[发明专利]可固化树脂组合物

说明书

领域

本发明涉及一种用于各种工艺的可固化树脂组合物。更具体地，本发明涉及一种用于如例如制造预浸料坯和层压材料等的工艺的可乙阶化的、不含溶剂的二乙烯基芳烃二氧化物可固化树脂组合物。

背景

典型地，通过以各种排列堆叠多个预浸料坯，随后在高温(例如大于170℃)压制，制备印刷电路板。预浸料坯由涂布到纤维增强体上的部分固化的可固化树脂组成，所述纤维增强体典型地为玻璃。“部分固化的”可固化树脂在本领域称为“乙阶化的”树脂。此部分固化或“乙阶化”将热固性塑料的玻璃化转变温度(Tg)提高到高于环境温度(20℃至30℃)；由此Tg可以为30℃至100℃，使得预浸料坯可以卷起而不粘着。当将预浸料坯堆叠、压制和加热以获得最终固化时，树脂可以在最终固化前流动以使层固结(典型地，在通过差示扫描量热法测量时，当组合物的Tg变化不大于5℃时，发生最终固化)。

乙阶化树脂的能力对于制造印刷电路板的工艺来说是必要的。乙阶化的树脂是这样的树脂：它的可固化部分的一部分已经反应了，例如树脂的可固化部分大约1摩尔％至95摩尔％已经反应了；且其中，还未达到树脂的“胶凝点”。(“胶凝点”定义为在该处液体制剂开始显示弹性性质和增加的粘度的点)。可固化树脂的“胶凝点”是沿着固化廓线的在该处形成无限网络的点。尽管可以发生进一步的固化，但树脂将不再流动。在后续加工和进一步加热期间，乙阶化的树脂可以熔融并流动。在此被称为“丙阶化”或“最终固化”的后一过程期间，所得的热固性塑料在超过胶凝点交联并将不再流动。在这一丙阶，例如，典型地，树脂的可固化部分的大于90摩尔％已经反应了。

典型地，将用于制备预浸料坯的树脂制剂溶解在溶剂中。该所得的溶剂溶液称为“清漆”或“涂料”。在树脂制剂中需要溶剂，因为溶剂用于降低树脂制剂的粘度，例如低于1Pa·s，以获得良好的纤维润湿(纤维被树脂浸透而在纤维上不存在“干点”)。当纤维的润湿足够时，由该树脂制剂制备得到的预浸料坯是无空隙的并且预浸料坯的表面是光滑的。

在纤维增强体被清漆润湿后，通常将润湿的纤维增强体传送通过通风的烘箱，以同时蒸发溶剂和将树脂部分固化(乙阶化)。在公知方法的情况下，控制在乙阶化期间固化的程度是关键的。例如，如果实现不充分的固化(例如，反应了树脂的可固化部分的<20摩尔％)，树脂将流动过多，使得树脂没有成功地浸透纤维，取而代之的是树脂笔直地流动通过纤维，在最终固化期间使得纤维是干燥的。例如，对于制备电学层压材料而言，纤维的干燥使得纤维具有小于40重量％的在乙阶的树脂。因此，具有低树脂/纤维比率的待压部分导致压制的部分过薄并且损失了有价值的树脂。例如，在电学层压材料的制备中，如果大于10％的树脂被迫超过纤维增强体如增强织物的边缘，则认为树脂具有过多的流动。

另一方面，如果在乙阶化期间发生了过多的固化(即，树脂处于或越过其胶凝点)，待压的部件的层在压制期间将不能流动到一起，这(i)导致了层板间差的粘合(例如，层板容易分离，并且在固化期间没有明显的树脂流动，并且层压材料不“透明”)；和(ii)导致了在固化产品中形成空隙。

正如前述的，用于制备预浸料坯材料的制剂包括在制剂中溶剂的使用。预浸料坯的制备的成本的相当大一部分涉及溶剂的成本、从预浸料坯中蒸发溶剂所需的能量的成本，和在溶剂蒸气释放到环境中之前焚化该蒸气所需的能量的成本。因此，不使用溶剂的用于制备预浸料坯的制剂和方法(即无溶剂的或不含溶剂的制剂和方法)将是有利于工业的。

用于制备预浸料坯的不含溶剂的方法此前已有描述，但是没有一种已知的不含溶剂的方法提供了以下各项的组合：(i)低初始树脂粘度(例如，<10，000cP mPa-s)的应用和(ii)将预浸料坯乙阶化的能力。因此，对于用于在可乙阶化的制剂中不使用溶剂的多阶段方法中的预浸料坯制备的乙阶化可固化树脂，持续存在需求。

目前的乙阶化方法包括促进树脂原材料的一部分的聚合反应并在适当的乙阶将聚合反应暂停。例如，在固化的第一阶段通过将基础分子和连接体分子组合所形成的聚合物组合物产生了仍将在第二、第三或更后的固化阶段进一步固化的预聚物。这一方法的显著缺点是缺少用以始终如一地达到相同乙阶或相同聚合度的再现性，尤其是在整个固化过程中需要自由基聚合步骤时。