[發(fā)明專利]一種熱固性氰酸酯及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210445583.X
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102942684A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳勇;劉潛發(fā);曾憲平;任娜娜;張江陵
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東生益科技股份有限公司
• 主分類號: C08G61/02
• 分類號: C08G61/02;C08L65/00;C08L63/00;C08K3/36;C08K3/34;C08K3/22;B32B27/06;B32B27/28;B32B27/38
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子樹脂技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種熱固性氰酸酯樹脂組合物及其在樹脂片材、樹脂復(fù)合金屬箔、預(yù)浸料、層壓板、覆金屬箔層壓板和印制線路板中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著電子電氣在全球的快速發(fā)展，電子電氣產(chǎn)品廢棄物以及電子電氣中有毒物質(zhì)對環(huán)境的危害越來越嚴(yán)重。面對保護(hù)環(huán)境的壓力，所述行業(yè)從使用含鉛的焊料轉(zhuǎn)為使用不含鉛的焊料。無鉛焊料的溫度和有鉛焊料相比提升了20-30℃，對于某些苛刻工藝條件其無鉛焊溫度已經(jīng)達(dá)到260℃甚至270℃。這直接導(dǎo)致線路基板材料在加工過程需要面對更加嚴(yán)苛的可靠性考驗，從而增加了基板出現(xiàn)裂紋和爆板的風(fēng)險。

另一方面，隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，電子元器件短小輕薄的趨勢要求印制線路板的線路更精細(xì)、布線密度更高，隨之則要求線路板基材具有更加優(yōu)異的電氣性能、機械性能、低的熱膨脹系數(shù)以及耐熱性能。

傳統(tǒng)的FR-4使用雙氰胺固化環(huán)氧樹脂，由于雙氰胺固化環(huán)氧樹脂耐熱性不足，已經(jīng)不能滿足無鉛焊料時代下的耐熱性要求。氰酸酯作為一種新型熱固性樹脂，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和機械性能，和環(huán)氧樹脂混合后使用在印制線路基板上（如日本JP1998-145019、JP2001-071981）。但是常規(guī)的雙酚A型雙官能氰酸酯在熱膨脹系數(shù)、耐濕性、耐濕熱性上仍有待進(jìn)一步提高。

研究者發(fā)現(xiàn)使用線性酚醛型氰酸酯可以進(jìn)一步提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，但是線性酚醛型氰酸樹脂容易出現(xiàn)固化不足，并且其固化產(chǎn)物的吸水率較大，降低了耐濕熱性能。

日本專利JP2011-126963、JP2009-298981、JP1991-084040公布了含雙環(huán)戊二烯結(jié)構(gòu)酚醛氰酸酯組合物。但是所述含雙環(huán)戊二烯結(jié)構(gòu)酚醛氰酸酯的交聯(lián)密度較低，因此吸水率、熱膨脹系數(shù)、耐熱性和耐濕熱性都還需進(jìn)一步提升。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種氰酸酯。所述氰酸酯具有如結(jié)構(gòu)式（I）的結(jié)構(gòu)：

其中，n為任意自然數(shù)，例如0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、15、20等，優(yōu)選為0-10之間的任意整數(shù)。

所述結(jié)構(gòu)式（I）的氰酸酯是間苯二酚型雙環(huán)戊二烯氰酸酯（結(jié)構(gòu)式（II））、鄰苯二酚型雙環(huán)戊二烯氰酸酯（結(jié)構(gòu)式（III））或?qū)Ρ蕉有碗p環(huán)戊二烯氰酸酯（結(jié)構(gòu)式（IV））樹脂中的1種或至少2種的混合物。

其中，n為任意自然數(shù)，例如0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、15、20等，優(yōu)選為0-10之間的任意整數(shù)。

其中，n為任意自然數(shù)，例如0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、15、20等，優(yōu)選為0-10之間的任意整數(shù)。

其中，n為任意自然數(shù)，例如0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、15、20等，優(yōu)選為0-10之間的任意整數(shù)。

優(yōu)選地，所述結(jié)構(gòu)式（I）的氰酸酯數(shù)均分子量為400-5000，進(jìn)一步優(yōu)選為450-4500，特別優(yōu)選為700-3500。分子量太大會導(dǎo)致反應(yīng)性太快，使得流膠窗口變小，層壓工藝?yán)щy，還會導(dǎo)致板材層間粘合力會下降。

結(jié)構(gòu)式（I）中的氰酸酯合成方法沒有特別限制，可以選用任意的氰酸酯制備途徑。首先將鹵化氰溶解在惰性有機溶劑中，將結(jié)構(gòu)式（V）的化合物和堿性催化劑在同一惰性有機溶劑中溶解并滴加到鹵化氰溶液中，反應(yīng)溫度控制在-20~-10℃，反應(yīng)時間控制在0.5-5小時即可得到結(jié)構(gòu)式（I）的氰酸酯。

結(jié)構(gòu)式（V）的化合物為間苯二酚型、鄰苯二酚型或?qū)Ρ蕉有碗p環(huán)戊二烯樹脂中的1種或至少2種的混合物。結(jié)構(gòu)式（V）的樹脂合成方法沒有特別限制。按已披露的間苯二酚型雙環(huán)戊二烯酚醛樹脂為例說明結(jié)構(gòu)式（V）所示的酚醛樹脂的合成方法：間苯二酚在催化劑作用下與雙環(huán)戊二烯反應(yīng)而得。間苯二酚加熱溶解，添加催化劑形成均勻溶體，在50-180℃（優(yōu)選70-140℃）下滴加雙環(huán)戊二烯。雙環(huán)戊二烯、催化劑和間苯二酚用量分別為1mol、0.001-0.5mol（優(yōu)選0.005-0.1mol）和0.1-10mol（優(yōu)選0.5-5mol）。在整個過程中，雙環(huán)戊二烯向間苯二酚或間苯二酚與催化劑的混合物中的滴加應(yīng)緩慢進(jìn)行，滴加時間控制在1-10小時之間，滴加完雙環(huán)戊二烯后反應(yīng)一段時間。之后減壓蒸餾除去未反應(yīng)物，水洗即可得到結(jié)構(gòu)式（I）中的化合物。

其中，n為任意自然數(shù)，例如0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、15、20等，優(yōu)選為0-10之間的任意整數(shù)。