Способ изготовления слоистых металлополимерных материалов

(щ 870192 Союз Соввтскнк Социалистических Рвспубинк) Дополнительное к авт. свид-ву) Заявлено 181079 (21) 2829525/23 рисоедииеиием заявки М -51)М, Кл.В 32 В 15/08 В 41 й 1/22 арственный комитеСССРделам изобретенийн открытий ос(23) Приоритет Опубликовано етень йо 3 7.10.81. ДК 678.02 94(088 8) аиия описания 07.10,81 ата опублик А. Белый, В.А. Гольдаде, А.С. Неверови Л.С. Пинчукг 72) Авторыиэобретени титут механики металлополимерныхсистем АН Белорусской ССР ь) СПОСОБ ИЗГОТО к слоистымпроизводиков, ип оиэво стве кое каодность ино равноериала.чение межталлополи 10 Это достигается тем, что в способеизготовления слоистых металлополимер-;,ных материалов, включающем формирова ние пакета из чередующихся листов. термопласта и металлов с последующимвоздействием электрического тока,при формировании пакета чередуютлисты из металлов с различной вели чиной стандартных электрохимическихпотенциалов, соединяют их проводниками с сопротивлением ие менее чемна порядок чиже внутреннего сопротивления формируевюго пакета и термо обрабатывают при температуре на20-60 оС вьаае температуры плавлениятермопласта в течение времени, преманающего время, необходимое длядостижения максимальной фактической 30 площади касания в контакте полимер- . ского ви атягом, а такжеобъема металдаф а рулона увеличен Намокатар Изобретение относитсяматериалам, в частности к ству фольгированных пласт может найти применение в р д печатных плат.Известен способ изготовления изделий из слоистого материала путем горячего прессования пакетов листовых заготовок, проптанных связующим материалом, по которому заготовки предварительно перфорируют и набирают в пакеты так, чтобы отверстия в каждом из них полностью или частично перекрывались сплошными участкаьы Г 11Однако этот способ довольно сложен.и при нем невозможно получить необходимую прочность сцепления полимерных и металлических слоев.Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления слоистых металлополимерных материалов, включающий формирование пакета из чередующихся листов термопласта и металлов путем заматывания их с натягом в рулон с последующим воздейстем электриче - тока (2. Я СЛОИСТЫХ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЬАТЕРИАЛОВ и полимера при нагревании способст вуют плотномуприлипанию полимерног материала к фольге. Недостатки способа - низ чество поверхности, неоднор толщине, а также недостаточ мерная адгезия по длине мат Цель изобретения - увели слоевой адгизии слоистых ме мерных материалов.металл, на 0,2 - 0,3 кс. Причем листы из чередующихся электроположительних и электроотрицательных металлов соединяют между собой попарно или последовательно.На фиг. 1 показан пример осуществления способа.формируют пакет чередующихся полимерных и металлических листов 1 ,и 2 соответственно, причем металлиеческие листы различаются по величине стандартных электродных потенциалов, например, электроположительная медь ( +) и электроотрицательный алюминий (-). Разнородные металлы электрически соединяют при помощи проводико 315Сформированный пакет помещают между плитами 4 и 5 пресса и подвергают горячему прессованию,При замыкании металлических листов проводниками последние должны 2 ц иметь сопротивление по крайней мере на порядок ниже внутреннего сопротивления Формируемого пакета. Обусловлено это тем, что в процессе термообработки замкнутого пакета Функцио- р 5 нируют гальванические элементы. Как известно, при заикании гальванического элемента изменяется его напряжение и тем в большей степени, чем больше сила тока, проходящего через элемент. Изменение напряжения элемента обусловлено поляризацией электродов и омическим падением. напряжения в электролите( =- Ь Е - О = Е - (Ь 1 к + Ь 6 а) -1 Ф,где О - напряжение элемента;АО- омическое падение напряжения; ЬЕф,й- поляризация, элемента, катодаи анода; 401 - сила тока;омическое сопротивление элемента.При разработке химических источников тока стремятся максимально сни зить внутреннее сопротивление. Гальванические элементы обычно имеют внутреннее сопротивление г= 1-20 Ом. В случае полимерной прослойки, расположенной между разнородными металлами, внутреннее сопротивление гальванической пары значительно выше. Например, лист поливинилбутираля толщиной 200 мкм и площадью 1 и обладает при комнатной температуре сопротивлением к 2 10 в Ом. При этом ток, протекающий в такой гальванической паре при нагревании, не превышает 100 мкА. Эначения электрохимической и концентрационной поляризации при таких токах невелики, поэтому падение напря- р) жения в гальванической паре определяется в основном внутренним сопротивлением элемента. Поскольку величина тока определяется полным сопрсгивлением, то для поддержания первоначального напряжения на электродах с точностью до 8-10, сопротивление проводников, соединяющих металлические листы, должно быть по крайней мере на порядок ниже внутреннего сопротивления гальванической пары.П р и м е р 1. Иэ порошкообразного пентапласта марки А горячим прессованием готовят пленки толшвной 300 мкм.Пленки помещают между, металлическими обкладками, обладающими различнымн электрохимическими потенциалами. Использованы электро- положительная медь( 9 р = 0,34 В) и электроотрицательный алюми:ий (90 1,66 В) в виде фольги толщиной 75 мкм. Склейки формируют в термо-, шкафу под давлением 0,01 МН/м, затем охлаждают на воздухе.Для сравнения адгеэионной прочности полимер - металл образцы готовят двух типов: в одном случае металлические обкладки в процессе термообработки электрически замкнуты, в другом - обкладки разомкнуты.Температуру термообработки образцов выбирают .из условия формирования максимальной Фактической площади касания в контакте металл - полимер. В этом случае наблюдается наибольшая адгезия. Для термопластичных полимеров эта температура на 20-60 выше температуры плавления.После термообработки образцов в течение различного времени определяют адгезию полимера к металлу. Для этого отбирают склейки толщиной 3004 10 мкм,разрезают их на полоски ши- риной 10 мм и отслаивают фольгу от полимера с помощью разрйвной машины со скоростью 2 мм/с. Полученные результаты свидетельствуют, что при замыкании обкладок прочность адгезионных соединений пентапласт - алюминий и пентапласт - медь увеличивается в 1,5-2 раза по сравнению с разомкнутыми обкладками. Объясняется это функционированием гальванической пары при замыкании металлических компонентов склеек, что подтверждается возникновением тока в цепи .металл(1)- полимер-металл(2), направление которого однозначно определяется величиной и знаком электрохимических готенциалов, характерных для металлов, образукщих пару электродов.П р и м е р 2. Полимерные пленки готовят из поливинилбутираля (ЛВБ) методом горячего прессования. В качестве металлических обкладок используют медь(Я, +0,34 В) и свинец= =-0,13 В) в виде фольги толщиной 75 мкм. Температура термообработки склеек 180 ОС, время термообработки 2,1 кс. Испятания на адгезию осуществляют по методике, описанной в примере 1. Для разомкнутых в процессе термообработки образцов адгезия составила: Сц-ПВБ 0,18 кН/м, РЬ-ПВБ 0,24 кН/м.Для замкнутых обкладок Си-ПВБ 0,28 кН/м, РЬ-ПВБ 0,31 кН/м, т.е. прочность адгезионных соединений для замкнутых образцов увеличивалась в 1,3-1,6 раза.Таким образом, применение в мно5 гослойных материалах металлов, обладающих различными электрохимическими потенциалами, позволяет значительно повысить адгезию между полимерными и металлическими слоями. 10Соединение металлических листов проводниками можно осуществлять различными способами: попарно (фиг. 2), параллельно (фиг. 3) , последовательно (фиг. 4).В первом случае (фиг. 2) получим чередование слоев полимера с повышенной адгезией к металлу (первый и второй металлические листы с первым полимерным слоем, третий и четвертый металлические листы с третьим лолимерным слоем и т,д.) и обычной адгезией (второй и третий металлические листы со вторым полимерным слоем и т.д.). Данный метод удобен, например, в том случае, когда потребителю 25 многослойного материала необходимо разделить пакет на части с определен-ным количеством полимерных и металлических слоев.При параллельном и последователь- Зр ном соединении металлических листов электрохимическое взаимодействие полимера с металлом будет осуществляться для любой пары металлов, т.е. в каждой полимерной прослойке. Поэто- З .му все соединения металл - полимер будут обладать повышенной адгезией.Способ, изображенный на фиг. 3, может быть реализован в том случае, когда листы из электроположительного металла выступают в одну сторону, 40 а из электроотрицательного в дрУгую,Последовательное соединение всех металлических листов (фиг. 4) возможно прн помощи одного или двух пуансонов-фиксаторов, служащих одновре менно заликающими проводниками.При получении многослойного металлополимерного материала в виде рулона производят намотку чередующихся металлических и полимерных лент в щ рулон с натягом, замякают проводниками разнородные металлы и осуществляют термообработку. Из-за различных величин коэфФициентов объемного расширения полимера и металла в рулоне возникают значительные внутренн.е напряжения, способствующие улучшению адгезии. Поэтому термоообработка в рулоне аналогична процессу горячего прессования чередующихся слоеа полимера и металла в пакете.Предложенный способ может найти широкое применение для производства фольгированных пластиков, предназначенных для изготовления печатных схем в радиоэлектронике, вычислительной технике и других отраслях пролыаленности, Потенциальными потребителями фольгированных пластиков являются автомобилестроение и приборостроение, конденсаторо-и трансжорматоростроение, бытовая техника и др,формула изобретения1, Способ изготовления слоистых металлополимерных материалов, включакщий формирование пакета из чередующихся листов термопласта и металлов с последующим воздействием электрического тока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения межслоевой адгезии, при Формировании пакета чередуют листы из металлов с различной величиной стандартных электрохимических потенциалов, соединяют их проводниками с сопротивлением не менее чем на порядок ниже внутреннего сопротивления формируемого пакета и термообарабатывают при температуре на 20-60 С выше температуры плавления термопласта в тенекие времени,. превышающего время, необходимое для достижения максимальной фактической площади касания в контакте полимер - мЕталл, на0,2-0,3 кс.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью избирательного регулирования адгезионной прочности отдельных слоев, листы из чередующихся электроположительных и электроотрицательных металлов соединяют между собой попарно или после" довательно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1Авторское свидетельство СССР Р 270243, кл. В 29 О, 1966. 2, Авторское свидетельство СССР 9 231098, кл, В 29 Ь, 1967 (прототип).870192 Составитель Л. ягодкинаРедактор Т. Колодцева Техред М.Рейвес Корректор М. Демчик ПоР каз 8814/38 Тираж 497 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 113035 Москва, Ж, Раушская на