电子线路板作为航空航天器电子仪器仪表中的重要电子部件, 应具有良好的耐腐蚀性及电绝缘性能, 尤其是在野外、航空、航天及航海等恶劣条件下服役的电子装备, 使用一段时间后, 往往因电子线路板表面防护出现问题, 引起系统故障, 如高盐雾、高湿热、高频等状态下的损耗破坏, 对整个电子系统造成巨大影响。目前, 国内电子线路板防护大都使用"三防“涂料, 即防盐雾、防湿热、防霉菌, 效果也比较好。但大多使用苯、甲苯类溶剂, 对操作人员身体造成很大的伤害。近年来, 随着电子线路板上高频电子元件的增多及在高频电流下应用的增加, 传统的"三防“涂料已不能满足使用要求, 在高频电流冲击下,漆膜的损耗较大, 已不能保障线路板长时间工作的稳定性和安全性。此外, 传统的"三防“涂料在焊接时产生的高温, 对漆膜损耗也较大。为了提高产品的环境适应性, 保证产品在恶劣条件下能正常使用, 并达到要求, 急需集环保、高频性能、"三防“性能、耐高低温性能和高绝缘性能于一身的电子线路板保护涂料, 要求在60~ 150MHz的高频状态下, 涂层保持良好的绝缘性和" 三防"性能。
 

1 试验部分

1. 1 原料

有机硅改性环氧树脂; 低分子量聚酰胺固化剂; 间苯二胺; 二氨基二甲烷; 增韧剂QS- 010; 端羧基液态丁腈橡胶; 聚硫橡胶; 正丁醇; 醋酸乙酯; 其他助剂。

1. 2 合成工艺

由含S i- OR的有机硅聚硅氧烷与双酚A 环氧树脂中的C- OH 键起脱醇反应制得有机硅改性环氧树脂。涂料为双组分包装。A组分为自制的有机硅改性环氧树脂、增韧剂、部分溶剂; B 组分为混合固化剂和部分溶剂。使用时两组分按比例混合, 涂覆在被保护物表面, 在80± 2℃ 下固化4h既可。
 

2 结果与讨论

2. 1 主要成膜物的选择

硅树脂具有优良的耐热性( 高可耐到1200℃ )、耐候性、憎水性和电绝缘性能(可达到1 X1017œ • cm ), 尽管有机硅树脂具有许多优异性能,但也存在一些问题: 一般需高温( 150 ~ 200℃ ) 固化, 固化时间长, 大面积施工不方便; 对基材的附着力差, 耐有机溶剂性差, 温度较高时漆膜的机械强度不好, 价格较高等。为克服这些缺点, 常用有机树脂进行改性。改性有机硅树脂通常兼具两种树脂的优点, 可弥补两种树脂在某些性能上的不足,从而提高使用性能、拓展应用领域。共聚改性主要采用共缩合法, 大多由含- S iOH 或- S iOR ( R 为M e、E t等)的低聚硅氧烷中间体与含C - OH 的有机聚合物出发, 在使用或不使用催化剂的条件下, 脱小分子物质而得[ 1] 。分子两端带有环氧基, 主链含有仲醇侧基及醚键的环氧树脂, 具有优异的粘接性, 固化后机械强度高, 化学稳定性好及耐热性优良, 但其韧性较差,用作电子元器件包封料及涂料时, 常因内应力大而导致开裂, 使耐湿性及电性能等变差。环氧树脂与混容性好的反应性有机硅低聚物缩聚, 所制得的有机硅改性环氧树脂兼具环氧树脂和有机硅树脂的优点, 粘接性能、耐介质、耐水、耐大气老化、电绝缘性等性能均良好, 并且可以用胺类固化剂固化, 降低了固化温度, 同时改进了环氧树脂的断裂强度低、耐磨性差等弱点[ 2 ] 。反应如下:

由于产物中形成了稳定的S i- O - C 键, 所以其耐热性能得以显著的提高, 双酚A 型环氧树脂分子的特殊结构在高频冲击下不会产生过大的内应力, 有机硅低聚物良好的柔韧性可以吸收和降低高频冲击的损伤, 两方面相互作用, 可以使涂层在高频状态下能保持良好的工作状态[ 3] 。

2. 2 固化剂的选择

选择固化剂时, 应考虑固化剂的固化效果及它的分子结构特点。芳香胺加成物固化剂不仅低温固化效果好, 而且形成涂膜的耐水性、耐温性和防腐性皆优异; 苯酚- 甲醛- 胺缩合物对底材的润湿能力强, 低温固化速度快, 涂膜耐化学药品性及耐水性优良; 低分子聚酰胺固化剂既是固化剂, 又是增韧剂, 固化产物耐冲击性好, 固化收缩率小, 耐水性好形成的涂膜有突出的柔韧性, 但固化速度较慢, 加入DMP- 30 或苯酚等作为促进剂可加速固化, 提高体系交联度, 与间苯二胺或二氨基二苯甲烷组成复配固化剂, 可提高耐热性和耐湿热性[ 4] 。我们选择了低分子量聚酰胺固化剂与间苯二胺组成的复配固化剂, 性能对比见表1。