所公开的发明专利技术是湿度指示组合物，其包括(a)有机pH指示剂染料化合物，(b)布朗斯特德酸或碱，(c)具有通式HOCH2-(CHOH)n-CH2OH的多元醇，其中n能够是0、1、2、3或4，和(d)溶剂；其中所述组分(a)、(b)、(c)和(d)不含有卤素和/或重金属。此外，本发明专利技术涉及包括片基材和已使溶剂从中蒸发的湿度指示组合物的湿度指示卡，并涉及制备湿度指示卡的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及不包含重金属或卤素化合物的湿度指示组合物，涉及包括所述湿度指 示组合物的湿度指示卡和制备所述湿度指示卡的方法。
技术介绍
当装运或存储许多类型的材料特别是电子和半导体组件时，希望知道这些元件是 否已经暴露于特殊水平的湿度的周围大气中，该湿度会对这些组件造成损害。例如，电子组 件能够因为暴露于具有超过特定阈值水平的湿度的气氛而受损，甚至当阈值水平是低的且 暴露仅仅是短时间时。为了满足在装运或贮藏容器内湿度水平的检测的需要，已经开发了湿度指示剂。 一般有两种类型的湿度指示剂。这些湿度指示剂中的一种在暴露于特殊的湿度水平时会可 逆地变色。这样的可逆湿度指示剂典型地利用氯化钴作为浸渍在吸墨纸上的湿度指示剂材 料。军用规格MIL-I-8835A描述了这样的指示剂的结构的细节和性能要求。该指示剂当暴 露于预定湿度水平时会改变颜色并且当湿度水平下降到低于该预定水平时恢复到其原始 颜色。可逆湿度指示剂用来指示干燥剂的当前条件和/或在贮藏容器内当前的湿度水平。第二类型的湿度指示剂是不可逆湿度指示剂。这些指示剂被设计来检测预定湿 度水平并且提供了贮存在容器内的组件是否已经暴露于预定湿度水平的可见指示。当湿 度甚至短时间达到预定水平时和即使湿度水平下降到低于预定水平当稍后检测组分时，不 可逆湿度指示剂能够因此提供指示作用。当贮藏容器在相对温暖的气候中使用时和当空 气中的湿气水平取决于周围空气的温度而急剧升高和下降时，有时发生湿度水平的大变 化。在这些条件下，可逆湿度指示剂可能无法指示在贮藏容器内高湿度的暂时存在，虽然 该高湿度可能足以损害在贮藏容器中存在的组件。不可逆湿度指示卡已描述在例如专利 US6, 877，457 和 US 6，698，378 中。表面安装器件(surface mount devices) SMD的出现引入了新一类的质量和可靠 性的问题，该问题关注与回流焊工艺相关的包装损坏“裂缝和脱层”和在这些区域内湿气 的影响。来自大气湿度的湿气通过扩散作用进入到可渗透的包装材料中。用于将SMD包 装焊接到印刷电路板(PCB)上的组装工艺会使整个包装体暴露于高于200°C的温度。在 回流焊过程中，快速湿膨胀、材料不匹配和材料界面降解的组合可能导致包装开裂和/或 在包装内关键界面的脱层。湿气在这些裂缝和脱层内的存在对于SMD具有有害的影响作 用。为了解决这一问题，电子设备工程联合协会(the Electronics Industries Alliance/ JointElectron Device engineering Council) JEDEC 已经开发了针对“装卸、包装，和湿 气/回流敏感性表面安装器件的使用”的联合工业标准(Joint Industry Standard) IPC/ JEDEC J-STD-033B October 2005。该文件描述了湿气/回流-敏感性SMD包装材料的下 限寿命暴露(floorlife exposure)的标准化水平以及为了避免湿气/回流相关的破坏所 需要的装卸、包装和装运要求。在该标准中，湿度指示卡被定义为“卡，其上施加了湿气敏感性化学品，当超 过指定的相对湿度时将在颜色(色调)上有明显、可感觉到的变化，典型从蓝色(干燥)变 化到粉红色(湿)”。该标准进一步指明，湿度指示卡通常与干燥剂和SMD —起包装在湿气 阻隔袋内，以便协助测定湿气敏感性设备所遇到的湿气水平。标准的附件1描述了客观评 价颜色变化的试验，并且规定了湿度指示卡的最低色调变化，以便适合于SMD干包装。该标 准要求湿度指示卡以+/-2% RH的精确度指示5% RHUO % RH和60% RH的相对湿度(RH) 的湿度水平。在过去，电子工业所用的许多湿度指示卡都使用浸渍在吸墨纸上的二氯化钴作为 湿度指示物质。这些指示剂在暴露于一定水平的湿度之后从蓝色(干燥)至粉红色(湿) 来改变它们的颜色。二溴化钴也用作二氯化钴的替代品。然而，基于二氯化钴和二溴化钴 的湿度指示卡含有相当大量的重金属和卤素阴离子。已经建议基于氯化铜和协同盐的其它湿度指示卡系统(例如EP 1200819A0,也作 为WO 01/09601A1公开)。描述在WO 01/09601 Al中的全部配方都含有氯化铜和相当于氯 化铜量的至多30倍的协同盐，并且因此表明在湿度指示卡中有相当大量的含有卤素和重 金属的化合物。在EP U93773A2中建议了以选自于间甲酚紫、百里酚蓝、金莲橙00和对二甲苯 酚蓝中的某些PH指示剂染料以及至少1 5，优选1 20和最优选1 30的过量的锌盐 (例如氯化锌)为基础的另一种湿度指示卡系统。以该公开物为基础的湿度指示卡含有大 量的阴离子以及由于过量的锌盐所带来的重金属。在US 2005/0106735A1中建议了基于pH指示剂染料、颜色增强添加剂(酸和碱) 和吸湿盐的又一种湿度指示卡系统。需要吸湿盐如氯化镁和氯化钠来实施本专利技术，因此导 致在湿度指示卡中高量的阴离子。中性红在其中被描述与氢氧化钠和氯化镁相结合来得到 指示剂斑点，当受潮时从森林绿(干燥)变色到锈棕色。在US 2007/0157702A1中建议了基于PH指示剂如中性红、结晶紫、亮绿、甲基紫、 甲基橙与有机酸如乙酸或柠檬酸相结合的配制剂的湿度指示卡。发现当达到规定的湿度水 平时，该系统没有显示出从第一种颜色到不同的第二种颜色的敏锐颜色转变。此外发现该 系统不能被调节，以便在不同的湿度水平下改变颜色。在JP 2007-198828A中，介绍了基于双层构造(按顺序有pH指示剂层和含有水溶 盐的层)的湿度指示器。作为PH指示剂，描述了溴甲酚绿、甲基红、氯酚红、溴甲酚紫、中性 红、酚红、甲酚红、α-萘酚酞、姜黄素、间甲酚紫、双(2，4_ 二硝基苯基)乙酸乙酯、百里酚 蓝、parakishire norian蓝、酚酞、碱性蓝、茜素黄、苯酚紫、酚蓝，和溴酚蓝。此外提及甘油 作为润湿剂的任选添加。在US 2,214, 354中建议了基于潮解盐与水溶性染料和任选的润湿剂、渗透剂 或扩散剂等相结合的不可逆湿度指示卡系统。这些试剂促进水的吸收和所使用纸的扩 散作用。为了湿度指示剂的变色的增强所需要的染料的添加是已知的并且已描述在 JP61-154986 中。令人吃惊地已经发现，某些变色增强剂在浸渍溶液中添加以制造湿度指示剂斑点 的方法可允许基于有机染料而不使用重金属的配制剂来保持变色的性质和含重金属的卡 的所已知的精确度。仅仅最近，半导体和电子工业已经采用了针对在它们的产品中存在的某些元素的 量的限制的技术规格和标准。例如，这些工业限制卤素(即含F、Cl、Br和/或I的化合 物)、磷和某些重金属的量，不管它们存在的化学性质。这些限制应用于半导体和电子产品 以及应用于组件和包装材料，其中包括湿度指示卡。因此需要含有减少量的卤素和不含重金属的湿度指示卡。然而，常规湿度指示卡 的精确度、易读性和可靠性不应该因为重金属和含卤素化合物的省略而受损。本专利技术的目的是提供湿度指示组合物，其不包含卤素化合物且不含重金属并具有 与常规湿度指示剂组合物相同或改进的精确度、易读性和可靠性。本专利技术的第二个目的是提供湿度指示卡，其含有仅仅低量的卤素化合物和重金属 并具有与本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．湿度指示组合物，其包括（ａ）有机ｐＨ指示剂染料化合物，（ｂ）布朗斯特德酸或碱，（ｃ）具有通式ＨＯＣＨ２－（ＣＨＯＨ）ｎ－ＣＨ２ＯＨ的多元醇，其中ｎ能够是０、１、２、３或４，和（ｄ）溶剂；其中所述组分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）和（ｄ）不含有卤素和／或重金属。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·尼瑞姆，S·迪克，
申请(专利权)人：苏德化学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE
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