[發明專利]一種可用于電子封裝材料的阻燃型環氧樹脂組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201810295163.5
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108485193B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 吳先鋒
• 申請（專利權）人: 吳先鋒
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K3/22;C08K3/36;C08G59/40;C08G59/62
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 趙瑤瑤

本發明涉及一種阻燃型環氧樹脂組合物及其制備方法，其組分構成和質量分數如下：環氧樹脂Ⅰ 18～28份，自制無鹵阻燃型環氧樹脂22～32份，固化劑3.2～12份，固化促進劑0.04～0.8份，無機填料20～35份，阻燃協效劑15～30份。本發明中的環氧樹脂組合物由于采用反應型氧化膦類阻燃劑，使得該環氧樹脂組合物具有P元素不遷移、耐熱性好等特點，可賦予電子封裝材料優異的的阻燃性、阻燃持久性、耐熱性、耐水解性和低吸水性。

技術領域

本發明屬于電子封裝材料領域，尤其是一種可用于電子封裝材料的阻燃型環氧樹脂組合物及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂是指含有兩個或兩個以上環氧基，以脂肪族、脂環族或芳香族等有機化合物為骨架并通過環氧基反應形成的聚合物；環氧基團可位于分子鏈段的末端、中間或呈環狀結構；是聚合物基復合材料中應用最廣泛的基體樹脂之一。由于環氧樹脂特殊的分子結構，決定了環氧樹脂具有優良的粘結性、耐熱性、耐化學藥品性以及優異的電氣絕緣性能，同時易于加工、收縮率低、線脹系數小和成本低廉等優點。廣泛地應用于在壓敏電阻、陶瓷電容器、二極管、三極管等電子元器件的封裝。

但環氧樹脂屬于易燃材料，其極限氧指數(LOI)較低，僅為19.5，而環氧樹脂又被廣泛使用且隨著近年安全火災的頻繁發生，因此非常有必要對其進行阻燃處理。目前，用于環氧樹脂阻燃的鹵素和三氧化二銻類阻燃材料已被證實對人體及動物產生危害，此類阻燃劑在燃燒時又會產生二噁英(Dioxin)等毒煙和腐蝕性氣體(如溴化氫)，嚴重影響人類健康及環境；同時該類阻燃劑已被歐盟禁用。為此，開發不含鹵素及三氧化二銻而同時具有優異的難燃性的環氧樹脂成為封裝材料領域尋求的課題。

在無鹵阻燃劑中，有機磷系化合物被廣泛使用，成為新一代具有環保概念的阻燃劑。其阻燃機理是：一、氣相阻燃/自由基阻燃，含磷化合物在火焰中分解產生PO·自由基，可吸收H·、HO·自由基，減緩冉少蓮反應進程，含磷化合物在阻燃過程中會產生水蒸氣從而進一步降低聚合物表面溫度和氣相可燃物濃度，從而起到阻燃作用；二、凝聚相阻燃，燃燒時含磷化合物分解產生磷酸液態膜，然后脫水生成偏磷酸，進一步發生聚合反應生成聚偏磷酸，而聚偏磷酸屬于強酸，同時具有強脫水作用，促使環氧樹脂脫水成碳，從而降低材料質量損失速度以及可燃物生成量，起到阻燃作用；三、覆蓋效應，含磷化合物受熱分解產生的非燃性液態膜及炭化層覆蓋于材料表面，起到隔熱、隔氧、阻止可燃氣體外逸的作用；四、協效阻燃，當一種含磷化合物與另一種協效劑同時存在時，其阻燃作用通常大于單一組分阻燃作用之和。有機磷系阻燃劑分為添加型和反應型兩大類：添加型阻燃劑不參與反應，以物理混合的方式分散于聚合物中，由于添加型阻燃劑易遷移且存在分散性和相容性等問題，導致其阻燃效率低、阻燃穩定性和持久性差；因此，反應型方法是實現環氧樹脂阻燃的最好途徑,既可以提高環氧樹脂體系的磷含量,而且由于其具有非逃逸性和耐熱性等特點，不會對環氧樹脂固化物的物理性能產生較大的負面影響。鑒于此，本發明的亮點之一是：將反應型阻燃劑引入環氧數字分子鏈上，從而賦予環氧樹脂持久的阻燃性。

在有機磷系阻燃劑中，磷(膦)酸酯類和氧化膦類阻燃劑占據較重要的位置。其中磷(膦)酸酯類由于在揮發性、水解穩定性和耐熱性方面存在一定的缺陷，而氧化膦類阻燃劑則是一類穩定性極高的含磷阻燃化合物，越來越受研究人員的專注。鑒于此，本發明的亮點之二是：將具有氧化膦結構的阻燃材料引入環氧樹脂分子鏈上，從而使環氧樹脂具有更加穩定的耐熱性、水解穩定性和阻燃持久性。

基于以上電子封裝材料的特點以及現有技術，本發明采用自制無鹵阻燃型環氧樹脂提供一種可用于電子封裝材料的阻燃型環氧樹脂組合物，以滿足電子封裝材料對無鹵阻燃的要求。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足之處，提供一種可用于電子封裝材料的阻燃型環氧樹脂組合物及其制備方法，以滿足電子封裝材料對無鹵阻燃的要求。

本發明實現目的的技術方案是：

一種可用于電子封裝材料的阻燃型環氧樹脂組合物，其構成組分及其質量份數分別為：