[發(fā)明專利]一種液晶環(huán)氧樹脂及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410798384.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN104530387A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂滿庚;郭會(huì)龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科院廣州化學(xué)有限公司
• 主分類號(hào): C08G59/24
• 分類號(hào): C08G59/24;C08G59/50;C07D303/30;C07D301/26
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 張燕玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工產(chǎn)品制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液晶環(huán)氧樹脂及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

電子材料是發(fā)展微電子工業(yè)的基礎(chǔ)，作為生產(chǎn)集成電路的主要結(jié)構(gòu)材料—環(huán)氧塑封料隨著芯片技術(shù)的發(fā)展也正在飛速發(fā)展，并且封裝料技術(shù)的發(fā)展將大大促進(jìn)微電子工業(yè)的發(fā)展。目前集成電路正向高集成化、布線細(xì)微化、芯片大型化及表面安裝技術(shù)發(fā)展，與此相適應(yīng)的塑封料研究開發(fā)趨勢(shì)是使材料具有高純度、高可靠性、高導(dǎo)熱、高耐焊、高玻璃化溫度、低膨脹、低介電常數(shù)、環(huán)保型、易加工型等性能特征。

近年來，剛性棒狀環(huán)氧樹脂得到了人們的廣泛關(guān)注。它們通常表現(xiàn)出液晶相行為，簡(jiǎn)稱為液晶環(huán)氧(LCERs).與傳統(tǒng)的雙酚A環(huán)氧樹脂相比，LCERs多含有剛性介晶基元，具有良好的熱力學(xué)性能和電性能，在高性能微電子封裝和航空領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，剛棒狀環(huán)氧樹脂單體多數(shù)熔點(diǎn)較高，固化過程要在高溫熔融下完成，固化工藝成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種液晶環(huán)氧樹脂的制備方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述制備方法獲得的液晶環(huán)氧樹脂，該液晶環(huán)氧樹脂為3,5’-二叔丁基-5,3’-二甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚液晶環(huán)氧樹脂，DSC測(cè)得軟化點(diǎn)10℃。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述制備方法獲得的液晶環(huán)氧樹脂的應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種液晶環(huán)氧樹脂的制備方法，包括以下步驟：

(1)將如通式(1)所示的3,5’-二叔丁基-5,3’-二甲基聯(lián)苯二酚，

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下溶于過量環(huán)氧氯丙烷和適量的異丙醇中，升溫到70-90℃，加入少量相轉(zhuǎn)移催化劑，待體系澄清透明后，緩慢滴加(8-10min滴完)質(zhì)量分?jǐn)?shù)20-40％的氫氧化鈉水溶液，反應(yīng)后提純產(chǎn)物即得到通式(2)所示的3,5’-二叔丁基-5,3’-二甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚；

(2)將步驟(1)制得的3,5’-二叔丁基-5,3’-二甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚與化學(xué)計(jì)量的固化劑溶解在易揮發(fā)溶劑中，得到混合液；將混合液倒入模具中，抽真空至恒重，待溶劑揮發(fā)完全，分段固化，開模，得到所述液晶環(huán)氧樹脂，即3,5’-二叔丁基-5,3’-二甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚液晶環(huán)氧樹脂。

優(yōu)選的，步驟(1)中按摩爾份數(shù)計(jì)3,5’-二叔丁基-5,3’-二甲基聯(lián)苯二酚為1份，環(huán)氧氯丙烷為10-15份，異丙醇10-15份，相轉(zhuǎn)移催化劑0.0002-0.01份，氫氧化鈉水溶液中的氫氧化鈉1-10份，氫氧化鈉水溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)30％-40％。

更優(yōu)選的，所述的相轉(zhuǎn)移催化劑為季銨鹽、季磷鹽或多醚。

最優(yōu)選的，所述季銨鹽為四丁基溴化銨或芐基三乙基氯化銨。

優(yōu)選的，步驟(1)中所述反應(yīng)時(shí)間為0.5-10h；步驟(1)所述提純產(chǎn)物的具體步驟為：抽真空蒸餾除去多余的環(huán)氧氯丙烷和異丙醇，用有機(jī)溶劑萃取，水洗多次，干燥劑干燥除水，過濾得濾液，旋蒸去除有機(jī)溶劑，50℃真空干燥。

更優(yōu)選的，所述的水為去離子水；所述的有機(jī)溶劑為二氯甲烷和乙酸乙酯中的至少一種；所述的干燥劑為無水硫酸鈉和無水硫酸鎂中的至少一種。

優(yōu)選的，步驟(2)所述的固化劑為胺類固化劑4,4-二氨基二苯基甲烷、、4,4-二氨基二苯醚、4,4-二氨基二苯基砜、4-甲基間苯二胺及乙二胺中的至少一種；

所述的易揮發(fā)溶劑為丙酮和二氯甲烷中的至少一種。

優(yōu)選的，步驟(2)所述分段固化具體操作為：在溫度50-100℃的條件下固化4h，再于100-170℃下固化3h，最后在120-190℃下固化1h。

上述任一項(xiàng)制備方法獲得的液晶環(huán)氧樹脂。該液晶環(huán)氧樹脂為3,5’-二叔丁基-5,3’-二甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚液晶環(huán)氧樹脂。

上述任一項(xiàng)制備方法獲得的液晶環(huán)氧樹脂在電子封裝和航空領(lǐng)域中的應(yīng)用。

本發(fā)明的原理或機(jī)理是：本發(fā)明利用3,5’-二叔丁基-5,3’-二甲基聯(lián)苯二酚與過量的環(huán)氧氯丙烷在相轉(zhuǎn)移催化劑的作用下反應(yīng)，得到3,5’-二叔丁基-5,3’-二甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚，DSC測(cè)得軟化點(diǎn)10℃，室溫下為粘稠狀非固體產(chǎn)物，然后選用適當(dāng)固化劑低溫預(yù)固化，使得聯(lián)苯剛棒狀結(jié)構(gòu)有充足的時(shí)間取向排列，高溫后固化交聯(lián)，得到液晶相結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：