CN101096405A - 腰果苯酚改性酚醛树脂及用于制造纸基层压板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种腰果苯酚改性酚醛树脂及使用该树脂的纸基层压板制造方法，属于覆铜板生产方法技术领域。腰果苯酚改性线型酚醛树脂，原料为腰果苯酚、苯酚、甲醛、碱性催化剂和溶剂。制造纸基层压板方法，步骤：(1)采用腰果苯酚与苯酚、甲醛在碱性催化剂作用下，在80-90℃反应1-2小时，控制胶化时间100-160秒/160±5℃，然后减压脱水，制得腰果苯酚改性酚醛树脂；(2)用溶剂稀释，得固体含量为50-52％的腰果苯酚改性酚醛树脂；(3)用稀释后的改性酚醛树脂浸渍木浆纸，经上胶、干燥后形成半固化片，叠配数张半固化片和一张涂胶铜箔，加热加压制成纸基覆铜板。本发明生产的纸基覆铜板，具有吸水率低，冲孔性及钻孔加工性优良，可以用来制作高密度线路板，加工而成的线路板具有高耐焊接性，可适应无铅回流焊接。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种腰果苯酚改性酚醛树脂及使用该树脂的纸基层压板制造方法，属于覆铜板生产方法技术领域。
二、背景技术
覆铜板是印制电路板行业的重要材料。纸基体材料覆铜板具有冲孔性、钻孔加工性优良，而且价格低廉，因此被广泛应用于民用电子器械的印制线路板。
纸基覆铜板的制造过程是：用桐油、亚麻油之类的干性油改性酚醛树脂，或者用二甲苯树脂之类的工业树脂来改性酚醛树脂，然后在木桨纸上含浸、干燥，得到半固化片。将半固化片按照规定的片数叠合后与铜箔复合再进行加热加压制得纸基覆铜板。所制得的覆铜板再经过蚀刻铜箔形成电路，进而制得印刷电路板。
现在，随着民用电子器械的轻、薄、短小化，对纸基覆铜板的性能要求越来越高，目前生产中采用的桐油改性酚醛树脂覆铜板，其性能已经不能满足高性能覆铜板的要求，生产的纸基覆铜板，吸水率，冲孔性及钻孔加工性、耐焊接性等方面满足不了工业电气电源、照明设施等电子产品对线路板的性能指标要求，也不适应要求比较苛刻的无铅回流焊接。
采用新材料来提高产品的性能，就非常必要。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种腰果苯酚改性酚醛树脂及用于制造纸基层压板的方法，生产的纸基覆铜板，具有吸水率低，冲孔性及钻孔加工性优良，可以用来制作高密度线路板，加工而成的线路板具有高耐焊接性，可以适应要求比较苛刻的无铅回流焊接。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
腰果苯酚改性线型酚醛树脂，原料为腰果苯酚、苯酚、甲醛、碱性催化剂和溶剂。
腰果苯酚与苯酚的质量比为2∶1至1∶2之间，甲醛的用量，苯酚及腰果苯酚与甲醛的摩尔比为1比1-1.2。
碱性催化剂选用三甲胺、三乙胺、乙二胺、氨水，及各种常用的廉价碱性催化剂。可以用一种或者两种及以上的复合催化剂。具体的用量，一般为苯酚及腰果苯酚用量的1-2.5％。溶剂选用各种醇类、苯类、酮类溶剂，均可应用，主要采用甲醇做溶剂。
上述腰果苯酚改性酚醛树脂用于制造纸基层压板的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
(1)、采用腰果苯酚与苯酚、甲醛在碱性催化剂作用下，在80-90℃反应1-2小时，控制胶化时间100-160秒/160±5℃，然后减压脱水，制得腰果苯酚改性酚醛树脂；
(2)、用溶剂稀释，得固体含量为50-52％的腰果苯酚改性酚醛树脂；
(3)、用稀释后的改性酚醛树脂浸渍漂白的木浆纸或者不漂白的木浆纸及其他的起增强作用的纸，经上胶、干燥后形成半固化片，然后用叠配在一起的半固化片，加热加压制成纸基层压板，作为绝缘板。
本发明用腰果苯酚改性酚醛树脂对木浆纸基材进行浸渍、干燥后制成半固化片，再将数张半固化片和铜箔叠配在一起，加热加压制成纸基覆铜箔层压板，它具有优异的耐水性能和增韧性能。
本发明的腰果苯酚改性酚醛树脂及用于制造纸基层压板的方法，利用腰果苯酚上面较长的碳烯长链上的两个双键，在碱性催化剂作用下与苯酚反应，然后游离苯酚及腰果苯酚上的苯环及烷基化反应的苯酚，再与甲醛反应生成改性酚醛树脂；生产的纸基覆铜板，具有吸水率低，冲孔性及钻孔加工性优良，可以用来制作高密度线路板，加工而成的线路板具有高耐焊接性，可以适应要求比较苛刻的无铅回流焊接，在使用印刷电路板的无铅焊料时的再流平工序时不发生起泡等不良情况，冲孔加工性良好。
四、具体实施方式
下面用实施例来详细描述本发明，但这些实施例不得理解为任何意义上的对本发明的限制。
腰果苯酚改性线型酚醛树脂，原料为腰果苯酚、苯酚、甲醛、碱性催化剂和溶剂，腰果苯酚与苯酚的质量比为2∶1至1∶2之间，甲醛的用量，苯酚及腰果苯酚与甲醛的摩尔比为1比1-1.2。超过1比1.2造成甲醛的浪费。不足1比1则无法形成充分的交联，合成的改性树脂工艺性能无法满足应用要求。
碱性催化剂的选择及用量：可以选用三甲胺、三乙胺、乙二胺、氨水，及各种常用的廉价碱性催化剂。可以用一种或者两种及以上的复合催化剂。具体的用量，一般为苯酚及腰果苯酚用量的1-2.5％，低于1％催化效果不好，树脂达到生产工艺要求的反应时间长，合成的树脂性能无法满足生产的工艺要求。催化剂的用量超过2.5％时，树脂的颜色较深，影响产品的商品性。因此将催化剂的用量优选为1-2.5％。溶剂的选用：常用的各种醇类、苯类、酮类溶剂均可应用。为了使生产成本最低，溶剂采用廉价的甲醇做溶剂。
腰果苯酚改性酚醛树脂用于制造纸基层压板的方法，包括以下步骤：
(1)、采用腰果苯酚与苯酚、甲醛在碱性催化剂作用下，在80-90℃反应1-2小时，控制胶化时间100-160秒/160±5℃，然后减压脱水，制得腰果苯酚改性酚醛树脂；
(2)、用溶剂稀释，得固体含量为50-52％的腰果苯酚改性酚醛树脂；
(3)、用稀释后的改性酚醛树脂浸渍漂白的木浆纸或者不漂白的木浆纸及其他的起增强作用的纸，经上胶、干燥后形成半固化片，然后用叠配在一起的半固化片，加热加压制成纸基层压板。
纸基层压板，可以是覆铜箔或其他金属箔，也可以是不覆铜箔或其他的金属箔，所得的板材可以用做绝缘板。半固化片与涂胶铜箔配合，在温度为140-160℃、单位压力为8-12mpa下压制50-70分钟，得到纸基覆铜板。对于铜箔及其他的金属箔，其厚度不做具体限制，从应用中看，其厚度应在18-70微米最好。低于18微米，在压制过程中有可能压裂所敷的金属箔，超过70微米则压制成的板材容易翘曲。
具体实施例1
在1000毫升三口烧瓶中依次投入：苯酚100克，腰果苯酚75克，甲醛120克(37％)，氨水1.5克(25％)，三乙胺1克。然后升温到80-90℃反应1-2小时，控制胶化时间为100-160秒/160±5℃，然后减压脱水。加入适量的甲醇溶解，得到固体含量为50-52％的改性酚醛树脂。然后用来浸渍127g/m2的漂白木桨纸，经干燥，得到含胶量为48-52％的半固化片。将8张半固化片与1张涂胶铜箔配合，在温度为155±5℃、单位压力为10-12mpa下压制1小时，得到1.6mm的纸基覆铜板，作为样品1。然后按照国标GB/T4723-1992检测。
具体实施例2
在1000毫升的三口烧瓶中，投入100克苯酚，100克腰果苯酚，甲醛150克(37％)，氨水1.5克(25％)，三乙胺1克，按照具体实施例一的工艺进行操作，得到样品2。按同样的标准进行检测。
具体实施例3
在1000毫升的三口烧瓶中，投入100克苯酚，150克腰果苯酚，甲醛180克(37％)，氨水1.5克(25％)，三乙胺1.2克，按照具体实施例一的工艺进行操作。得到样品3。按同样的标准进行检测。
比较例
在1000毫升的三口烧瓶中，投入100克苯酚，70克桐油，加入1克的催化剂对甲苯磺酸，升温到80-85℃进行烷基化反应1.5小时，降温到50℃后，加入甲醛120克，氨水1.5克，三乙胺1克。升温到80-85℃保温反应1.5小时。然后减压脱水。控制胶化时间为100-160秒/160±5℃，降温加入甲醇溶解。得到固体量为50-52％的桐油改性酚醛树脂。然后用来浸渍127g/m2的漂白木桨纸，经干燥，得到含胶量为48-52％的半固化片。将8张半固化片与1张涂胶铜箔配合，于155±5℃，单位压力为10-12mpa，压制1小时，得到1.6mm的纸基覆铜板，作为对比样品。然后按照国标GB/T4723-1992检测。
所得样品的各项性能对比：
| 指标名称 | 单位 | 样品1 | 样品2 | 样品3 | 对比例 |
| 弯曲强度 | Mpa | 纵：165.2 | 155.4 | 145.6 | 160.7 |
| 横：158.6 | 145.6 | 135.0 | 149.9 | ||
| 垂直度 | mm | 1.6 | 1.5 | 1.5 | 1.6 |
| 冲孔性 | 5-4-4 | 5-4-5 | 5-4-5 | 5-4-5 | |
| 翘曲度 | mm | A：2.0E：4.5 | A：2.0E：2.5 | A：1.5E：3.5 | A：2.0E：4.5 |
| CTI | V | 500 | 500 | 500 | 500 |
| 剥离强度 | N/mm | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 |
| 无铅回流通过率 | ％ | 100 | 100 | 100 | 95 |
| 吸水性 | Mg | 65.2 | 56.8 | 68.2 | 66.5 |
| 吸水率 | ％ | 1.32 | 1.22 | 1.41 | 1.27 |
| 击穿电压 | V | 纵42500 | 纵45000 | 纵47500 | 纵40000 |
| 横42000 | 横45000 | 横45000 | 横40000 |
由以上结果可知：本发明生产的纸基覆铜板，具有吸水率低，冲孔性及钻孔加工性优良，可以用来制作高密度线路板，加工而成的线路板具有高耐焊接性，可适应无铅回流焊接。
Claims (6)
1、腰果苯酚改性线型酚醛树脂，其特征在于：原料为腰果苯酚、苯酚、甲醛、碱性催化剂和溶剂。
2、按照权利要求1所述的腰果苯酚改性线型酚醛树脂，其特征在于：腰果苯酚与苯酚的质量比为2∶1至1∶2之间，甲醛的用量，苯酚及腰果苯酚与甲醛的摩尔比为1比1-1.2。
3、按照权利要求1所述的腰果苯酚改性线型酚醛树脂，其特征在于：碱性催化剂选用三甲胺、三乙胺、乙二胺、氨水中一种或者两种及以上的催化剂，用量为苯酚及腰果苯酚用量的1-2.5％。
4、按照权利要求1所述的腰果苯酚改性线型酚醛树脂，其特征在于：溶剂选用醇类或苯类或酮类溶剂。
5、按照权利要求4所述的腰果苯酚改性线型酚醛树脂，其特征在于：采用甲醇做溶剂。
6、权利要求1-5中任一权利要求所述的腰果苯酚改性线型酚醛树脂用于制造纸基层压板的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)、采用腰果苯酚与苯酚、甲醛在碱性催化剂作用下，在80-90℃反应1-2小时，控制胶化时间100-160秒/160±5℃，然后减压脱水，制得腰果苯酚改性酚醛树脂；
(2)、用溶剂稀释，得固体含量为50-52％的腰果苯酚改性酚醛树脂；
(3)、用稀释后的改性酚醛树脂浸渍漂白的木浆纸或者不漂白的木浆纸及其他的起增强作用的纸，经上胶、干燥后形成半固化片，然后用叠配在一起的半固化片，加热加压制成纸基层压板，或者将数张半固化片和铜箔叠配在一起，加热加压制成纸基覆铜箔层压板。
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