[发明专利]一种低介电高耐热环氧树脂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用作介电材料的高性能树脂体系，特别涉及一种低介电高耐热环氧树脂组合物及其制备方法。

背景技术

环氧树脂由于具有优异的粘接性能、易于改性、低成本和良好的加工性而广泛应用于覆铜板基板材料，但是随着近些年半导体微电子的发展需求，一般性能的覆铜板已不能满足高频、高速、高耐热、低介电、低损耗的需求，因此发展具有低介电常数和高耐热性能的覆铜板用树脂意义重大，而制备出高性能的树脂体系是最为有效的方法之一。

聚苯醚（Polyphenyl ether，简称PPE），具有高玻璃化温度（T_g=210℃）、低介电常数（1MHz下，D_k=2.45）与低损耗因子（D_f=0.0007）、尺寸稳定性好等优点而被用于环氧树脂的改性；但一般工程塑料用聚苯醚分子量大（M_n一般高于21000g/mol），流动性差，加工困难等缺点使其在改性环氧树脂方面受到限制；目前解决这种问题的方法有两种：一是降低聚苯醚的分子量， 聚苯醚分子量越小越不易与环氧树脂发生相分离（Merfeld G D, Yeager G W, Chao H S, et al. Phase behavior and morphology of Poly(phenylene ether)/epoxy blend. Polymer, 2003(44): 4981- 4992）；二是功能化聚苯醚，即在聚苯醚上接枝可以与环氧发生反应的功能化单体；通常改性剂有富马酸、环氧氯丙烷、双酚A、马来酸酐等；通过这两种比较常见的方法在改善聚苯醚和环氧的相容性方面的确有一定的作用，美国专利US005843565A揭示了一种低分子量的聚苯醚与不同环氧值的环氧树脂的固化物在覆铜板基材中的应用，其是将聚苯醚降解成很的小分子量，以达到改善聚苯醚和环氧树脂之间的相容性的目的；但是测试结果表明，随着聚苯醚的分子量的降低，其与环氧树脂相容性改善的同时介电常数也变高了，不符合高性能覆铜板的要求；中国专利CN1385454揭示了一种具有环氧基的可交联性聚苯醚PPE树脂，改性后的聚苯醚末端具有环氧基，所以与环氧树脂之间的相容性得到大大的的提升。

降低聚苯醚的分子量和功能化聚苯醚的确是改善与环氧相容性的有效方法，除了改性聚苯醚外，还可以降低环氧树脂的粘度以改善两者混合的均匀性；传统降低环氧粘度的方法是使用大量的有机溶剂将它们溶解在一起，例如甲苯、丙酮、氯仿等。但这些溶剂气味大、有毒性不环保，而且不参与反应，挥发后仍会出现两相分离；活性稀释剂是指含有环氧基团的低分子量环氧化合物，它们可以参与环氧树脂的固化反应成为环氧固化物交联网络结构的一部分，通过添加活性稀释剂降低环氧的粘度不仅可以改善加工工艺而且可以参与固化反应，对环氧树脂体系的力学和介电性能都有一定的改善；活性稀释剂的稀释效果虽好，但会使环氧固化物的耐热性会有一定幅度的降低，通过添加适量的三官能团交联剂异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)有助于提高组合物的耐热性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能的环氧树脂组合物，以用做于覆铜板的基板材料，此环氧树脂复合物包括：(a) 100重量份的的双酚A型环氧树脂，(b) 10～40重量份的聚苯醚接枝马来酸酐，数均在2000～8000g/mol，(c) 35重量份高温固化剂二氨基二苯砜(DDS)，(d) 1～7重量份的异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)，(e) 10~20重量份的活性稀释剂苄基缩水甘油醚E692。

功能化聚苯醚的结构式：

。

本发明鉴于现在聚苯醚改性环氧树脂存在相容性困难的技术问题，提出通过使用聚苯醚接枝马来酸酐和活性稀释剂降低体系的粘度以解决两者相容性问题，从而改善体系的介电及力学性能，通过适量TGIC的加入改善树脂体系的耐热性能，制备出一种低介电高耐热的高性能环氧树脂组合物。

本发明提供了一种数均在2000～8000g/mol的聚苯醚接枝马来酸酐的制备方法，其特征在于以下步骤：向带有冷凝回流装置的500mL的四口烧瓶中，加入溶剂甲苯，加热至95℃后，按照质量比为2:1的比例将聚苯醚加入到甲苯中，机械搅拌直至形成淡黄色均匀溶液；加入双酚A（BPA），待其溶解后再缓慢加入过氧化苯甲酰（BPO），搅拌1h后加入马来酸酐，继续在95℃下搅拌3h，冷却至室温，用无水甲醇反复洗涤3次以上，干燥得产物。