Электроизоляционный лак

Изобретение относится к электроизоляционным лакокрасочным материалам для покрытия печатных плат и электронных изделий. Лак содержит лаковую основу, функциональную добавку, повышающую твердость покрытия, сиккатив НФ и ингибитор радикальной полимеризации метилэтилкетоксим. В качестве лаковой основы он содержит олигомер с сильнополярными хромановыми кольцами. Олигомер получен взаимодействием тунгового масла и феноло-формальдегидной смолы марки 101Л, взятых в эквивалентном соотношении 1:0,15-0,18 соответственно, при нагревании указанной смеси в течение 60 минут при температуре 160°С. После прекращения выделения воды повышают температуру до 182°С до достижения вязкости 25-36 сек. Олигомер вводят в состав в 50% ксилольном растворе. В качестве функциональной добавки используют эфир канифоли с глицерином. Соотношение компонентов следующее, мас.%: олигомер - 31,0-36,2, эфир канифоли с глицерином - 9,0-3,8, сиккатив НФ - 2,00, метилэтилкетоксим - 0,60, ксилол - остальное. Технический результат заключается в расширении сырьевой базы, замене не выпускающегося в промышленном масштабе плавленого янтаря на эфир канифоли с глицерином, повышении доли нелетучих веществ, эластичности и электрической прочности покрытия. 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к полимерной химии, в частности электроизоляционным лакокрасочным материалам для покрытия печатных плат и электронных изделий.

По совокупности эксплуатационных и технологических характеристик для защиты печатных плат и электронных узлов, эксплуатирующихся в жестких климатических условиях, применение лаковых покрытий является наиболее оптимальным решением.

Согласно Нормам машиностроения СССР МН 4200-62 рекомендовано использовать для электрической изоляции лакокрасочные покрытия на основе высокополярных полимеров, таких как эпоксидные, уретановые, фенольные и кремнийорганические смолы (В.Б.Тихомиров. Полимерные покрытия в атомной технике. - М.: Атомиздат, 1965, стр.262-266).

Известны электроизоляционные лаки на основе полиэфирных смол. Так, известен электроизоляционный лак ПЭ-939 (ТУ 16-504.026-74), в состав которого входят полиэфирная смола, органические растворители, полибутилтитанат.

Известны электроизоляционные лаки на основе полиэфиримидных смол (патент РФ №2073273, Н01В 3/42, опубл. 10.02.97, БИ №4), содержащие олигоэфиримид, модифицированный полиорганосилоксанами (полиметил-, полиэтил- и полиметилфенилсилоксановые жидкости), ароматический растворитель и тетрабутоксититан. В качестве ароматического растворителя используют трикрезол и сольвент. Провод, эмалированный этим составом, удовлетворяет требованиям к эмалированным проводам с температурным индексом 155.

Недостатком данного состава лака является использование дорогостоящего трикрезола.

Известны лаки класса нагревостойкости F (155°С) на основе гидроксилсодержащих олигоэфиров, блокированных полиизоцианатов и органических растворителей (Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого, В.В.Пасынкова, Б.М.Тареева. Т.1. М.: Энергоатомиздат, 1986. 367 с.; В.В.Астахин, В.В.Трезвов, И.В.Суханова. Электроизоляционные лаки. М.: Химия. 1981. 216 с.).

Недостатками этого лака являются использование дорогостоящего, дефицитного и токсичного блокированного полиизоцианата, относительно высокая вязкость при невысоком содержании нелетучих веществ, ограниченная жизнеспособность лака и невысокая цементирующая способность отвержденного состава.

Несмотря на широкий ассортимент синтетических смол, используемых для получения электроизоляционных лаков, в их производстве используют комбинации натуральных масел. Наиболее быстровысыхающими маслами являются тунговое и льняное масло.

Однако на их основе не всегда удается получить достаточно хорошо сформированное покрытие. В этом случае в состав лакового связующего вводят соединения, повышающие твердость покрытия и сокращающие время их химического и физического отверждения покрытий.

Наиболее близким по технической сущности прототипом настоящего изобретения является электроизоляционный лак ФЛ-582, выпускаемый Одесским лакокрасочным заводом по ТУ 6-10-1236-77.

Лак ФЛ-582 содержит в мас.ч. следующие компоненты:

масло тунговое	24,10
смола феноло-формальдегидная «101Л»	7,02
парафин	0,72
янтарь плавленый	8,98
сиккатив ЖК-1	2,33
ксилол	18,07
уайт-спирит	42,77

Наличие в рецептуре лака ФЛ-582 плавленого янтаря придает лаковому покрытию более высокую твердость, повышает блеск, атмосферостойкость и пробивное сопротивление.

Техническим результатом данного изобретения является расширение сырьевой базы, замена не выпускающегося в промышленном масштабе плавленого янтаря, повышение доли нелетучих веществ, эластичности и электрической прочности покрытия.

Для достижения указанного технического результата предлагается электроизоляционный лак для покрытия печатных плат и электронных изделий, содержащий лаковую основу, функциональную добавку, повышающую твердость покрытия, сиккатив НФ и ингибитор радикальной полимеризации метилэтилкетоксим, при этом в качестве лаковой основы он содержит олигомер с сильнополярными хромановыми кольцами, полученный взаимодействием тунгового масла и феноло-формальдегидной смолы марки 101Л, взятых в эквивалентном соотношении 1:0,15-0,18 соответственно, при нагревании указанной смеси в течение 60 минут при температуре 160°С до прекращения выделения воды с последующим повышением температуры до 182°С и достижением вязкости 25-36 сек, введенный в состав в 50% ксилольном растворе, а в качестве функциональной добавки - эфир канифоли с глицерином, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

олигомер	31,0-36,2
эфир канифоли с глицерином	9,0-3,8
сиккатив НФ	2,00
метилэтилкетоксим	0,60
ксилол	остальное

Отличительными признаками заявляемого электроизоляционного лака от прототипа - лака ФЛ-582 являются:

- использование в качестве лаковой основы олигомера с сильнополярными хромановыми кольцами;

- наличие в рецептуре вместо плавленого янтаря эфира гарпиуса (эфира канифоли с глицерином), повышающего не только физико-механические, включая водостойкость, но и электроизоляционные свойства покрытия;

- замена парафина на смесь сиккатива с метилкетоксимом (МЭКО);

- использование в качестве растворителя только ксилола.

Электроизоляционный лак получают следующим образом.

Пример 1.

В реакционную колбу, снабженную прямым холодильником, загружают тунговое масло и фенолформальдегидную смолу марки 101Л в эквивалентном соотношении 1:0,15. Смесь нагревают в течение 60 минут при 160°С и выдерживают до прекращения выделения воды. После этого полученный олигомер нагревают в течение 60 минут при 160°С и выдерживают до прекращения выделения воды. После этого полученный олигомер нагревают до 182°С и выдерживают при этой температуре в течение 3 часов до достижения остановочной вязкости (25-36 сек). После охлаждения смеси до 120°С добавляют ксилол для получения 50% раствора. В полученный раствор вводят эфир канифоли и глицерина (эфир гарпиуса), после чего добавляют сиккатив из группы нафтеновых по ГОСТ 1003-73, преимущественно марки НФ1, в количестве 2 мас.% и метилкетоксим (МЭКО) в количестве 0,60 мас.% от общей массы лаковой основы, полученную смесь перемешивают.

Пример 2.

В реакционную колбу, снабженную прямым холодильником, загружают тунговое масло и фенолформальдегидную смолу марки 101Л в эквивалентном соотношении 1:0,18. Смесь нагревают в течение 60 минут при температуре 160°С до прекращения выделения воды. Затем поднимают температуру до 178°С и выдерживают при этой температуре 120 минут до достижения остановочной вязкости (25-36 сек), после чего добавляют ксилол до получения 50% раствора олигомера в ксилоле. В полученный раствор вводят эфир канифоли с глицерином (эфир гарпиуса), после чего добавляют сиккатив из группы нафтеновых по ГОСТ 1003-73, преимущественно марки НФ1, в количестве 2% и метилкетоксим (МЭКО) в количестве 0,60% от общей массы лаковой основы. Полученную смесь перемешивают.

Полученный лак наносят на печатные платы или электронные изделия методом распыления с вязкостью 12-13 сек в ксилоле по следующей схеме:

№ п\п	Режим нанесения, кол-во слоев	Толщина, мм	Сушка, час	Температура, °С
1	Слой лака	20-25	0,8	20
2	Тот же слой	20-25	8-10	65
3	2 слоя лака	20-25	0,8	20
4	Тот же слой	20-25	8-10	65

Сравнительные показатели свойств заявляемого электроизоляционного лака и прототипа приведены в табл.1.

Как показывают данные табл.1, при замене основных компонентов состава лака-прототипа главные показатели функциональных свойств электроизоляционного лака по настоящему изобретению - эластичность и электрическая прочность выше, чем у прототипа, что подтверждает достижение заявленного технического результата.

Таблица 1
№ п/п	Наименование показателей	Прототип по ТУ 6-10-1230-77	Электроизоляционный лак по данному изобретению (Пример 1)	Электроизоляционный лак по данному изобретению (Пример 2)
1.	Цвет и внешний вид	Прозрачная однородная жидкость коричневого цвета	Соответствует	Соответствует
2.	Чистота	После высыхания лак образовывает гладкую прозрачную пленку без сыпи	Соответствует	Соответствует
3.	Условная вязкость по вискозиметру В3-246, при 20°С, сек	15-35	25-36	25-36
4.	Массовая доля нелетучих веществ, %	39±4	48,0	48,0
5.	Время высыхания до ст.3, час не более при 60°С±2°С	4,0	3,5	4,0
	при 120°С±2°С	2,0	2,0	2,0
6.	Эластичность, мм, не более	3	1	1
7.	Стойкость покрытия к статическому воздействию 5% раствора NaCl 20°С, не менее, час	50	50	50
8.	Электрическая прочность при 20°С, кВ/мм, не менее	60	100	80
9.	Прочность на удар по «У1», кг/см	Нет данных	50	45

Электроизоляционный лак для покрытия печатных плат и электронных изделий, содержащий лаковую основу, функциональную добавку, повышающую твердость покрытия, сиккатив НФ и ингибитор радикальной полимеризации метилэтилкетоксим, при этом в качестве лаковой основы он содержит олигомер с сильнополярными хромановыми кольцами, полученный взаимодействием тунгового масла и феноло-формальдегидной смолы марки 101Л, взятых в эквивалентном соотношении 1:0,15-0,18 соответственно, при нагревании указанной смеси в течение 60 мин при температуре 160°С до прекращения выделения воды с последующим повышением температуры до 182°С и достижении вязкости 25-36 с, введенный в состав в 50%-ном ксилольном растворе, а в качестве функциональной добавки - эфир канифоли с глицерином, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

олигомер	31,0-36,2
эфир канифоли с глицерином	9,0-3,8
сиккатив НФ	2,00
метилэтилкетоксим	0,60
ксилол	остальное