小，但近年增长较快。
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国内概况
• 我国环氧树脂工业化始于1958年，至今已有50余年的生产历史。 • 2008年国内环氧树脂生产能力已达120万吨，全年新增产能25万吨， 同比增长20%左右。 • 目前我国环氧树脂生产厂商已达200多家，但产能在0.5万吨/年以上 的厂商却只有十几家，如广东汽巴高分子化工有限公司、安徽黄山、 巴陵石化公司、无锡树脂厂、无锡迪爱生环氧树脂公司、江苏三木集 团公司等。
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阻燃环氧树脂应用领域
• 覆铜板------电子电器基板 • 封装材料------显示、发光、太阳能光伏产 业 • 粘结剂
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覆铜板
• 覆铜板：将补强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经 热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板。 • 它是做PCB的基本材料，常叫基材。 当它用于多层板生 产时，也叫芯板（CORE）
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封装材料
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封装材料
• 环氧树脂封装材料，是由主剂，固化剂和光扩散 剂三部份组成，其主要成分为电子级、低粘度环 氧树脂（Epoxy Resin）和助剂、酸无水物 （Anhydride）和高扩散性填料（Filler）。 • 用于LED灯和点阵发光元件的封装。 • 性能要求：在常温时混合物粘度低，可使用期长， 中温、高温硬化速度快，固化物的机械强度、电 气性能优，耐湿性佳，收缩率小，固化物透光性 好，不变色.
引言
• 环氧树脂具有优良的物理机械性能、电绝 缘性能、耐药品性能和粘结性能； • 可以作为涂料、浇铸料、模压料、胶粘剂、 层压材料以直接或间接使用。 • 飞机、航天器中的复合材料、大规模集成 电路的封装材料、发电机的绝缘材料、钢 铁和木材的涂料、机械土木建筑用的胶粘 剂、乃至食品罐头内壁涂层和金属抗蚀电 泳涂装等都大量使用环氧树脂。
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覆铜板等级
• • • • • • • • • • • • • • FR-1 ──酚醛棉纸，这基材通称电木板（比FR-2较高经济性） FR-2 ──酚醛棉纸， FR-3 ──棉纸（Cotton paper）、环氧树脂 FR-4 ──玻璃布（Woven glass）、环氧树脂 FR-5 ──玻璃布、环氧树脂 FR-6 ──毛面玻璃、聚酯 G-10 ──玻璃布、环氧树脂 CEM-1 ──棉纸、环氧树脂（阻燃） CEM-2 ──棉纸、环氧树脂（非阻燃） CEM-3 ──玻璃布、环氧树脂 CEM-4 ──玻璃布、环氧树脂 CEM-5 ──玻璃布、多元酯 AIN ──氮化铝 SIC ──碳化硅
• 目前研究和应用已转向环境友好的无卤阻燃环氧树脂，其 中主要是含磷环氧树脂和硅系阻燃环氧树脂。
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环氧树脂阻燃方法
• 环氧树脂达到阻燃有两种方法，一般可分为“添 加型”和“反应型”两种。 • 由于“添加型”的环氧树脂与阻燃剂之间没有化 学键的作用，导致阻燃效率低、加工和使用中会 迁移、热性能和机械性能降低等缺点，但与反应 型阻燃方法相比，具有工艺简便、成本低廉、原 料来源较为广泛和操作方便等特点。 • 而“反应型”在达到优异的阻燃效果的同时，可 以保持树脂原有的热力学性能， 如玻璃化转变温 度，力学机械性能等。
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环氧树脂结构—性能
CH3Leabharlann BaiduC CH3 H O CH2 C CH2 OH
H2C O
O
n
粘接性
耐腐蚀性
耐热性和刚性 CH3 C CH3
粘接性
O
O CH2 O
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环氧树脂结构—性能
• ①粘结强度高，尤其是环氧基团能与固化剂作用交联生成 大分子，具有很强的内聚力； • ②收缩率低，环氧树脂的固化交联主要是通过开环作用， 派生出部分羟基，它们的氢键缔合作用使分子排列紧密； • ③优良的电绝缘性； • ④稳定性好，固化后的环氧树脂主链是醚键和苯环，三维 交联结构致密又封闭，因此它耐酸、耐碱及多种介质； • ⑤机械强度高； • ⑥良好的加工性。 • 缺点：耐候性差，在紫外线照射下会降解，造成性能下降； 冲击强度低等。
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环氧树脂的国际概况
• • 自1947年在美国实现工业化以来，己有50多年的生产历史。 目前全球环氧树脂生产和消费主要集中在西欧、美国和日本。2005年全球(不 包括我国)环氧树脂产能为180万吨，消费量为120万吨，其中西欧、美国和日 本的产能、消费量合计分别超过120万吨和80万吨，占全球总量的2/3。 世界主要的环氧树脂生产企业为Resolution公司、陶氏化学和Vantico公司， 产能分别为41.5万吨/年、23.9万吨/年和23.5万吨/年，以上3家公司的合计产 能占全球总产能的56%。此外，日本东都化成公司、大日本油墨公司、日本 环氧树脂制造公司以及韩国国部化学(与日本东都化成合资)等公司的产能也占
• 目前各地拟在建环氧树脂产能为55万吨/年，预计2010年我国环氧树 脂产能将达到140万吨/年，占全球总产能的50%以上，届时我国将成 全球最大的环氧树脂生产国。
•北京工商大学
环氧树脂阻燃现状
• 普通环氧树脂的氧指数较低(约为19.8)，其易燃性及离火 后的持续自燃容易引发火灾，难以满足那些需要高耐热和 阻燃的应用领域。 • 对环氧树脂聚合物进行改性并以此来提高其阻燃性，目前 对环氧树脂的阻燃改性主要是以卤系为主，如四溴双酚A 环氧树脂。
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反应型环氧树脂阻燃方法
• • • • • (l)用含阻燃结构的单体直接制备环氧树脂； (2)加入阻燃性固化剂； (3)用活化阻燃稀释剂与环氧树脂混合； (4)添加反应型阻燃剂。 对于不同的环氧树脂，可单独地采用适宜 的方法，或几种方法配合使用，使其在保 证其它使用性能的同时达到最佳的阻燃性 能。