[发明专利]一种高耐热高韧性低介电芴基苯并噁嗪树脂组合物及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种高耐热高韧性低介电芴基苯并噁嗪树脂组合物及其制备方法，其特征是：高耐热高韧性低介电芴基苯并噁嗪树脂组合物是重量比为树脂物：无机填料：促进剂：溶剂=100：30～70：0.01～1：57～80的混合物；树脂物是重量比为苯并噁嗪树脂：DCPD环氧树脂：含磷酚醛树脂=100：40～80：10～40的混合物；苯并噁嗪树脂是重量比为高耐热高韧性低介电芴基苯并噁嗪树脂：其他苯并噁嗪树脂=60～100：0～40的单一物或混合物；本发明组合物用于层压板、集成电路封装、高频高速覆铜板及高密度互联网等领域，具有优异的耐热性、较低的介电常数和介质损耗因数，较好的阻燃性及弯曲强度，较低的吸水率等。

技术领域

本发明属于含有机高分子混合物的组合物及其制备，涉及一种高耐热高韧性低介电芴基苯并噁嗪树脂组合物及其制备方法和用途。本发明高耐热高韧性低介电芴基苯并噁嗪树脂组合物可用于层压板、集成电路封装、高频高速覆铜板及高密度互联网等领域，具有广阔的应用前景。

背景技术

近年来，5G通讯成为世界范围的研发热点，因其具有更高的可靠性、更快的速度，将对中国制造2025起到战略引领作用，同时也是物联网尤其是互联网、汽车行业发展至关重要的基础条件。5G通讯由于其数据传输速率和高可靠性等的要求，对使用的层压板、覆铜板在介电常数、介质损耗因数和耐热性等方面提出了非常高的要求。而作为层压板、覆铜板重要组成部分的电子树脂，降低介电常数、介质损耗因数和提高其耐热性成为人们研究的重点。

苯并噁嗪是由酚、醛和胺发生Mannich反应生成的一类六元杂环化合物，在加热或催化剂作用下开环聚合，生成含氮且类似酚醛树脂的网状结构，具有许多优异的性能。；例如其固化时没有小分子放出，较高的玻璃化转化温度，较小的吸湿性，较好的分子设计性，以及固化时接近零的收缩率及较好的阻燃性能和电性能等。苯并噁嗪分子的可设计性很强，通过使用不同结构的酚类、胺类，得到耐热性、介电性优良的功能高分子材料。

近年来，人们开始尝试将芴基引入苯并，由于分子结构中引入了cardo环，苯环的数目明显增加，聚合物的刚性及耐热性得到极大提高，同时，分子的非极性增强，降低了树脂的吸水性，耐湿热性能得到极大提高。但另一方面，芴基的结构太过刚性，使得它在应用时会存在板材脆性大、弯曲强度低的问题。针对该问题，很多专利技术通过分子设计合成了一系列增韧改性的新型芴基苯并噁嗪，例如CN103936686A合成了四官能度芴基苯并噁嗪，通过调整脂肪胺和取代或非取代水杨醛化合物中的刚性和柔性基团，提高了苯并噁嗪的交联密度，改善了柔韧性，但由于分子内存在四个噁嗪环成环位置，空间位阻较大，会存在苯并噁嗪成环率低、产品收率低(45～80％)的问题，类似的专利还有CN102702225A和CN103896867A。CN102634019A提到将双酚类化合物如双酚A、双酚AF、双酚F等与双酚芴一同作为酚源引入芴基苯并结构中，通过双酚芴与双酚类化合物的比例来调节耐热性及柔韧性，但这种改善得到的聚合物很难兼具高耐热性和高柔韧性。CN102702128A和CN102702129A通过引入柔性酯基、醚键，改善芴基苯并噁嗪的柔韧性，但同样存在产品收率不高的问题(50-85％)。而且，上述专利文献中均仅提供了新芴基苯并的分子结构、耐热性数据(Tg：180-390℃，Td5％：330-420℃)及柔韧性改善理论，而未能提供柔韧性改善效果和具体应用方法。且经验证，上述结构的芴基苯并噁嗪浇注体的介电性能均较差(Dk：3.78-4.42，Df：0.0067-0.0098)，而5G通讯高频高速的特性要求覆铜板、层压板所用基材具有更好的介电性能(Dk≤3.5，Df≤0.007)。另外，哈尔滨工程大学的王军在《芴基苯并噁嗪的合成聚合和性能研究》论文中通过从胺源上引入了多种烷基链段，使得合成的烷基芴基苯并噁嗪柔韧性和介电性能较好，但由于烷基接在胺源上，在苯并噁嗪固化时烷基没有保留在主链上，导致悬垂的烷基很容易脱落，制品的耐热性较差(Tg：180-230℃，Td5％：310-350℃)。因此，开发出一种兼具耐热性、柔韧性、低介电的苯并噁嗪树脂及组合物，并将其应用于粘结片、层压板及覆铜板中显得迫在眉睫。

发明内容