CN106633646A - 一种树脂组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种树脂组合物,按重量份包括如下组分:双马来酰亚胺改性环氧10‑40份、柔韧性环氧树脂20‑50份、聚乙烯醇缩丁醛5‑20、酚氧树脂5‑20、导热填料380‑520份、固化剂5‑12份,偶联剂2‑5份,固化促进剂0.05‑0.85份,添加剂2‑6份。本发明树脂组合物,通过引入双马来酰亚胺改性环氧树脂具有优异的耐热性和耐电压性,同时加入了柔韧性环氧树脂、酚氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛及导热填料,使新的树脂组合物具有优异柔韧性、散热性、绝缘性、粘附性及耐热性。采用本发明的树脂组合物制备的金属基覆铜板,不仅具有导热系数高、击穿电压高、剥离强度高、耐热性好、无卤阻燃的特点,还具有优异的柔韧性。
Description
技术领域
本发明属于覆铜板领域,具体涉及一种树脂组合物,本发明还涉及该树脂组合物的应用。
背景技术
随着LED照明行业的不断发展,人们对LED观赏性的要求越来越高,具有3D立体结构的LED照明得到广泛关注,3D LED照明具有优异的观赏性、照度均匀、散热快等特点。
3D LED照明要求金属基覆铜板一方面具有优异的散热性、绝缘性、耐热性、粘结性等特性,还要求PCB基板具有良好的柔韧性和可塑性,以满足加工需求。为了尽可能提高金属基板散热性,往往需要添加大量导热填料,但随着散热性的提高,介质层粘附性、柔韧性、绝缘性能急剧下降。
申请号为201511016722.7(申请日:2015.12.29,公开号:CN105623198,公开日:2016.6.1)的中国专利在双马来酰亚胺改性环氧和柔韧性环氧树脂体系中加入导热填料制备成导热金属基板,虽然板材散热性、耐热性优良,柔韧性有所改善,但板材剥离强度最高仅有1.4N/mm,弯折后仍会龟裂,并且绝缘层无阻燃功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种树脂组合物,该树脂组合物不仅具有优异的柔韧性和散热性,而且具有良好的绝缘性、粘结性、耐热性和阻燃性。
本发明的另一个目的是提供一种上述树脂组合物在金属基覆铜板及印制电路板中的应用。
本发明所采用的技术方案是,一种树脂组合物,按重量份包括如下组分:双马来酰亚胺改性环氧树脂10-40份、柔韧性环氧树脂20-50份、聚乙烯醇缩丁醛5-20、酚氧树脂5-20、导热填料380-520份、固化剂5-15份,偶联剂2-5份,固化促进剂0.05-0.85份,添加剂2-6份。
本发明的特点还在于:
双马来酰亚胺改性环氧树脂为双马来酰亚胺、烯丙基化合物、环氧树脂、含磷化合物的预聚物。
双马来酰亚胺为二苯甲烷双马来酰亚胺、二苯醚双马来酰亚胺、或二苯砜双马来酰亚胺的任意一种或至少两种的混合物。
烯丙基化合物为二烯丙基双酚A或二烯丙基双酚S。
环氧树脂为双酚A环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型型环氧树脂、联苯型环氧树脂、脂环族类环氧树脂、苯酚甲醛型环氧树脂、邻甲酚酚醛环氧树脂、双酚A酚醛环氧树脂、双环戊二烯型酚醛环氧树脂、芳烷基苯酚型环氧树脂、含萘环类多官能环氧树脂或含蒽环类多官能环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
含磷化合物为环状苯氧基磷腈化合物或羟甲基苯基次膦酸盐。
柔韧改性环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、丁腈橡胶改性环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、长链脂肪醇改性环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
酚氧树脂的数均分子量为3000-12000。
聚乙烯醇缩丁醛的数均分子量为15000-40000。
固化剂为苯酚型线性酚醛树脂、邻甲酚酚醛树脂、双酚A酚醛树脂、双环戊二烯型酚醛树脂、含萘环酚醛树脂、芳烷基苯酚型酚醛树脂、二胺型苯并噁嗪、双酚A型苯并噁嗪、双酚F型苯并噁嗪或腰果酚改性苯并噁嗪中的任意一种或至少两种的混合物。
导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化硼、氧化镁或碳化硅中的任意一种或至少两种的混合物。
固化促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-异丙基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-十二烷基咪唑或1-氰乙基-2-甲基咪唑中的任意一种或者至少两种的混合物。
偶联剂为氨基硅烷偶联剂环氧基硅、烷偶联剂、异氰酸酯类硅烷偶联剂或钛酸酯类偶联剂中的任意一种或者至少两种的混合物。
本发明的有益效果是:
(1)该树脂组合物填料填充量高,导热填料最高添加量可达84wt%,由其制作的金属基覆铜板,介质层热导率最高3.2W/m·K。
(2)该树脂组合物柔韧性优异,由其制作的金属基覆铜板,介质层弯折180°后,无明显裂纹、不掉粉。
(3)该树脂组合物绝缘性优异,由其制作的金属基覆铜板介质层击穿电压大于7.0kV。
(4)该树脂组合物粘附性优异,由其制作的金属基覆铜板铜箔剥离强度大于1.58N/mm。
(5)该树脂组合物耐热性优良,其固化物Tg大于150℃,Td大于400℃;由其制作的金属基覆铜板288℃浸焊大于30min。
(6)该树脂组合物无卤阻燃,由其制作的金属基覆铜板阻燃V-0级。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明树脂组合物,按重量份包括如下组分:双马来酰亚胺改性环氧树脂10-40份、柔韧性环氧树脂20-50份、聚乙烯醇缩丁醛5-20、酚氧树脂5-20、导热填料380-520份、固化剂5-15份,偶联剂2-5份,固化促进剂0.05-0.85份,添加剂2-6份。
双马来酰亚胺改性环氧树脂为双马来酰亚胺、烯丙基化合物、环氧树脂、含磷化合物的预聚物。
双马来酰亚胺为二苯甲烷双马来酰亚胺、二苯醚双马来酰亚胺、或二苯砜双马来酰亚胺的任意一种或至少两种的混合物。
烯丙基化合物为二烯丙基双酚A或二烯丙基双酚S。
环氧树脂为双酚A环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型型环氧树脂、联苯型环氧树脂、脂环族类环氧树脂、苯酚甲醛型环氧树脂、邻甲酚酚醛环氧树脂、双酚A酚醛环氧树脂、双环戊二烯型酚醛环氧树脂、芳烷基苯酚型环氧树脂、含萘环类多官能环氧树脂或含蒽环类多官能环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
含磷化合物为环状苯氧基磷腈化合物或羟甲基苯基次膦酸盐。
柔韧改性环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、丁腈橡胶改性环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、长链脂肪醇改性环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
酚氧树脂的数均分子量为3000-12000。
聚乙烯醇缩丁醛的数均分子量为15000-40000。
固化剂为苯酚型线性酚醛树脂、邻甲酚酚醛树脂、双酚A酚醛树脂、双环戊二烯型酚醛树脂、含萘环酚醛树脂、芳烷基苯酚型酚醛树脂、二胺型苯并噁嗪、双酚A型苯并噁嗪、双酚F型苯并噁嗪或腰果酚改性苯并噁嗪中的任意一种或至少两种的混合物。
导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化硼、氧化镁或碳化硅中的任意一种或至少两种的混合物。
固化促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-异丙基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-十二烷基咪唑或1-氰乙基-2-甲基咪唑中的任意一种或者至少两种的混合物。
偶联剂为氨基硅烷偶联剂环氧基硅、烷偶联剂、异氰酸酯类硅烷偶联剂或钛酸酯类偶联剂中的任意一种或者至少两种的混合物。
铝基覆铜板的具体制备过程如下:
第一步:称取偶联剂、分散剂、酚氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛加入到溶剂中,使用普通搅拌器搅拌均匀;
第二步:按配比量边搅拌边缓慢加入导热填料,先使用2000rpm/min的高速剪切机分散20-60min,然后将分散好的填料浆料注入球磨斧中并1500rpm/min球磨分散5-25min;
第三步:依次加入双马来酰亚胺改性环氧树脂、柔韧性环氧树脂、固化剂、固化促进剂、剩余添加剂并普通搅拌熟化8h-12h,制成树脂组合物;
第四步:将制好的树脂组合物涂覆在铝基板表面,在160-190℃下,烘2-6min使此树脂组合物体系处于B-stage。处于B-stage的铝板绝缘层上贴上铜箔,在真空压机中170℃-200℃,10-35kg/cm2,压制90-200min后,得到铝基覆铜板。
实施例1~5和对比例1~3
实施例1~5与比较例1~3的环氧树脂组合物中所用的各组分及其含量(按重量份计)如表1所示;各组分代号及其对应的组分名称如下所示:
(A)双马来酰亚胺改性环氧树脂:
(A1)双酚A环氧树脂、二烯丙基双酚A、4,4′二苯甲烷双马来酰亚胺、含磷化合物预聚物;
(A2)双酚F环氧树脂、二烯丙基双酚S、4,4′二苯甲烷双马来酰亚胺、含磷化合物预聚物;
(A3)双酚A酚醛环氧树脂、二烯丙基双酚A、4,4′二苯醚双马来酰亚胺、含磷化合物预聚物。
(B)柔韧改性环氧树脂:
(B1)有机硅改性环氧树脂
(B2)二聚酸改性柔韧性环氧树脂
(C)聚乙烯醇缩丁醛;
(C1)数均分子量15000
(C2)数均分子量25000
(C3)数均分子量40000
(D)酚氧树脂:
(D1)数均分子量3000
(D2)数均分子量7000
(D3)数均分子量12000
(E)固化剂:双酚A酚醛树脂
(F)导热填料:
(F1)氧化铝,DAW-07,电气化学工业株式会社
(F2)氮化铝,H05,日本德山公司生产
(F3)氧化镁,RF-10C,日本宇部兴产株式会社
(G)固化剂促进剂:2-苯基咪唑,日本四国化成公司生产
(H)偶联剂:环氧基硅烷偶联剂,日本信越化学公司生产
(I)添加剂:
(I1)分散剂:BYK-996,德国BYK公司生产
(I2)消泡剂:BYK-A530,德国BYK公司生产
(I3)流平剂:BYK-310,德国BYK公司生产
(J)溶剂:乙二醇甲醚,陶氏化学有限公司
采用上述制备过程制备金属基覆铜板,实施例1~5和对比例1~3的各组分含量如表1所示。
表1实施例1~5和对比例1~3各组分含量
测试实施例1~5和对比例1~3制成的金属基覆铜板的热导率、剥离强度、热应力、击穿电压、Hi-Pot、CTI、Tg、Td以及柔韧性等性能,其结果如表2所示。
表2实施例1~5和对比例1~3的性能测试结果
从表2可以看出,与对比例1~2技术相比,本发明树脂组合物制备的介质层厚度100μm的铝基覆铜板,不仅具有散热性优异(热导率可达3.25W/m·K),击穿电压高(大于7.0kV)、剥离强度高(约1.6N/mm)、耐热性好等特点。与对比例3技术相比,上述实施例铝基覆铜板耐热性和击穿电压无明显差异,但介质层热导率、剥离强度、板材柔韧性有明显提高。该树脂组合物制备的金属基板不仅散热性优异,而且柔韧性良好,可满足3D LED照明对金属基板散热和可塑性的要求。
Claims (10)
1.一种树脂组合物,其特征在于,按重量份包括如下组分:双马来酰亚胺改性环氧树脂10-40份、柔韧性环氧树脂20-50份、聚乙烯醇缩丁醛5-20、酚氧树脂5-20、导热填料380-520份、固化剂5-15份,偶联剂2-5份,固化促进剂0.05-0.85份,添加剂2-6份。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述双马来酰亚胺改性环氧树脂为双马来酰亚胺、烯丙基化合物、环氧树脂、含磷化合物的预聚物;
所述双马来酰亚胺为二苯甲烷双马来酰亚胺、二苯醚双马来酰亚胺、或二苯砜双马来酰亚胺的任意一种或至少两种的混合物;
所述烯丙基化合物为二烯丙基双酚A或二烯丙基双酚S;
所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型型环氧树脂、联苯型环氧树脂、脂环族类环氧树脂、苯酚甲醛型环氧树脂、邻甲酚酚醛环氧树脂、双酚A酚醛环氧树脂、双环戊二烯型酚醛环氧树脂、芳烷基苯酚型环氧树脂、含萘环类多官能环氧树脂或含蒽环类多官能环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物;
所述含磷化合物为环状苯氧基磷腈化合物或羟甲基苯基次膦酸盐。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述柔韧性环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、丁腈橡胶改性环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、长链脂肪醇改性环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述酚氧树脂数均分子量为3000-12000。
5.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述聚乙烯醇缩丁醛的数均分子量为15000-40000。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述固化剂为苯酚型线性酚醛树脂、邻甲酚酚醛树脂、双酚A酚醛树脂、双环戊二烯型酚醛树脂、含萘环酚醛树脂、芳烷基苯酚型酚醛树脂、二胺型苯并噁嗪、双酚A型苯并噁嗪、双酚F型苯并噁嗪或腰果酚改性苯并噁嗪中的任意一种或至少两种的混合物。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化硼、氧化镁或碳化硅中的任意一种或至少两种的混合物。
8.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-异丙基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-十二烷基咪唑或1-氰乙基-2-甲基咪唑中的任意一种或者至少两种的混合物。
9.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述的偶联剂为氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、异氰酸酯类硅烷偶联剂或钛酸酯类偶联剂中的任意一种或者至少两种的混合物。
10.如权利要求1~9任一所述的树脂组合物在金属基覆铜板及印制电路板中的应用。
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