Композиция на основе полиолефина

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.2 С 08 (. 23/04С 08 К 5/34 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 150780 А.Э. Чеботаревский, В.В. Ерченков, М,С. Габутдинов,В.А. Краснов, А.П. Лосото, Г.В. Блинов,В.С. Новиков,А,В. Смоляков, Ю.И. Котов и В.М. Морозов(72 Авторы изобретения Московский ордена Трудового .Красного Знамениинститут нефтехимической и газовой промышленностиим. И.М. Губкина(54) КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИОЛЕФИНА Изобретение относится к области создания композиционных материалов для изготовления электроизоляционных элементов в электронной промышленности, например, при изготовлениипечатных элементов.Ъ Высокочастотные. электроизоляционные материалы наряду с улучшенными электрофизическими свойствами должны обладать высокими физико-механическими свойствами, должны выдерживать без значительного ухудшения свойств воздействия больших механических нагрузок, температур от -60 до +120 С и выше. Кроме того, материал должен быть технологичным, т.е. позволять в случае необходимости производить обработку штамповкой, сверлением, принимать заданную форму. Должен обладать высокой прочностью сцепления с металлом при изготовлении печатных элементовиспользование техники многослойных печатных схем пока тормозится из-за недостаточной надежности контактов между слоями металла и полимера).Большинство исследователей отмечают инертность полиолефинов (ПО) полипропилена (ПП) и полиэтилена (ПЭ), трудность нанесения наних металлов, в частности меди.5 Металлизация поверхности диэлектрического материала открывает возможности изготовления печатных элементов, исключая процессы фольгирования заготовок.10 В настоящее время для изготовления печатных элементов методом химической или гальванохимической металлизации находят применение полимерные композиционные материалы, в сос тав которых дополнительно введеныпластификаторы и катализаторыметаллизации - палладий или комплексное соединение олово-палладий и стабилизаторы (,11.20 Однако наряду с удовлетворительной .,способностью к металлизации композиционные материалы, содержащие катализаторы, резко ухудшают показатель ди"электрических потерь, что исключает 25 возможность их применения в высокочастотных узлах аппаратуры (см.табл 1 и 2)Известна также полимерная композиция на основе ПП с добавкой стабили затора и высокомолекулярного 2) илинизкомолекулярного 31 диметилсилоксанового каучука,Данная композиция обладает удовлетворительными электрофизическими свойствами и работоспособностью в 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 имидовмалеиновой кислоты для повышения адгезионной прочности между полиэтиленом -основой при получении комбинированныхматериалов 4 . Однако в данном случаеадгезионная прочность недостаточна.Наиболее близкой к изобретению посоставу из уже известных полимерныхкомпозиций, исследуемых в качестведиэлектрика в диапазоне рабочих температур от -60 до +120 ОС, являетсякомпозиция, состоящая иэ полиэтилена,стабилизатора и синтетического каучука 53,Указанная композиция благодарявведению синтетического каучука обладает высокой эластичностью при отрицательных температурах (-70 С).При металлизации таких материаловадгезия металлов к их поверхности .также очень низкая (250 г/см) и неудовлетворяет необходимым требованиям металлизированных материалов,происходит расслоениеЦелью изобретения является улучшение адгезионных свойств и такимобразом повышениеспособности композиции к металлизации при сохранении работоспособности материала в,области температур от -60 до +120 С,оДля достижения указанной целиизвестная композиция на основе полиолефина, содержащая синтетическийкаучук и стабилизатор, дополнительносодержит имид малеиновой кислотыпри следующем соотношении компонентов, вес.%:Полиолефин 71,5-98,8Синтетическийкаучук 1-20Имид малеиновойкислоты 0,1-7Стабилизатор ОстальноеВ качестве сйнтетичЕского каучукакомпозиция может содержать этилен-.Йропиленовый каучук типа СКЭП,бутилкаучук марки "А" (БК), полиизобутиленовый типа ПИБилиПИБ, дивинилстирольный термо-эластопласт,бутадиенстирольный каучук типа СКС-ЗО, силоксановый каучуктипа СКТ, диметилвинилсилоксановыйкаучук типа СКТБ, диметилфенилвинилсилоксановый каучук типа СКТБ,диметилфенилвинилсилоксановый каучуктипа СКТФВ(содержащий 0,3 мол.Ъвинильных групп и 8 мол.Ъ фенильных групп) или низкомолекулярный силоксановый каучук типа СКТН"А".В качестве стабилизатора полипропилена используют топанол "КА""НН" и стеарат Са (СтСа).В качестве имидов малеиновойкислоты в композициях используют мо 110но- и дималеимиды М,й-о-фенилендималеимид (Ту 6-09-626-71), М,М-пФ(ТУ 6-09-627-71), М-метахлорфенилмалеимид. Композиция может содержатьсмазку - стеарат кальция и наполнитель в количестве 0,5-40 вес,Ъ,усиливающий адгезионные свойстваматериала. В качестве наполнителя20 композиция может содержать двуокись титана, каолин, сажу, стекловолокно,мел.Предлагаемая полимерная композиция на основе полйолефинов обладает25 способностью к металлизации безпредварительной сенсибилизации иактивации поверхности и без применения адгезива, при этом электрофизические свойства материала не ухудшаются. Материал обладает малым значением водопоглощения, что делаетизделия из него стабильными подиэлектрическим характеристикам вэксплуатационных условиях при повыЗ 5. шенной влажности. Для повышения физико-механических свойств и теплостойкости материал дополнительнооблучают ионизирующим излучением,например гамма-лучами.Технология введения малеимидов4 О в порошкообразный ПП или ПЭ аналогична технологии введения других ингредиентов - стабилизаторов,:наполнителей, красителей и т.д. Навескумалеимида, стабилизаторов, напол 45.нителя и тонкоизмельченного синтетического каучука, например СКЭП,и силоксанового каучука, напримерСКТН"А", вводят в смеситель типаБембери и смешивают в течение20-30 мин при скорости вращения лопастей смесителя 600-1500 об/мин,затем смесь выгружают в экструдери гранулируют материал. После проведения грануляции материала его55прессуют в виде йластин для определения Физико-механических, диэлектрических свойств, металлизируютхимическим методом и определяютпрочность сцепления фольги с пластиной,60 При прессования пластин в прессформах рекомендуется в качествеприсадок использовать целлофанвместо широко распространенной алюминиевой фольги в связи с тем, что5 адгезия композиции с малеимидами+СКТ к .металлам очень высокая и трудно отделить материал от фольги - рвется материал или металл.П р и м е р 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, вводят 1 г М-фенилмалеинида. Составы композиций примеров 1-26 приведены в табл,1. Данную смесь перемешивают 20 мин в смесителе Бенбери. Полученную смесь загружают в экструдер и при 200- 240 ОС изготовляют гранулы. Из гранул методом прессования или экструзией получают листы, пленку и другие изделия. Режим прессования: температура прессования 210 С, время прогрева материала в прессе 25 мин. При 210 С образец выдержи вают 10 мин, затем дают подпрессовку до 100 атм и выдерживают образец под давлением 5 мин на каждый 1 мм толщины Образца. Затем по истечении этого времени дают четыре подпрес совки 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: 30Медь сернокислая 80Натр едкий 60Глицерин 50Формалин (30) 30 млАммиак. ( 25 ) 10 мл35 Время выдержки в ванне 10-12 мин, затем заготовка переносится в ванну следующего состава, г/л:Медь сернокислая 20Натр едкий 20Глицерин 35Формалин (40) 30 млАммиак (25) 10 мл Время выдержки 18-25 мин при комнатной температуре. Физико-механические и адгезионные (прочность сцепления полимера с металлом) свойства приведены в табл.2.П р и м е р ы 2-18. Композицию готовят и испытывают в условиях примера 1, но используют различные компоненты 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 втабл.2-3.Из данных, представленных втабл,3, видно, что предлагаемыекомпозиции на основе ПП и ПЭ обладаютвысокой стабильностью диэлектрических свойств в условиях эксплуатациипри воздействии тепла и влаги,что в свою очередь повышает разрешающую способность и надежность радиоэлектронной аппаратурыС целью повышения физико-механических свойств и теплостойкости ПО,модифицированных малеимидами,образцы облучали дозами 3-25 Мрад,при этом физико-механические свой-.ства ПО повышаются на 20-40, атеплостойкость повышается на 1525 ОС. При этом прочность сцепленияметалла с поверхностью ПО увеличивается на 15-20,Композиция находит применение вкачестве изоляционного материала вэлектротехнической и электроннойпромышленности, обладает способностью к металлизации без предварительной сенсибилизации и активацииповерхности и без применения адгезива, при этом электрофизическиесвойства материала не ухудшаются.Материал обладает малым значениемводопоглощения, что делает изделияиз него стабильными по диэлектри"ческим характеристикам в эксплуатационных условиях при повышеннойвлажности и в ббльшом интервале рабочих температур от -60 до +120 С.Материал найдет также большоеприменение в народном хозяйстве вкачестве изоляции в кабельных изде-,лиях, при получении шлангов, трубоки пр.Таблица 1иций7478 б 4 Таблица 2 Зависимость адгезионных и физико-механическйх свойств композиций полиолефинов от содержания малеимидов вкомпозиции б 8 50 2 5 2747864 12 таблица 3Диэлектрические свойства (при частоте Г = 10 Гц) композиций6на основе полиолефинов при различных воздействиях окружающейсреды Предлага 0004,2 0,08 чники информации,во внимание при экспертиз И обретения Формула изКомпозиция на основе полиолефна, содержащая синтетический кауи стабилизатор, о т л и ч а ю щс я тем, что, с целью улучшениадгеэионных свойств и способноскомпозиции к металлизации, она дполнительно содержит имид малеивой кислоты при следующем соотннии компонентов, вес.Ъ:Полиолефин 71,5-9Синтетическийкаучук 1-2Имид малеиновойкислоты 0,1-7Стабилизатор Осталь иняты 1. Федулова ипечатные платы. М5 1973, с. 102-1072. Авторское с455124, кл. С 083. Авторское саявке 2479703 др. Многослойные Советское радио а видетельство СССР 23/12, 1972. видетельство СССРоставительехред И. А Демчик актор Е. а аж 549сударстве лам иэобр ва, Ж,аказ 4175/15 Подписноео комитета СССРий и открытийушская наб., д. 4/5 ИПИ по Мо