[发明专利]包括纳米溶胶的涂层组合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于形成电绝缘膜的涂层组合物、一种制备涂层组合物的方法、以及一种固化涂层组合物。所述涂层组合物包括：可固化聚合物，包括用于形成交联结构的至少一种官能基；固化剂，配置为与可固化聚合物中的至少一个官能基反应；溶胶，包括二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子，且所述纳米粒子具有范围为约0.1nm至约100nm的粒径；有机钛酸酯；以及可选的至少一种溶剂或稀释剂。所得到的固化涂层或涂料提供良好的绝缘性、覆盖性、粘附性、韧性、及耐腐蚀性。

技术领域

本发明一般而言涉及一种涂层。更具体地，所揭示的主题涉及一种清漆或绝缘性涂层组合物、一种其制备方法、以及一种使用所述组合物的方法。

背景技术

绝缘涂层或清漆可以应用于半导体或电子装置。例如，可以应用绝缘膜来绝缘半导体中的层间膜(interlayer films)，以及绝缘多层电路的层间膜。这种绝缘涂层或清漆需要表现出良好的电学、热学和机械性能、低电容率和高耐腐蚀性。

随着电子装置于尺寸上的持续缩小和容量上的持续增加，腐蚀控制的重要性也有所提升。基于积体电路和小尺寸电气组件的系统小型化，紧密的组件间隔、比以前具有更低的电压和接触力的可分离的电接头，会因为形成了少量的金属腐蚀而导致电子元件的故障。因此，找到一种制造具有良好绝缘涂层的电子装置的方法是十分重要的。所述技术可以保护装置表面免受一些外部化学物质的腐蚀和润湿，并延长装置的使用寿命。

此外，一些其他工程系统，如航空器、汽车、管线和海军舰艇也需要保护膜，以提供良好的电绝缘性并防止它们被腐蚀。

发明内容

本发明提供一种用于形成电绝缘膜的涂层组合物、一种制备涂料组合物的方法、以及一种固化涂层组合物。本发明也提供了一种在涂层或清漆配方中使用包括纳米粒子的纳米溶胶的方法。

涂层组合物包括：可固化聚合物，包括用于形成交联结构的至少一种官能基；固化剂，配置为与可固化聚合物中的至少一种官能基反应；溶胶，包括二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子，且所述纳米粒子具有范围为约0.1nm至约100nm的粒径；有机钛酸酯；以及可选的至少一种溶剂或稀释剂。

在一些实施例中，基于涂层组合物的总重量，可固化聚合物的含量范围为重量的约40％至约95％；固化剂的含量范围为重量的约0.5％至约5％；溶胶的含量范围为重量的约0.5％至约30％；有机钛酸酯的含量范围为重量的约0.5％至约10％；以及至少一种溶剂或稀释剂的含量为约10％至约70％。

可固化聚合物可以是任何合适的类型。在一些实施例中，可固化聚合物是醇酸树脂。例如，醇酸树脂可以是乙烯基或丙烯酸改性的。至少一种官能基包括乙烯基或丙烯酸(或丙烯酸酯)官能基。在一些实施例中，可固化聚合物是乙烯基-甲苯改性的醇酸树脂，其中至少一种官能基包括乙烯基。至少一种官能基还可包括羟基。所述聚合物中的羟基可以与纳米粒子表面上的羟基反应并交联。

固化剂可以是用于固化所述聚合物的任何合适的固化剂或助剂。例如，固化剂可包括乙烯基或烯丙基。例如，在一些实施例中，固化剂是乙烯基甲苯。

在一些实施例中，基于溶胶的重量，溶胶包括约0.3％至约20％重量的二氧化硅或金属氧化物的纳米粒子。溶胶可含有任何合适的溶剂，例如：水、醇类、任何其他有机溶剂、或其任何组合。溶胶中纳米粒子的示例包括但不限于二氧化硅、氧化钛、氧化铝、及其任何组合。例如，在一些实施例中，基于溶胶的重量，溶胶包括约0.3％至约5％重量的二氧化硅纳米粒子，且所述二氧化硅纳米粒子具有范围约0.1nm至约10nm的粒径。

在一些实施例中，催化组合物的固化并且还改善涂层在基材上的粘附性的有机钛酸酯，可以是有机烷氧基钛酸酯。合适的有机钛酸酯的示例包括但不限于钛酸丁酯(butyltitanate)、钛酸乙酯(ethyl titanate)、钛酸异丙酯(isopropyl titanate)、或其任何组合。