[發明專利]一種環保耐熱型的電子酚醛樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 201810182857.8
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108383961B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 王進興;沈楊彬;吉祖明;王文浩
• 申請（專利權）人: 蘇州興業材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08G8/10
• 分類號: C08G8/10;C08K3/36
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

本發明公開了一種環保耐熱型的電子酚醛樹脂制備方法，該樹脂可以當作環氧塑封料的固化劑用于電子封裝領域，也可以用于覆銅板領域。本發明的酚醛樹脂制備方法過程中添加了氣相白炭黑，大幅提高了酚醛樹脂的耐熱性，優異的粘結性能和機械性能，可為高端電子器件提供優良的耐熱性和穩定的機械性能，可以應用在新一代的無鉛無鹵電子封裝工藝，是一種綠色環保型酚醛樹脂。

技術領域

本發明屬于有機化學技術領域，具體涉及一種環保耐熱型的電子酚醛樹脂的制備方法。

背景技術

電子封裝材料是為電子產品承載電氣元器件及其互相連線、提供機械支撐、密封環境保護、信號傳遞、散熱和屏蔽等重大責任。讓電子產品可靠耐用，提高使用壽命。由于環氧塑料封憑借低應力、低雜質含量、高粘接強度等優點，目前占領了大部分市場份額。在實際應用中，環氧塑封料中環氧樹脂與本項目產品(電子級酚醛樹脂)交聯固化后，將電子元器件包埋在其中，制得塑料封裝的封裝體，酚醛樹脂在電子塑封料中占15-25％的使用量。

2003年2月歐盟正式公布“關于報廢電子電氣設備”及“關于在電子電氣設備中限制使用某些有害物質”的兩份法令，推動了覆銅板向無鉛無鹵方向發展，為本項目產品又提供了一次難得的市場機遇，因為到目前為止，只有應用本項目產品作為環氧樹脂的固化劑，才能大幅度提高覆銅板的耐熱性能，實現后期無鉛焊接。

目前，市場上應用的環氧模塑料中的酚醛樹脂固化劑基本都是國外公司的產品，國產的產品主要有害離子鈉、氯含量均大于3ppm，使模塑料吸水率顯著上升、體積電阻明顯下降。

電子級酚醛樹脂的生產廠家主要以日本DIC株式會社、日本住友電木株式會社、美國瀚森化工公司、日本明和化成株式會社、韓國KOLON集團為主，國內僅少量廠家可以生產電子級酚醛樹脂，但無法生產高品質的電子級酚醛樹脂。雖然很多文獻和專利報告過酚醛樹脂產品，但是產品質量較差，雜質離子濃度很高，因此達不到電子級酚醛樹脂的標準。高端電子級酚醛樹脂的生產技術主要由國外廠家掌握，處于壟斷地位。為解決上述技術問題,本發明由此而來。

發明內容

為了提升酚醛樹脂的熱穩定性和機械穩定性，降低產品的雜質離子含量、電導率。本發明提出了電子酚醛樹脂新的配方和生產工藝。

為解決上述技術問題，本發明提供一種環保耐熱型的電子酚醛樹脂的制備方法技術方案，其包括如下步驟：

(1)將苯酚加入反應釜中攪拌，通入氮氣，然后加入有機酸催化劑，反應液中加入氣相白炭黑，將反應器加熱至60～90℃預熱0～20分鐘；

(2)使用濃度為35～45％的甲醛溶液，在氮氣保護下緩慢滴加到苯酚中，苯酚與甲醛的摩爾比為1.1～1.3之間，反應溫度控制在80～100℃；

(3)升高反應溫度至120～160℃，用間歇式對反應釜抽真空的方式移除反應熱，防止反應釜中溫度劇烈升高；

(4)使用減壓蒸餾的方式除去反應液中的水份和酸性催化劑終止反應，隨后使用高溫蒸汽吹掃酚醛樹脂帶出反應液中的苯酚，水蒸氣溫度為130～170℃；

(5)在反應釜中無水分可以蒸發出來的時候，趁熱出料；該過程需要氮氣保護，防止樹脂在高溫下被氧化變色。

優選地，所述有機酸催化劑選自甲酸、草酸、乙酸、苯磺酸、對甲苯磺酸。

反應體系中，甲醛與苯酚的摩爾比為1.1～1.3之間。催化劑添加量為總質量的5％～10％，氣相白炭黑添加量為總質量的1％～5％。

優選地，步驟(1)中所用的氣相白炭黑粒徑為10nm以內，優選為1nm～10nm，包括疏水性氣相白炭黑和親水性白炭黑兩種。反應液中加入了氣相白炭黑，可以對酚醛樹脂的機械性能進行補強，耐熱性也大幅度提升。氣相白炭黑較小的粒徑可以確保白炭黑在酚醛樹脂中的分散性，保證產品質量，同時可以通過疏水或者親水型白炭黑，來控制酚醛樹脂的吸水率。