DOPO-NQ-modifiziertes Phenol-Epoxidharz ist ein halogenfreies, phosphorhaltiges, flammhemmendes Epoxidharz, das als Feststofftyp YLDP-3300 und YLDP-3375 angeboten wird. Die beiden Typen decken Bereiche von 280–320 g/eq bzw. 350–400 g/eq bei Erweichungspunkten von 40–50 °C bzw. 55–65 °C ab. Die Mischungsberechnungen sind nachfolgend detailliert aufgeführt.

Abbildung 1. Bei den DOPO-NQ-Typen handelt es sich um feste Harze; die dargestellte Flockenform dient nur der Veranschaulichung, da auf der Produktseite keine Angaben zum Aussehen veröffentlicht sind.

1. Einleitung

Bei Elektroniklaminaten wird zunehmend auf Brom verzichtet, und die ihn ersetzende Chemie muss reaktiv statt additiv sein. DOPO-basierte Epoxidharze stellen den wichtigsten reaktiven Phosphorweg dar. DOPO-NQ Produktseite bezeichnet die Familie als eine der wahrscheinlichsten Alternativen zu halogenhaltigen Flammschutzmitteln.

Drei Derivate gehören zur selben Familie: DOPO-HQ modifiziert, DOPO-NQ modifiziert und einfache DOPO-modifizierte SortenDie Suffixe NQ und HQ bezeichnen die von Naphthochinon bzw. Hydrochinon abgeleiteten DOPO-Addukte; es handelt sich also um eine Nomenklatur, nicht um eine veröffentlichte Spezifikation, daher ist das technische Datenblatt (TDS) maßgebend.

Beide DOPO-NQ-Typen sind Feststoffe und erweichen bei 40–50 °C (YLDP-3300) bzw. 55–65 °C (YLDP-3375). Dies hat Auswirkungen auf alle nachfolgenden Prozesse: die Schmelze des Harzes, den erreichten Feststoffgehalt des Lacks und die Dosierung der Mischung.

Dieser Bericht arbeitet diese Berechnungen anhand der Werte auf der öffentlichen Seite sowie der markierten Berechnungen durch.

2. Materialien und Methoden: Identifizierung der DOPO-NQ-modifizierten Phenol-Epoxidharz-Typen

Tabelle 1 enthält alle auf der Produktseite veröffentlichten Spezifikationen für die beiden Ausführungen.

2.1 Produktidentifizierung und -spezifikation

Tabelle 1. Identität und veröffentlichte Spezifikation der DOPO-NQ-modifizierten Phenol-Epoxidharz-Typen.

Beide Sorten werden in Fässern verpackt, haben die gleichen Lagerhinweise und eine Mindesthaltbarkeit von 12 Monaten. Der Chlorgehalt ist ohne Angabe eines Maximal- oder Durchschnittswerts angegeben.

2.2 Testmethoden und Datenquellen

Die EEW-Fenster basieren auf Oxiran-Titrationsergebnissen; ASTM D1652 und ISO 3001 sind die Standardverfahren zur Ermittlung dieser Werte, und das Analysezertifikat der gelieferten Charge hat Vorrang vor dem Katalogbereich. Die Erweichungspunkte sind in der Spalte „Viskosität, SP/°C“ aufgeführt (siehe Abschnitt 7.1).

Hydrolysierbares Chlor wird ohne Angabe der Methode aufgeführt. Der Wassergehalt wird, sofern für eine Mischung erforderlich, mittels Karl-Fischer-Titration nach ASTM E203 bestimmt.

Eingangsprüfungen werden normalerweise doppelt durchgeführt oder als n = 3 Bestimmungen, wenn eine Charge eine Qualifikation speist.

3. Ergebnisse und Diskussion: Festkörperform, Erweichungspunkt und Reaktivitätsbudget

Die veröffentlichten Zahlen definieren eine Familie von Feststoff-, Mittel-EEW-, reaktiven Phosphorharzen, und jede Verarbeitungsentscheidung leitet sich von diesen drei Tatsachen ab.

3.1 Was das DOPO-NQ-Backbone leistet

Die DOPO-Einheit ist ein bicyclisches Phosphaphenanthrenoxid, dessen PH-Bindung über Doppelbindungen und Carbonylgruppen addiert wird; Naphthochinon ist ein typischer Reaktionspartner. Durch diese Bindungsart befindet sich der Phosphor innerhalb des Epoxidgerüsts, anstatt wie ein Additiv zu wandern.

Innerhalb des Paares weist die höherwertige EEW-Sorte auch den höheren Erweichungspunkt auf: 350–400 g/eq bei 55–65 °C gegenüber 280–320 g/eq bei 40–50 °C. Die übereinstimmende Richtung deutet auf unterschiedliche Molekulargewichte hin.

3.2 Vergleich mit alternativen flammhemmenden Epoxidsystemen

In Tabelle 2 werden die beiden DOPO-NQ-Sorten neben einer festen DOPO-HQ-Sorte, einer DOPO-modifizierten Lösungssorte und einem bromierten Harz aufgeführt.

Tabelle 2. Vergleich der Eigenschaften der DOPO-NQ-Sorten mit DOPO-HQ, DOPO-modifizierter Lösung und bromierten Alternativen (veröffentlichte Werte).

Gegen die DOPO-HQ-Qualität YLDP-320Bei den NQ-Sorten handelt es sich um weichere Feststoffe, die etwa 30 °C früher schmelzen, allerdings auf Kosten eines doppelt so hohen Chlorgehalts.

Gegen die bromierten bromiertes Epoxidharz YLEB-300-K75Der Austausch erfolgt chemisch, nicht thermisch: Brom entweicht, gebundener Phosphor wird aufgenommen. Ob sich das lohnt, hängt vom Ratingziel und den Zertifizierungsdokumenten des Kunden ab.

Der Kompromiss ist real.

4. Formulierung und Dosierungsberechnung für DOPO-NQ-modifiziertes Phenol-Epoxidharz

Laminate werden selten ausschließlich mit DOPO-Harz hergestellt. Üblicherweise beginnt man mit einer Mischung mit einem flüssigen Bisphenol-A-Epoxidharz YLE-128, veröffentlicht bei 184-190 g/eq, und Dicyandiamid als Härter.

Die Mischungs-EEW berechnet sich wie folgt: (100 + d) ÷ (100 ÷ EEW des Basisharzes + d ÷ EEW des DOPO-NQ-Typs), wobei d in phr angegeben ist. Der Härterbedarf berechnet sich nach der Formel phr = 100 × AHEW ÷ Mischungs-EEW. Dicyandiamid hat eine theoretische AHEW von 21,0 g/eq, berechnet aus 84,08 g/mol und vier aktiven Wasserstoffatomen.

Tabelle 3 veranschaulicht das Beispiel mit YLDP-3300 bei 300 g/eq in einem Basisharz bei 187 g/eq. Die Chlorsäule erfasst nur die DOPO-NQ-Komponente bei 1000 ppm.

Tabelle 3. Mischung EEW, Dicyandiamidbedarf und Harzmasse pro Äquivalent für YLDP-3300-Beladungen in einem Basisharz bei 187 g/eq (berechnet).

Mit jedem hinzugefügten Teil steigt der EEW-Wert der Mischung, wodurch der Härterbedarf von 11,2 auf 9,1 phr sinkt; das ist die entgegengesetzte Richtung zu einem reaktiven Verdünnungsmittel mit niedrigem EEW-Wert, und es ist leicht, beim Kopieren eines Verdünnungsmittelrezepts in die falsche Richtung zu gehen.

Die Spalte „Masse“ gibt die Kosten an: Jedes Kilogramm YLDP-3300 entspricht einer geringeren Menge an Epoxidharz als ein Kilogramm Basisharz. Ob sich das rechnet, hängt davon ab, wie viel Phosphor im Laminat zurückgewonnen wird.

Die Chlorsäule gibt die Zuverlässigkeit an: Eine Beladung von 40 phr ergibt ca. 286 ppm, bevor Basisharz, Härter und Katalysator ihren jeweiligen Anteil beitragen. Für hochzuverlässige Leiterplatten gehört dieser Wert zur Eingangsspezifikation, und bei begrenztem Budget empfiehlt sich die DOPO-HQ-Sorte mit maximal 500 ppm.

Die Dosierung ist ein Kompromiss, keine Konstante.

5. Verarbeitungshinweise und Betriebsfenster

Der Betriebsbereich wird durch die Erweichungspunkte bestimmt, und die Sorten unterscheiden sich um 15 °C.

• Schmelzen: YLDP-3300 erweicht bei 40–50 °C, daher ist in der Regel ein Mantelgefäß ausreichend; YLDP-3375 benötigt 55–65 °C und eine längere Schmelzzeit. Vermeiden Sie es, das Harz deutlich über seinem Erweichungspunkt zu halten, da sich Farbe und EEW verändern können.
• Auflösen: Lösungsmittel portionsweise zugeben und nach jeder Zugabe die Viskosität prüfen. Die vergleichbaren Lösungen weisen einen Feststoffgehalt von 70–75 % auf, was einen praktikablen Ausgangspunkt darstellt. Der hier erreichbare Feststoffgehalt ist jedoch nicht angegeben; bitte im technischen Datenblatt (TDS) nachprüfen.
• Luftfeuchtigkeit: Laut Anleitung soll der Deckel nach jedem Gebrauch fest verschlossen werden. Ein in einem feuchten Geschäft offen gelassener Behälter nimmt Wasser auf, was die Stöchiometrie verändert und später zu Rötungen oder Aushärtungen führt.
• Filtration: Vor der Imprägnierung schmelzen, homogenisieren und filtrieren; eine feste Qualität kann Verpackungsspuren enthalten.
• Aushärtung: Dicyandiamid-Systeme härten typischerweise in einer Presse bei erhöhter Temperatur aus. Der Aushärtungsprozess hängt vom verwendeten Beschleunigerpaket ab; daher sollte vor der Festlegung der Chargengröße eine Gelierzeitkontrolle durchgeführt werden.

Abbildung 2. Festes Harz wird in ein beheiztes Gefäß gefüllt und vor der Härterphase aufgelöst.

6. Anwendungen der DOPO-NQ-modifizierten Phenol-Epoxidharz-Typen

Auf der Produktseite werden drei Anwendungsbereiche aufgeführt, alle laminiert. Tabelle 4 verlinkt jeweils mit den Eigenschaften des Harzes und den zu überprüfenden Punkten.

Tabelle 4. Auf der Produktseite aufgeführte Anwendungen und der jeweilige Prüfpunkt.

Alle drei Verfahren folgen demselben Imprägnierungsprinzip: Schmelzen oder Auflösen, Mischen mit Härter, Befeuchten des Gewebes, Pressen. Innerhalb des Paares ist die Wahl eine Entscheidung über den Erweichungspunkt.

Abbildung 3. Kupferkaschierte Laminatplatten, die zweite Anwendung, die auf der Produktseite aufgeführt ist.

7. Einschränkungen und Materialprüfung

7.1 Bekannte Einschränkungen und ungeeignete Fälle

Angaben zu Aussehen, Phosphorgehalt, CAS-Nummer, chemischer Bezeichnung und Molekulargewicht fehlen auf diesem Blatt, daher können Dokumente, die eine CAS-Nummer erfordern, nicht anhand dieser Daten ausgefüllt werden. Maßgeblich sind das technische Datenblatt (TDS), das Sicherheitsdatenblatt (MSDS) und das Analysezertifikat (CoA).

Die Parametertabelle kennzeichnet die dritte Spalte mit „Viskosität (SP/°C)“, die Einheit ist jedoch °C, und die Werte steigen mit der Viskositätsklasse. Gemäß der Veröffentlichung handelt es sich um Erweichungspunkte, nicht um Viskositäten; überprüfen Sie dies im technischen Datenblatt, bevor Sie die Zeile in eine Zeichnung einfügen.

Nicht die richtige Qualität, wenn für den Prozess eine Flüssigkeit bei Raumtemperatur benötigt wird, wenn eine veröffentlichte CAS-Nummer erforderlich ist oder wenn der Chlorgehalt unter 1000 ppm liegt und stattdessen die DOPO-HQ-Qualität geeignet ist.

Ein Wechsel zwischen den beiden Stufen oder zwischen NQ- und HQ-Chemie verändert sowohl die Stöchiometrie als auch den Schmelzschritt; eine erneute Qualifizierung ist der ehrliche Weg.

7.2 Wareneingangskontrolle, Verpackung, Lagerung und Sicherheit

Ein praktikables Eingangspanel besteht aus EEW, bestimmt durch Oxiran-Titration, Enthärtungspunkt, Titration von hydrolysierbarem Chlor und Wasser durch Karl-Fischer-Titration, jeweils in doppelter Ausführung oder als n = 3.

Auf der Seite ist vermerkt, dass das Produkt in Fassform verpackt und ab Herstellungsdatum mindestens 12 Monate in der Originalverpackung bei Umgebungstemperatur, gut belüftet und fern von Flammen und direkter Sonneneinstrahlung gelagert werden muss.

Die Sicherheitshinweise richten sich nach dem Sicherheitsdatenblatt. Angaben zu REACH, RoHS oder UL 94 sind im Zertifikat enthalten, das der Charge beiliegt; eine Katalogseite ist kein Zertifikat.

8. Häufig gestellte Fragen

Was ist DOPO-NQ-modifiziertes Phenol-Epoxidharz?

Es handelt sich um den von Naphthochinon abgeleiteten Zweig der Familie: feste Sorten YLDP-3300 und YLDP-3375, EEW 280-320 und 350-400 g/eq, Erweichungspunkte 40-50 und 55-65 °C.

Warum zeigt die Tabelle eine Temperatur und nicht eine Viskosität an?

Die Spalte wird als Viskosität (SP/°C) veröffentlicht, die Werte tragen jedoch die Einheit °C und skalieren mit der Güteklasse, was dem Erweichungspunktverhalten entspricht; maßgebend ist die Formulierung im technischen Datenblatt.

Was geschieht mit der Härterdosierung, wenn YLDP-3300 in ein Bisphenol-A-Harz eingemischt wird?

Der EEW-Wert der Mischung steigt, anstatt zu sinken. Bei 40 phr in einem Harz mit 187 g/eq erreicht der EEW-Wert der Mischung etwa 210 g/eq, und der Dicyandiamidbedarf sinkt von 11,2 auf 10,0 phr.

Wie viel hydrolysierbares Chlor trägt die DOPO-NQ-Komponente zu einer Mischung bei?

Die Gehalte sind mit 1000 ppm angegeben. Bei 40 phr ergibt sich ein Komponentenanteil von etwa 286 ppm, weshalb dieser Wert in die Eingangsspezifikation aufgenommen werden sollte.

Ist der Phosphorgehalt für YLDP-3300 und YLDP-3375 veröffentlicht?

Nein. Im Gegensatz zur DOPO-HQ-Sorte mit 3,0 % enthält keine der beiden Sorten einen Phosphoreintrag, daher muss die Beladung anhand des Analysezertifikats der gelieferten Charge festgelegt werden.

Was sollte die Wareneingangsprüfung einer DOPO-NQ-Charge umfassen?

EEW wird durch Titration bestimmt, der Enthärtungspunkt, das hydrolysierbare Chlor und das Wasser durch Karl-Fischer-Titration, jeweils mindestens in doppelter Ausführung. Die Verpackung erfolgt im Fass, und eine Mindesthaltbarkeit von 12 Monaten ist ebenfalls vorgeschrieben.

9. Schlussfolgerungen

Die veröffentlichten Daten sind kurz, aber brauchbar: EEW 280-320 und 350-400 g/eq, Enthärtungspunkte 40-50 und 55-65 °C, hydrolysierbares Chlor bei 1000 ppm, Verpackung im Fass und eine Mindesthaltbarkeit von 12 Monaten.

Durch die Beimischung zu einem Bisphenol-A-Basisharz erhöhen die Qualitäten den EEW-Wert der Mischung und senken den Dicyandiamidbedarf von 11,2 auf 9,1 phr. Der fehlende Phosphorwert stammt aus dem Analysezertifikat.

Behandeln Sie das Paar als Wahl für den Erweichungspunkt, dosieren Sie gemäß der Mischungsstöchiometrie und verankern Sie die unveröffentlichten Artikel im aktuellen TDS, MSDS und COA.

10. Literaturverzeichnis

1. DOPO-NQ-modifiziertes Phenol-Epoxidharz, Produktseite, Yolatech. https://www.yolatech.com/dopo-nq-modified-phenolic-epoxy-resin (abgerufen am 16.10.2026).

2. DOPO-HQ-modifiziertes Phenol-Epoxidharz YLDP-320, Produktseite, Yolatech. https://www.yolatech.com/dopo-hq-modified-phenolic-epoxy-resin-yldp-320

3. DOPO-modifiziertes Phenol-Epoxidharz, Lösungsqualitäten, Produktseite, Yolatech. https://www.yolatech.com/dopo-modified-phenolic-epoxy-resin

4. Bromierte Epoxidharze der Typen YLEB-265 bis YLEB-425S, Produktseite, Yolatech. https://www.yolatech.com/brominated-epoxy-resin

5. Technisches Datenblatt, Sicherheitsdatenblatt und Analysezertifikat für die beiden DOPO-NQ-Sorten, Yolatech, sind auf Anfrage erhältlich.

6. ASTM D1652 und ISO 3001, Titrationsverfahren zur Ermittlung der publizierten Epoxid-Äquivalentgewichte.

7. ASTM E203, Karl-Fischer-Titration zur Bestimmung des Wassergehalts an eingehenden Chargen.