[发明专利]基于酚醛清漆的环氧化合物、其制备方法、包含该环氧化物的组合物和固化制品及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及包含烷氧基甲硅烷基的酚醛清漆环氧化合物(下文称作“酚醛清漆环氧化合物”)，其在其复合材料中具有良好的耐热性，本发明涉及制备该酚醛清漆环氧化合物的方法、包含该酚醛清漆环氧化合物的组合物、该组合物的固化制品，以及该组合物的用途。更具体而言，本发明涉及具有良好耐热性的新型酚醛清漆环氧化合物，具体而言，本发明涉及具有低热膨胀性质以及提高的玻璃化转变温度(包括无玻璃化转变温度(无Tg)效果，表示复合材料不具有玻璃化转变温度)和提高的阻燃性、以及不需要单独的偶联剂的新型酚醛清漆环氧化合物，本发明涉及制备该酚醛清漆环氧化合物的方法、包含该酚醛清漆环氧化合物的组合物、该组合物的固化制品，以及该组合物的用途。

背景技术

聚合物材料特别是环氧树脂的热膨胀系数(CTE)为约50-80ppm/℃，这比无机材料如陶瓷材料或金属的CTE(例如，硅的CTE是3-5ppm/℃，铜的CTE是17ppm/℃)明显高了数倍至十倍。因此，当在半导体、显示器等中将聚合物材料与无机材料或金属结合使用时，由于聚合物材料和无机材料或金属材料的热膨胀系数不匹配，使得聚合物材料的性质和可加工性会受到显著的限制。此外，在其中并列使用硅晶片和聚合物基材的半导体封装中，或者在其中用无机屏蔽层来涂覆聚合物膜以赋予阻气性的涂层中，在加工和/或施用温度条件下发生改变时由于组成材料之间的热膨胀系数有较大的不匹配(CTE-不匹配)，会产生产品缺陷如在无机层中形成裂纹、基材翘曲、涂覆层剥落、基材失效等。

因为聚合物材料的高CTE和导致的聚合物材料的尺寸变化，可能限制诸如下一代半导体基材、印刷电路板(PCB)、封装、有机薄膜晶体管(OTFT)和柔性显示器基材等技术的发展。具体来说，目前在半导体和PCB领域中，由于聚合物材料具有比金属/陶瓷材料高得多的CTE，设计者在设计要求高度集成、小型化、灵活性、性能等的下一代部件时以及在确保部件的加工性和可靠性方面面临挑战。换句话说，因为聚合物材料在加工温度下的高热膨胀性质，可能产生缺陷，可能限制可加工性，以及部件的设计和确保零件的可加工性和可靠性可能成为关心的目标。因此，为了确保电子部件的可加工性和可靠性，必须改善聚合物材料的热膨胀性质和尺寸稳定性。

一般地，为了改善聚合物材料如环氧树脂的热膨胀性质-即获得低的CTE值，已使用了下述方法：(1)用无机颗粒(无机填料)和/或纤维制备环氧树脂的复合材料的方法，或者(2)设计并合成具有降低的CTE的新颖环氧树脂的方法。

当形成环氧化合物和作为填料的无机颗粒的复合材料来改善热膨胀性质时，需要大量直径约为2-30微米的无机二氧化硅颗粒来用于获得CTE的大幅下降。但是，因为加入了大量无机颗粒，部件的可加工性和性能可能变差。即，大量无机颗粒的存在可降低流动性，且在填充窄空间时可能产生空穴。此外，因为添加了无机颗粒，材料的粘度可呈指数增长。此外，因为半导体结构的小型化，无机颗粒的尺寸趋于减小。当使用粒度小于或等于1微米的填料时，流动性(粘度增大)的降低可更加严重。当使用具有大平均粒径的无机颗粒时，包括树脂和无机颗粒的组合物中填充不足的频率可能增加。虽然当使用包括有机树脂和用作填料的纤维的组合物时复合材料的CTE可大大降低，但该复合材料的CTE与硅芯片等的CTE相比可能仍然较高。

如上所述，由于环氧化合物的复合材料技术的限制，制造用于下一代半导体基材、PCB等的高度集成和高性能的电子部件可能受到限制。因此，需要开发具有改善的耐热性(即低CTE和高玻璃化转变温度)以及良好的交联密度的环氧复合材料，从而克服常规热固性聚合物复合材料因高CTE和较差的可加工性而造成的耐热性的缺陷。

发明内容

技术问题

本发明的一方面可提供一种新型酚醛清漆环氧化合物，该酚醛清漆环氧化合物的复合材料具有良好的耐热性，特别是具有低热膨胀系数(CTE)和高玻璃化转变温度性质，并且该酚醛清漆环氧化合物的固化制品具有良好的阻燃性。

本发明的一方面还可提供一种新型酚醛清漆环氧化合物的制备方法，该酚醛清漆环氧化合物的复合材料具有良好的耐热性，特别是具有低CTE和高玻璃化转变温度性质，并且该酚醛清漆环氧化合物的固化制品具有良好的阻燃性。

本发明的一方面还可提供一种环氧组合物，该环氧组合物的复合材料具有良好的耐热性，特别是具有低CTE和高玻璃化转变温度性质，并且该环氧组合物的固化制品具有良好的阻燃性。