Композиция на основе полиолефина Советский патент 1980 года по МПК C08L23/04 C08K5/34 

(54) КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИОЛЕФИНА

Изобретение относится к области создания комПозиционных материалов для изготовления электроизоляционных элементов в электронной промышлен- . -j ности, например, при изготовлении печатних элементов.

Высокочастотные, электроизоляционные материалы наряду с улучшенными электрофизическими свойствами дол- tO жны обладать высокими физико-механическими свойствами, должны выдерживать без значительного уху/циения свойств воздействия больших механических нагрузок, температур от tS -60 до +120°С и выше. Кроме того, материал должен быть технологичным, т.е. позволять в случае необходимости производить обр.аботку штамповкой, сверлением, принимать 20 заданную форму. Должен обладать высокой прочностью сцепления с метгшлом при изготовлении печатных элементов использование техники многослойных печатных схем пока тормо- 25 зится из-за недостаточной надежности контактов между слоями металла и полимера) .

Большинство исследователей отмечают инертность полиолефинов (ПО) - 30

- 2

полипропи 1ена (пп) и полиэтилена (ПЭ), трудность нанесения на них металлов, в частности меди.

Металлизация поверхности диэлектрического материала открывает возможности изготовления печатных элементов, исключая процессы фольгирования заготовок.

В настоящее время для изготовления печатных элементов методом химической или гашьванохимической метгшлизации находят пр именение полимерные композиционные материалы, в состав которых дополнительно введены пластификаторы и катсшизаторы металлиэсщии - палладий или комплексное соединение олово-палладий и стабилизаторы 1.

Однако наряду с удовлетворительной .способностью к металлизации композиционные материалы, содержащие катализаторы, резко ухудшают показатель диэлектрических потерь, что исключает возможность их применения в высокочайтотных узлах аппаратуры (см. табл.1 и 2)

Известна также полимерная композиция на основе ПП с добавкой стабилизатора и высокомолекулярного 2 или

низкомолекулярного З диметилсилоксанового Лаучука,

Данная композиция обладает удовлетворительными электрофизическими свойствами и работоспособностью S условиях отрицательных и положительных температур в пределах технических требований, но применение ее ограни,чено.отсутствием способности к металлизации поверхности химическим и гальванохимическим методами,

Известно также использование имидо малеиновой кислоты для повышения адгезионной прочности между полиэтиленом основой при получении комбинированных материалов (4 . Однако в данном случ адгезионная прочность недостаточна.

Наиболее близкой к изобретению по составу из уже известных полимерных композиций, исследуемых в качестве диэлектрика в диапазоне рабочих температур от -60 до +120°С, является композиция, состоящая из полиэтилена стабилизатора и синтетического каучука И . ; .

Указанная композиция благодаря введению синтетического каучука обладает высок6й эластичностью при отрицательных температурах (-70°С).

При металлизации таких Материалов адгезия металлов к их поверхности также очень низкая (250 г/см) и не удовлетворяет необходимым требованиям металлизированных, материалов, происходит расслоение...

Целью изобретения является улучшение адгезионных свойств и таким образом повышение способности композиции к металлизации при сохранении работоспособности материала в области температур от -60 до +120°С.

Для достижения указанной цели И3в%стная композиция на основе прлиолефина, содержащая синтетический каучук и стабилизатор, дополнительно содержит имид малеиновой кислоты при следующем соотношении компонентов, вес.%:

; Полиолефин 71,5-98,8 Синтетический каучук1-20

Имид малеинрвой

кислоты0,1-7

Стабилизатор Остальное В качестве синтетического каучука к омпбзиЦия может содержать ЭтИленпропиленовый каучук типа СКЭП, бутилкаучук марки А (БК), полиизобутиленовый типа ШБ-118 или ПИБ-200, дивинилстирольнЫй термоэластопласт,бутадиенстирольный каучук типа СКС-30, силоксановый каучук типа СКТ, диметилвинилсилоксановый каучук типа СКТВ-1, диметилфенилвинисилоксановый каучук типа СКТВ-1, лиметилфенилвинилсилоксановый каучук типа СКТФВ-803 (содержащий 0,3 мол. ванильных групп и 8 мол.% фенильных

групп) или низкомолекулярный силоксновый каучук типа .

.В качестве стабилизатора полипропилена используют топанол КА (Топ), тинувин (Тин) и дилаурилдитиодипропионат (ДЛТДП), а в качеств стабилизаторов пойиэтилена - диафен НН и стеарат Са (СтСа).

В качестве имидов малеиновой кислоты в композициях используют моно- и дим леймиды N, N-o-фенилендималеимид (ТУ 6-09-626-71), N,N-n-фенилендималёимид (ТУ 6-09-59-70), N-фенилмалеимид (ТУ 6-09-41-33-67), N,N-м-фенилендймалеимид (ТУ 6-09-627-71), N-метахлорфенилмалеимид. Композиция может содержат смазку - стеарат кальция и напол- нитель в количестве 0,5-40 вес.%, усиливающий адгезионные свойства материала. В качестве наполнителя компсэзиция может содержать двуокиСь титана, каолин, сажу, стекловолокно, мел.

Предлагаемая полимерная композиция на основе полйолефинов обладает способностью к металлизации без предварительной сенсибилизации и активации поверхности и без применения адгезива, при этом электрофизические свойства материала не ухудшаются. Материал обладает малым значением водопоглощения, что делает изделия из него стабильными по . диэлектрическим характеристикам в эксплуатационных условиях при повышенной влажности. Для повышения физико-меХанических свойств и теплостойкости материал дополнительно облучают ионизирующим излучением, например гамма-лучами.

Технология введения малеимидов в порошкообразный ПП или ПЭ аналогина технологии введения других ингредиентов - стабилизаторов,наполнителей, красителей и т.д. Навеску малеимида, стабилизаторов, наполнителя и тонкоизмельченного синтетического каучука, например СКЭП-60 и силоксанового каучука, например , ввсдят в смеситель типа Бембери и смешивают в течение 20-30 мин при скорости вращения лопастей смесителя 600-1500 об/мин, затем смесь выгружают в экструдер и гранулируют материал. После проведения грануляции материала его прессуют в виде пластин для определения физ1 ко-механических, диэлектрических свойств, металлизируют химическим методом и определяют прочность сцепления фольги с пластиной.

При прессовании пластин в прессформах рекомендуется в качестве присадок использовать целлофан вместо широко распространенной алюминиевой фольги в связи с тем, что адгезия композиции с малеимидами к металлам очень высокая и трудно отделить материал от фольги - рвет ся материсш или металл. Пример 1. При изготовлении композиции в смесь, состоящую из (г) 982,5 полипропилена, 7,5 стабилизаторов - 2,5 ТОП, 2,5 Тин и 2,5 ДЛТДР, 10 тонкоизмельченного этиленпропиленового каучука типа СКЭП-63, вводят 1 г N-фенилмалеини да. Составы композиций примеров 1-26 приведены в табл.1. Данную смесь перемешивают 20 мин в смесителе Бенбери. Полученную смесь загружают в экструдер и при 200240°С изготовляют гранулы. Из гранул методом прессования или экстру зией получают листы, пленку и другие изделия. Режим прессования: температура прессования , вре мя прогрева материала в прессе 25 .мин. При образец вьздерживают 10 мин, затем дают подпрессов , до 100 атм и вьвдерживают образец под давлением 5 мин на каждый 1 мм толщины Образца. Затем по истечени этого времени дают четыре подпрессовки до 220 атм и под этим давлением медленно охлаждают до 40-50°С Полученную заготовку подвергают химической металлизации в ванне, например, следующего состава, г/л: Медь сернокислая 80 Натр едкий60 Глицерин 50 Формалин (30%)30 м Аммиак. (25%)10 мл Время внщержки в ванне 10-12 мин, затем заготовка переносится в ванну следующего состава, г/л: Медь сернокислая - 20 Натр едкий20 Глицерин 35 Формалин (40%)30 мл Аммиак (25%)10 мл Время выдержки 18-25 мин при комнат ной температуре. Физико-механические и адгезионные (прочность сцепления полимера с металлом) свойства приведены в табл.2. Примеры 2-18. Композицию товят и испытывают в условиях приме Состав к

Преялагаекме

i - 0,25 0,25 0,25

ПП+СКЭП

3 - 0,3 0,5 0,5

ПП+СКТФВ-803 3 - 0,3 0,5 0,5

ПП+СКТ

-0,1 М

0,5 М-М

-1,0 П-М ра 1, но используют различные компонентьг и варьируют их количественное содержание. Результаты испытаний приведены в табл.2-3. П. р и м е ры 19-26 (контрольные). .Композиции с различными компонентами и их содержанием готовят и испытывают в условиях примера 1, но не применяют имиды малеиновой кислоты. Результаты испытаний приведены в табл.2-3 . Из данных, представленных в табл.3, видно, что Предлагаемые композиции на основе ПП и ПЭ обладают высокой стабильностью диэлектрических свойств в условиях эксплуатации при воздействии тепла и влаги, что в свою очередь повышает разрешаняцую способность и надежность-радиоэлектронной аппаратуры С целью повышения физико-механических свойств и теплостойкости ПО, модифицированных малеимидами, образцы Облучали дозами 3-25 Мрад, при этом физико-механичебкие свойства ПО повышаются на 20-40%, а теплостойкость повышается на 1525 0. При этом прочность сцепления металла с поверхностью ПО увеличивается на 15-20%. Композиция находит применение в качестве изоляционного материала в электротехнической и электронной промышленности, обладает способностью к металлизации без предвари;тельной сенсибилизации и активации поверхности и без применения адгезива, при этом электрофизические свойства материала не ухудшаются. Материал обладает малым значением водопоглощения, что делает изделия из него стабильными по диэлектрическим характеристикам в эксплуатационных условиях при повышенной влажности и в большом интервале рабочих температур от -60 до . Материал найдет также большое применение в народном хозяйстве в качестве изоляции в кабельных и;зле-. ИЯХ, при получении шлангов, трубок пр. Т а б л и ц а 1 ций

Зависимость адгезионных и физико-механических свойств композиций полиолефинов от содержания малеимидов в композиции

Таблица 2

..ТаблицаЗ

Диэлектрические свойства (при частоте f 10 Гц) композиций на основе полиолефинов при различных воздействиях окружающей

среды

Формула изобретения

Композиция на основе полиолефина, содержащая синтетический каучук и стабилизатор, отличающаяс я тем, что, с целью улучшения адгезионных свойств и способности композиции к металлизации, она дополнительно содержит имид малеиновой кислоты при следующем соотношении компонентов, вес - %: ,

Полиолефин 71,5-98,8

Синтетический

каучук1-20

Имид малеиновой . кислотыО,1-7

Стабилизатор Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1973, с. 102-107.

заявке № 2550781/05,кл. С 08 J 7/18, 1977.

по заявке 2559141/05 кл. С 08 L 23/06, 1977 (прототип).