CN113773632B - 一种含可固化聚苯醚树脂的组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含可固化聚苯醚的组合物及其应用,该组合物按重量份计,包括:可固化聚苯醚树脂:100份;交联剂:0~10份;填料:30~70份;含乙烯基的硅烷偶联剂:0~1份;阻燃剂:1~20份;流变助剂:0.1~5份;溶剂:50~100份;该组合物的应用过程为:先将所述组合物转移至浸胶槽;再将基体完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压,并在温度为100~180℃下烘烤1~5分钟得到半固化片。本发明的组合物中含有的可固化聚苯醚树脂的分子结构侧基、两端端基都有可固化官能团,活性高,反应温度低,交联固化等条件温和;制得的覆铜板交联度高、耐热性能强、膨胀系数小和导热性好,适合于制备高速电路基板。
Description
技术领域
本发明属于聚苯醚技术领域,涉及一种含可固化聚苯醚树脂的组合物及其应用,特别涉及是在高耐热、低膨胀系数高速覆铜板、封装基板方面的应用。
背景技术
5G技术的实现和发展对印刷电路基板材料提出了更高的性能要求。普通电路基板(环氧树脂基FR-4等覆铜板)对高频信号损耗大、发热量大、传输不稳定的高频性缺点,难以满足5G通信应用要求。而聚苯醚(PPO)分子链结构对称,含有大量刚性的苯环结构,并且有较多的侧甲基,分子链刚硬,且无强极性基团,这些结构特征赋予了PPO树脂高的玻璃化转变温度(220℃)和高的热分解温度(262℃),低的介电常数(2.45@1GHz)、低的介电损耗(0.0007@1GHz),在温度-150℃到200℃和频率在10Hz到10GHz的范围内,介电常数和介电损耗几乎不受影响,其吸水率不大于0.05%,这些优良特性都为其作为电子材料奠定了基础。因此,聚苯醚树脂是制备电子绝缘材料和高频、高速覆铜板的首选树脂材料。但是,PPO树脂是分子量较高的热塑性树脂,流动性差,自身不固化,耐氯代烃、芳烃等溶剂性差,必须对其进行可固化改性,才能更好地应用于绝缘、高频、高速覆铜板等树脂基复合材料的制备。
中国专利CN1745142A公开了分子链末端带有不饱和双键的聚苯醚树脂组合物,该组合物使用异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)和氰脲酸三烯丙酯(TAC)等作为交联剂,制备的覆铜板的玻璃化转变温度在218~236℃之间,介电常数为3.14~3.15之间,介电损耗为0.0015,Z轴热膨胀系数59~61ppm/℃。该专利使用TAIC或TAC作为固化剂,大量的使用虽能提高覆铜板的玻璃化温度,但是由于TAIC或TAC的反应活性低,需要再很高的温度长时间内下才能使组合物完全固化。再者,由于TAIC或TAC交联剂固有特性,固化后的覆铜板脆性较大,后期制备PCB钻孔时易出现破裂、碎边等钻孔损坏的加工问题。中国专利CN102807658A公开了一种低分子量的分子链末端带有不饱和双键的聚苯醚树脂组合物以及由此组合物制备的半固化片和覆铜层压板。为了解决低分子量官能团化的聚苯醚由于低分子量带来的耐热性下降的问题,以及良好的工艺加工性问题,该组合物使用烯烃树脂作为固化剂,过氧化物自由基引发剂,制备的覆铜板的玻璃化转变温度Tg在220~240℃之间,介电常数在3.3~3.7之间,介电损耗在0.0035~0.0045之间。
5G通信应用中信号的高频、高速传输,将会使芯片等元器件的发热量增大,热量的蓄积引起电路板升温和显著的厚度方向上的膨胀,势必影响器件功能的发挥和焊接的稳固性,也势必会影响信号传输的稳定性和可靠性,这就需要电路板的基板材料具有高的玻璃化转变温度、高的热分解温度、低的热膨胀系数、良好的导热性以及优异的加工性能。
因此,设计一种具有较高的耐热温度、较低的热膨胀系数、良好导热性能的覆铜板,以满足5G信息通信领域内的应用具有十分重要的意义。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种含可固化聚苯醚树脂的组合物及其应用。
为达到上述目的,本发明采用的方案如下:
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
可固化聚苯醚树脂:100份;
交联剂:0~10份(交联剂的含量为0时,组合物直接在热的作用下交联固化);
填料:30~70份;
含乙烯基的硅烷偶联剂:0~1份;(含乙烯基的硅烷偶联剂的含量为0时,填料直接加入即可,当不为0时,填料先与含乙烯基的硅烷偶联剂混合,再加入);
阻燃剂:1~20份;
流变助剂:0.1~5份;
溶剂:50~100份;
组合物中,可固化聚苯醚树脂的分子具有如下结构:
其中,R1和R2各自独立地选自结构式I或者结构式II;R3、R4、R5和R6各自独立地选自于-H或者-CH3,如果是-H原子,那么分子链两端的苯环上就没有大位阻的侧基,可进一步提高后续封端改性时聚苯醚分子链两端基的反应活性,有利于封端剂的反应;X的结构式为 或者/>其中,R12、R13、R14和R15各自独立地选自-H、-CH3或者碳原子数为2~8的不饱和烯类基团,且R12、R13、R14和R15中至少有一个含有不饱和烯类基团。
在热或者引发剂作用下,可固化聚苯醚的分子链侧基上的基团可发生自由基加成反应,与体系中其他的双键产生分子内或分子间的交联网络结构进而形成三维立体交联网络,赋予材料耐有机溶剂性和高的玻璃化转变温度、耐热性能。R12、R13、R14和R15中含有的不饱和烯类基团可以根据使用要求进行设计和调整,实现了双键含量可调,交联程度可控,材料性能可设计等优点;并且这些侧基结构的烯类基团无极性、交联后也无极性基团产生,树脂不吸湿,固化后树脂材料的介电常数在2.43~2.46之间,介电损耗在0.0007~0.0008之间,具有优异的介电特性,适用于高速、高频条件下使用;
结构式I为:
结构式II为:
其中,R7和R8位于苯环的邻位、间位或对位,R9和R10位于苯环的邻位、间位或对位,R7、R8、R9和R10各自独立地选自于-H或者-CH=CH2基团,且R7和R8中至少含有一个-CH=CH2基团,R9和R10中至少含有一个-CH=CH2基团;作为可固化聚苯醚的链结构的端基,R1和R2中分别至少含有一个-CH=CH2基团,在热或者引发剂作用下,可发生自由基加成反应,与体系中其他的双键产生分子内或分子间的交联网络结构进而形成三维立体交联网络,提供给材料耐有机溶剂性和高的玻璃化转变温度、耐热性能。与已有文献报道或专利中公开的端基是丙烯酸酯基团不同的是,本发明提供的聚苯醚树脂,分子链中部是可固化的烯类基团,分子链两端端基也是烯类基团(即R1和R2),其活性高,反应温度低,交联固化等条件温和可控。为了进一步提高固化后材料的玻璃化转变温度、耐热性等热学性能,R7、R8可以都为-CH=CH2,实现了双键含量可调,交联程度可控,材料性能可设计等优点;端基的烯类基团无极性、交联后无极性基团产生,树脂不吸湿,固化后材料的介电常数和介电损耗低,可提供良好的电学性能;
n和m的取值范围分别为1~200,p的取值范围为1~6,优选1~2。
可固化聚苯醚树脂的数均分子量为1000~5000g/mol;如果分子量过小,单位分子量中可固化基团的含量过大,交联后固化物的脆性较大;如果分子量过大,聚合物的溶液粘度大,流动性差,加工难度增大。
本发明采用的可固化聚苯醚树脂,不但端基有可固化基团,而且分子链中部也有可交联固化基团,只在热的作用下交联固化时,形成三维网络结构,分子链中部和端部都会形成交联点,两个交联点间的数均分子量小,这样固化后的材料交联密度大,交联程度高,固化后的材料的玻璃化转变温度高,热分解温度等耐热性指标高,但可能引起固化物变脆。则,本发明还添加了可促使固化反应的交联剂。交联剂的作用是交联剂中的不饱和双键基团可以和可固化聚苯醚中的可固化基团反应,可以促进交联固化,形成更多的交联点,交联密度高,同时,为了改变固化物的脆性,本发明还优选了添加含有柔性链和不饱和双键的交联剂。由于交联剂中柔性链的存在,使得交联点之间有可以运动的链段,固化物受到外力作用时,交联点间的柔性链段可以通过改变构象抵抗外力的破坏作用,增加了固化物的韧性,因此可以在交联密度大,交联程度高的同时韧性也大,交联固化物具有强而韧聚合物材料的特性。
本发明采用的填料,主要起增强作用,填料的形状、颗粒大小、表面处理方法、填充量都会对增强后的材料有很大影响。填料一般是不规则颗粒状、片状、纤维状、柱状、球状、中空管状或中空微球状,优选不规则颗粒状、球状、或中空微球状,特殊形状的填料如球状的,在覆铜板中使用时可以显著降低板子厚度方向即Z轴方向上热膨胀程度,可以保证印刷电路板上元器件焊接的可靠性,如果膨胀系数大,焊接的元器件的膨胀程度如果和板子本身的膨胀不一致,就会拉断拉裂引脚,引起元器件功能失效。尤其是封装基板,基板热膨胀如果很大,在内部芯片器件膨胀系数不一致的情况下,封装在基板内部的芯片、器件更易破坏失效。填料颗粒平均粒径大,增强后材料内部产生的缺陷就越多,填料颗粒平均粒径小,在材料内部分布均匀,缺陷少,材料综合性能表现好。所以一般用颗粒平均粒径小的填料来增强填充材料。但是,平均粒径小的填料,表面能大,易团聚,易造成在增强材料内部分布不均匀,这时就要求对填料的表面进行处理,降低表面能,利于在基体树脂中均匀分散。
本发明采用的偶联剂,可以对填料进行表面处理,一方面降低填料表面能,能够使填料不团聚,即使填料团聚也易在搅拌剪切作用下分散开,另一方面,偶联剂起到连接无机填料和树脂之间作用的目的,改善无机填料与基体树脂之间的相容性,使无机填料与基体树脂间的结合力增强。特殊的偶联剂不但起到以上作用,而且还含有不饱和双键,能和基体树脂如可交联聚苯醚或交联剂反应,起到交联和增强填料结合力的双重作用。本发明专利中主要使用的就是这种含不饱和双键的特殊偶联剂,对填料进行表面处理,后用在本发明的组合物中以及覆铜板制备中。
一般地,有机高分子的极限氧指数都低于28,属于可燃产品。为了不易燃烧或被点燃,高分子材料或高分子复合材料大都加入阻燃剂,起到不易燃烧或不燃烧的效果。作为特殊应用的覆铜板材料,阻燃性是一个性能评价指标,阻燃等级达到美国94L标准的V0级或其他标准的相当级别。含卤阻燃剂材料在燃烧或加热过程中释放二噁英等严重威胁到人类身体健康、环境的有害物质。本发明采用的阻燃剂为不含卤素的含磷阻燃剂,避免了上述含卤阻燃剂材料的缺点。使用中,如复配以氮系阻燃剂,效果更好。
本发明采用的流变助剂,可以改变组合物溶液的流动性,易于涂布或涂刷,尤其是可以防止胶液涂覆过厚或胶液粘度小时,由于流动导致的流挂现象的发生,保证涂覆厚度的均匀。本发明专利中填料量较大,流动性不好,采用流变助剂,在搅拌剪切力作用下可以改变制备胶液时的胶液流动性,同时涂覆完成后,起到抗流挂的特性。
作为优选的技术方案:
如上所述的一种含可固化聚苯醚的组合物,交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、三烯丙基异氰脲酸酯、二乙烯苯、数均分子量范围在500~3000g/mol的苯乙烯-丁二烯共聚物、数均分子量范围在500~3000g/mol的二乙烯苯均聚物、数均分子量范围在500~3000g/mol的二乙烯苯共聚物和数均分子量范围在500~3000g/mol的聚丁二烯的一种以上。
这些优选的交联剂分子中,具有多个非极性的双键,通过自由基加成反应形成三维网络结构,达到交联固化,反应后没有极性键或极性基团产生,不会增大材料的介电常数、介电损耗等介电性能。
如上所述的一种含可固化聚苯醚的组合物,填料为硫酸钡、滑石粉、硅酸钙、玻璃微球、中空玻璃微珠、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氢氧化铝、氢氧化镁和聚四氟乙烯微粉中的一种以上;
上述填料在使用时,进行烘干处理,可以下列含乙烯基的偶联剂进行表面处理。含乙烯基的硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种以上。
如上所述的一种含可固化聚苯醚的组合物的填料,填料的形状为不规则颗粒状、实心球状或中空微球状,填料的平均粒径D50小于10微米,优选平均粒径D50小于5微米。填料的形状还可为片状、纤维状、柱状或者中空管状。
如上所述的一种含可固化聚苯醚的组合物,阻燃剂为无卤含磷阻燃剂,具体为:三苯基氧膦、对二甲苯基双二苯基次膦氧化物、双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、双(3,5-二甲基苯基)氧化磷、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-HQ)、10-(2,5-二羟基萘基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(CAS:107394-28-5)和10-(2,5-二羟基-4-苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物中的一种以上。
如上所述的一种含可固化聚苯醚的组合物,流变助剂是丙烯酸酯类、聚硅氧烷类、氟碳类和聚醚类有机溶剂型中的一种以上。
如上所述的一种含可固化聚苯醚的组合物,溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、1,2二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、四氯化碳、氯苯、二氯苯和丁酮中的一种以上。
本发明还提供如上所述的一种含可固化聚苯醚的组合物的应用,先将所述组合物转移至浸胶槽;再将基体完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为40~70%(质量百分比),并在温度为100~180℃下,烘烤1~5分钟得到半固化片;
所述基体为有机纤维织物、有机纤维无纺布、电子级玻璃纤维织物或电子级玻璃纤维无纺布。
烘烤温度和时间是控制半固化片制作的关键因素。烘烤温度应在组合物的固化交联点温度附近,一般高于交联温度点,短时间内,组合物中溶剂挥发,且组合物中的树脂、交联剂等开始交联固化,但是时间不宜过长。如果固化时间过长,交联度过大,半固化片变脆,并且后期压合时,没有足够的可交联的基团,压合的覆铜板的粘合力变差,很小剥离力就能把覆铜板分层破坏,满足不了使用要求。因此,这个制备过程中,既要考虑烘烤温度,又要考虑烘烤时间。烘烤的温度决定了组合物的中溶剂的挥发和组合物中可固化物质开始交联,烘烤的时间决定了组合物的干燥状态和组合物中可固化物质的交联程度,保证后续步骤有足够的可固化基团存在用以热压合时的粘结,因此该过程称为之半固化片的制作。
作为优选的技术方案:
如上所述的一种含可固化聚苯醚的组合物的应用,将若干张半固化片叠合在一起,再把铜箔覆盖于上述叠合好的固化片一侧或双侧,然后利用热压机压合而成单面覆铜或双面覆铜的覆铜板;
铜箔为电解铜箔或压延铜箔,铜箔的表面粗糙度小于5微米。
如上所述的一种含可固化聚苯醚的组合物的应用,覆铜板的玻璃化转变温度在195~215℃,1%热失重温度Td为370~380℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为29~35ppm/℃(参考IPC-TM-650);10GHz频率下测试介电常数为3.5~3.8(参考IPC-TM-650),介电损耗为0.00319~0.00370(参考IPC-TM-650);ASTM-D5470标准测试导热系数为0.7~1.0W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
本发明中的可固化聚苯醚树脂中的不饱和烯类基团为乙烯基、丙烯基、丁烯基、丁二烯基、戊烯基、异戊二烯基、己烯基、己二烯基或者环戊二烯基,优选乙烯基、丙烯基或者丁烯基。
可固化聚苯醚树脂的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度低,为150~160℃;常温下,在苯、甲苯、二甲苯、丁酮溶剂中的溶解度大,最大溶解度时溶液浓度质量百分数可达50~60wt%,其最大溶解度时溶液的粘度为100~300mPa·s;可固化聚苯醚树脂的吸湿性不大于0.05%,在1GHz频率下测试,介电常数(Dk)在2.43~2.46之间,介电损耗(Df)在0.0007~0.0008之间。
热固化交联温度:使用流变仪,在弹性形变范围内,动态振荡模式下测试树脂的动态粘度与温度之间的关系,粘度-温度变化曲线上粘度从小突然变大时对应的温度点,即为树脂的固化交联开始温度点。
吸湿性:ASTMD570-98;
Dk/Df:IPC-TM-650;
本发明的可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下步骤:
(1)将单端羟基聚苯醚(PPO-OH)搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应一段时间,再加入对溴苯酚和CuCl/DMAP(催化剂,其中,DMAP表示对二甲氨基吡啶)反应1~2小时,(当所述可固化聚苯醚树脂中的R3、R4、R5和R6各自独立地选自于-H时需要进行这个步骤,其它情况不需要再加入对溴苯酚,即对应0h;加入对溴苯酚目的是使双端羟基聚苯醚的两端带有苯酚基团,R3、R4、R5和R6为-H)反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚(PPO-2OH);
酚类化合物为 或者/>其中,R12、R13、R14和R15各自独立地选自-H、-CH3或者碳原子数为2~8的不饱和烯类基团,且R12、R13、R14和R15中至少有一个含有不饱和烯类基团;
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂;
封端剂为物质A和/或者物质B;物质A的结构式为:物质B的结构式为:/>其中,R7和R8位于苯环的邻位、间位或对位,R9和R10位于苯环的邻位、间位或对位,R7、R8、R9和R10各自独立地选自于-H、-CH3或者-CH=CH2基团,但R7和R8中至少含有一个-CH=CH2基团,R9和R10中至少含有一个-CH=CH2基团;R16和R17各自独立地选自于-Cl、-Br、-F、-I、-OH或者-OCH3基团。
本发明采用含有不同数量碳碳不饱和双键的双羟基酚类与单端羟基聚苯醚反应,进行了再分配反应,同时分子链中引入了含不饱和双键的双羟基酚类基团,即进行了侧基改性又同时进行了聚苯醚分子量大小的调节,得到侧基含有碳碳不饱和双键基团且其数量可设计的分子量较小的双端羟基聚苯醚,再与含有碳碳不饱和双键的封端剂反应,进行封端,完成对分子链端基的改性,最终得到分子量适中固化基团可设计的可交联固化聚苯醚树脂。根据使用要求,侧基和端基基团的种类和数量可进行分子设计,两步反应中采用不同的双羟基酚类和封端剂,达到可固化聚苯醚树脂分子链中碳碳双键基团的种类和数量可设计和可调整的目的。可交联固化的侧基和端基能够有效地提高交联密度,使得固化树脂耐热性好,起始分解温度为395~403℃,玻璃化转变温度为150~173.9℃,膨胀系数小,电学性能都优于热塑性聚苯醚树脂。
本发明的可固化聚苯醚树脂的特点是,分子链中部和两端端基都含有烯类基团,在加工应用中的热或引发剂作用下,可以分别进行自由基的加成反应而形成三维网络结构,且根据需要,可固化聚苯醚树脂分子链中的双键含量可通过酚类含有的双键进行调节也可通过封端剂中的双键含量进行调节,进而能够实现交联程度可控,材料性能可设计等。
现有技术中,聚合过程中使用侧基不含双键的酚类与侧基含双键的酚类氧化条件下发生C-O偶合聚合得到侧基含有双键的聚苯醚树脂,是逐步聚合机理。接入分子链中的酚类单体是无规和随机的,所以聚苯醚大分子链中侧基双键的分布也是不规则的,侧基双键的含量是不可准确控制的。在此侧基改性聚苯醚树脂的基础上,在端基引入环氧基团或在端基引入丙烯酸酯基团得到可固化聚苯醚。这两类方法聚合时使用含有双键的酚类,在聚苯醚树脂分子链中部引入烯类基团,这种设想在实际操作中是很难实现的,因为在实施中,聚合到分子链中的含双键的酚类基团数量、分子链中的分布不可控制,在下一步的端基改性时,改性剂与数量未知的侧基烯类基团易反应,形成凝胶而造成聚苯醚分子链端基改性失败。
本发明利用两步法反应,第一步制备分子链中部含烯类基团的双端羟基聚苯醚(PPO-2OH),双键数量通过酚类精确可控;第二步利用温和的反应条件和催化剂作用下,双端羟基聚苯醚(PPO-2OH)的端基-OH基团与封端剂反应,分子链接入烯类基团,避免了激烈反应条件造成的封端剂中碳碳双键与双端羟基聚苯醚分子链中部烯类基团的反应,最终可制备分子链中部和两端端基都含有烯类基团的可固化聚苯醚树脂。
有益效果
(1)本发明的一种含可固化聚苯醚树脂的组合物,其中含有的可固化聚苯醚树脂的分子结构侧基、两端端基都有可固化官能团,单位分子量中可固化官能团含量高;官能团为无极性的不饱和碳碳双键,活性高,反应温度低,交联固化等条件温和;
(2)本发明的一种可固化高交联度聚苯醚树脂,分子量小,溶解性好,溶液粘度适中,溶液流动性好,可制备固含量高的溶液,加工性能优异,特别适合配制成溶液使用;
(3)本发明的一种含可固化聚苯醚树脂的组合物,固化后形成多的交联点,交联密度高,耐热性好。同时,含柔性链交联剂的选用,组合物不但交联密度大、交联程度高同时韧性也大,交联固化物具有强而韧聚合物材料的特性;
(4)本发明的一种含可固化聚苯醚树脂的组合物的应用,优选的填料的颗粒形态及偶联剂处理方式,增强了填料与树脂的结合力,导热性好,覆铜板厚度方向上Tg温度前后的热膨胀系数都显著降低;
(5)本发明的一种含可固化聚苯醚树脂的组合物的应用,同时具有介电常数、介电损耗较低、交联度高、耐热性能强、膨胀系数小、导热性好的特点,制得的覆铜板的玻璃化转变温度在195~215℃,1%热失重温度Td为370~380℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为29~35ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.5~3.8,介电损耗为0.00319~0.00370;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.7~1.0W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级,特别适合于制备高速电路基板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
表1酚类化合物的结构式
表2封端剂的结构式
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本发明的单端羟基聚苯醚的来源为:由氧化偶合方法按照逐步聚合机理得到;市售产品如沙特基础工业公司(SABIC)的PPO*Resin630、PPO*Resin640、PPO*Resin646。
实施例1
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为60℃,反应时间为3h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin630 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X1 | 0.1重量份 |
溶剂 | 苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 50重量份 |
引发剂 | 过氧化二异丙苯 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 对苯二酚 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为30℃,反应时间为5h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的A1 | 3重量份 |
溶剂 | 苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 50重量份 |
阻聚剂 | 对苯二酚 | 0.001重量份 |
催化剂 | 碳酸钾 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为151.1℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.44,Df为0.0007。
实施例2
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为60℃,反应时间为3h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin630 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X2 | 0.1重量份 |
溶剂 | 甲苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 60重量份 |
引发剂 | 过氧化二苯甲酰 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 对羟基苯甲醚 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为30℃,反应时间为4h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的A2 | 3重量份 |
溶剂 | 甲苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 60重量份 |
阻聚剂 | 对羟基苯甲醚 | 0.001重量份 |
催化剂 | 碳酸铯 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为150.8℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.45,Df为0.0007。
实施例3
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为80℃,反应时间为2h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin640 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X3 | 0.1重量份 |
溶剂 | 二甲苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 70重量份 |
引发剂 | 过氧化苯甲酸叔丁酯 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 2-叔丁基对苯二酚 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为20℃,反应时间为5h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的A3 | 3重量份 |
溶剂 | 二甲苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 70重量份 |
阻聚剂 | 2-叔丁基对苯二酚 | 0.001重量份 |
催化剂 | 氢氧化钠 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为152.0℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.46,Df为0.0007。
实施例4
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为50℃,反应时间为3h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin630 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X4 | 0.1重量份 |
溶剂 | 三氯甲烷 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 体积比为1:10的乙醇和水 | 80重量份 |
引发剂 | 过氧化二碳酸二异丙酯 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 2,5-二叔丁基对苯二酚 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为40℃,反应时间为2h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的B1 | 2重量份 |
溶剂 | 三氯甲烷 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 体积比为1:10的乙醇和水 | 80重量份 |
阻聚剂 | 2,5-二叔丁基对苯二酚 | 0.001重量份 |
催化剂 | 吡啶 | 1重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为158.5℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.45,Df为0.0007。
实施例5
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为10℃,反应时间为10h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin630 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X5 | 0.1重量份 |
溶剂 | 1,2二氯乙烷 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 90重量份 |
引发剂 | 过氧化二叔丁基 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 对苯醌 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为-30℃,反应时间为5h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为154.3℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.43,Df为0.0007。
实施例6
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为10℃,反应时间为10h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin630 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X6 | 0.1重量份 |
溶剂 | 三氯乙烷 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 100重量份 |
引发剂 | 过氧化叔戊酸叔丁酯 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 甲基氢醌 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为0℃,反应时间为4h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的A6 | 3重量份 |
溶剂 | 三氯乙烷 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 100重量份 |
阻聚剂 | 甲基氢醌 | 0.001重量份 |
催化剂 | 质量比为1:1的十二烷基三甲基氯化铵和碳酸钾的混合物 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为152.2℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.46,Df为0.0007。
实施例7
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为10℃,反应时间为10h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin640 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X7 | 0.1重量份 |
溶剂 | 三氯乙烯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 50重量份 |
引发剂 | 过氧化十二酰 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 四氯苯醌 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为40℃,反应时间为3h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的B1 | 2重量份 |
溶剂 | 三氯乙烯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 50重量份 |
阻聚剂 | 四氯苯醌 | 0.001重量份 |
催化剂 | 吡啶 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为157.3℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.46,Df为0.0007。
实施例8
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为40℃,反应时间为9h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
/>
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为60℃,反应时间为2h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的B2 | 2重量份 |
溶剂 | 四氯化碳 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 60重量份 |
阻聚剂 | 氯化铁 | 0.001重量份 |
催化剂 | 甲基吡啶 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为156.2℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.45,Df为0.0007。
实施例9
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为40℃,反应时间为8h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin640 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X9 | 0.1重量份 |
溶剂 | 氯苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 70重量份 |
引发剂 | 1,4-对苯二醌 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 氯化亚铜 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为60℃,反应时间为2h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的B3 | 2重量份 |
溶剂 | 氯苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 70重量份 |
阻聚剂 | 氯化亚铜 | 0.001重量份 |
催化剂 | 三乙胺 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为155.1℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.45,Df为0.0007。
实施例10
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为40℃,反应时间为8h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为70℃,反应时间为2h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的B4 | 2重量份 |
溶剂 | 二氯苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 80重量份 |
阻聚剂 | 硫酸铜 | 0.001重量份 |
催化剂 | 二异丙基乙胺 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为151.6℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.43,Df为0.0007。
实施例11
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为50℃,反应时间为7h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin646 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X11 | 0.1重量份 |
溶剂 | 硝基苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 90重量份 |
引发剂 | 过氧化二异丙苯 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 对苯二酚 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为80℃,反应时间为1h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的B5 | 2重量份 |
溶剂 | 硝基苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 90重量份 |
阻聚剂 | 对苯二酚 | 0.001重量份 |
催化剂 | 吡啶 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为152.4℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.45,Df为0.0007。
实施例12
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为60℃,反应时间为6h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为-20℃,反应时间为5h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的B6 | 2重量份 |
溶剂 | 丁酮 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 100重量份 |
阻聚剂 | 对羟基苯甲醚 | 0.001重量份 |
催化剂 | 甲基吡啶 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为153.1℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.46,Df为0.0007。
实施例13a
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为60℃,反应时间为6h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin630 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X13 | 0.1重量份 |
溶剂 | 苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 50重量份 |
引发剂 | 过氧化二苯甲酰 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 2-叔丁基对苯二酚 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为-10℃,反应时间为4h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的B7 | 2重量份 |
溶剂 | 苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 50重量份 |
阻聚剂 | 2-叔丁基对苯二酚 | 0.001重量份 |
催化剂 | 硫酸 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为152.4℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.44,Df为0.0007。
实施例13b
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,其过程与实施例13a基本相同,不同之处仅在于将实施例13a中的步骤(2)中的催化剂替换为二环己基碳二亚胺,其余条件均相同,制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为152.6℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.45,Df为0.0007。
实施例13c
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,其过程与实施例13a基本相同,不同之处仅在于将实施例13a中的步骤(2)中的催化剂替换为1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺,其余条件均相同,制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为152.1℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.46,Df为0.0007。
实施例14a
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为60℃,反应时间为5h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin646 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X14 | 0.1重量份 |
溶剂 | 甲苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 80重量份 |
引发剂 | 过氧化十二酰 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 2,5-二叔丁基对苯二酚 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为20℃,反应时间为3h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的B8 | 2重量份 |
溶剂 | 甲苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 80重量份 |
阻聚剂 | 2,5-二叔丁基对苯二酚 | 0.001重量份 |
催化剂 | 多聚磷酸 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为153.4℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.45,Df为0.0007。
实施例14b
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,其过程与实施例14a基本相同,不同之处仅在于将实施例14a中的步骤(2)中的催化剂替换为二异丙基碳二亚胺,其余条件均相同,制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为153.2℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.43,Df为0.0007。
实施例15
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为60℃,反应时间为4h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin630 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X15 | 0.1重量份 |
溶剂 | 二甲苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 100重量份 |
引发剂 | 过氧化苯甲酸叔丁酯 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 对苯醌 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为50℃,反应时间为3h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的B9 | 2重量份 |
溶剂 | 二甲苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 100重量份 |
阻聚剂 | 对苯醌 | 0.001重量份 |
催化剂 | 氢氧化钾 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为152.8℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.46,Df为0.0007。
实施例16
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为70℃,反应时间为4h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin630 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X16 | 0.1重量份 |
溶剂 | 三氯甲烷 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 50重量份 |
引发剂 | 过氧化叔戊酸叔丁酯 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 甲基氢醌 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为80℃,反应时间为1h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的B10 | 2重量份 |
溶剂 | 三氯甲烷 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 50重量份 |
阻聚剂 | 甲基氢醌 | 0.001重量份 |
催化剂 | 硫酸 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为153.1℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.46,Df为0.0007。
实施例17
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为70℃,反应时间为3h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin646 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X17 | 0.1重量份 |
溶剂 | 1,2二氯乙烷 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 60重量份 |
引发剂 | 过氧化二碳酸二异丙酯 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 四氯苯醌 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为30℃,反应时间为3h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的A1 | 3重量份 |
溶剂 | 1,2二氯乙烷 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 60重量份 |
阻聚剂 | 四氯苯醌 | 0.001重量份 |
催化剂 | 质量比为1:1的碳酸铯和碘化钾的混合物 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为151.8℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.45,Df为0.0007。
实施例18a
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为70℃,反应时间为2h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin646 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X18 | 0.1重量份 |
溶剂 | 三氯乙烷 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 70重量份 |
引发剂 | 过氧化二碳酸二环己酯 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 氯化铁 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为70℃,反应时间为1h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为151.0℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.45,Df为0.0007。
实施例18b
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,其过程与实施例18a基本相同,不同之处仅在于将实施例18a中的步骤(2)中的催化剂替换为质量比为1:1的十四烷基三甲基氯化铵和碳酸钾的混合物,其余条件均相同,制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为151.2℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.45,Df为0.0007。
实施例18c
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,其过程与实施例18a基本相同,不同之处仅在于将实施例18a中的步骤(2)中的催化剂替换为质量比为1:1的四丁基硫酸氢铵和氢氧化钠的混合物,其余条件均相同,制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为151.4℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.45,Df为0.0007。
实施例19
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为80℃,反应时间为2h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin646 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X12 | 0.1重量份 |
溶剂 | 三氯乙烯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 100重量份 |
引发剂 | 1,4-对苯二醌 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 氯化亚铜 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为10℃,反应时间为3h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的A3 | 3重量份 |
溶剂 | 三氯乙烯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 100重量份 |
阻聚剂 | 氯化亚铜 | 0.001重量份 |
催化剂 | 质量比为1:1的四丁基溴化铵和碳酸钾的混合物 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为152.3℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.46,Df为0.0007。
实施例20
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为90℃,反应时间为2h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin630 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X3 | 0.1重量份 |
溶剂 | 四氯化碳 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 70重量份 |
引发剂 | 3,3,5,5-四甲基联苯二醌 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 硫酸铜 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为80℃,反应时间为1h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的A4 | 3重量份 |
溶剂 | 四氯化碳 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 乙醇 | 70重量份 |
阻聚剂 | 硫酸铜 | 0.001重量份 |
催化剂 | 质量比为1:1的四丁基氯化铵和碳酸铯的混合物 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为153.1℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.46,Df为0.0007。
实施例21
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,包括如下过程:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应,反应温度为100℃,反应时间为2h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
步骤(1)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
单端羟基聚苯醚 | PPO*Resin640 | 1重量份 |
酚类化合物 | 表1中的X4 | 0.1重量份 |
溶剂 | 氯苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 80重量份 |
引发剂 | 过氧化二异丙苯 | 0.05重量份 |
阻聚剂 | 对苯二酚 | 0.001重量份 |
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为90℃,反应时间为1h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的A5 | 3重量份 |
溶剂 | 氯苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 80重量份 |
阻聚剂 | 对苯二酚 | 0.001重量份 |
催化剂 | 氢氧化钾 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为150.3℃,吸湿性为0.05%,在1GHz频率下测试:Dk为2.46,Df为0.0007。
实施例22
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,与实施例1步骤(1)相同,第二步骤如下:
将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为30℃,反应时间为5h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的A1和A6 | 各1.5重量份 |
溶剂 | 苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 50重量份 |
阻聚剂 | 对苯二酚 | 0.001重量份 |
催化剂 | 碳酸钾 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为150.6℃;可固化聚苯醚树脂的吸湿性为0.05%,可固化聚苯醚树脂的1GHz下Dk为2.44,Df为0.0007。
实施例23
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,与实施例15步骤(1)相同,第二步骤如下:
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应温度为50℃,反应时间为3h;反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂。
步骤(2)中的物料类型 | 物料名称 | 使用量 |
双端羟基聚苯醚 | 步骤(1)制得的 | 1重量份 |
封端剂 | 表2中的B3和B5 | 各1重量份 |
溶剂 | 二甲苯 | 5重量份 |
聚苯醚的不良溶剂 | 甲醇 | 100重量份 |
阻聚剂 | 对苯醌 | 0.001重量份 |
催化剂 | 氢氧化钾 | 2重量份 |
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为150.7℃;可固化聚苯醚树脂的吸湿性为0.05%,可固化聚苯醚树脂的1GHz下Dk为2.45,Df为0.0007。
实施例24
一种可固化聚苯醚树脂的制备方法,与实施例1基本相同,不同之处仅在于在步骤(1)中,其反应结束前还加入对溴苯酚和催化剂CuCl/DMAP,反应2h,然后按照同样的方法进行沉析、过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
制得的可固化聚苯醚树脂的热固化交联温度为152℃;可固化聚苯醚树脂的吸湿性为0.051%,可固化聚苯醚树脂的1GHz下Dk为2.45,Df为0.0007。
上述实施例1~24中制得的一种可固化聚苯醚树脂中可固化聚苯醚的分子链结构满足以下设计:
其中,R1和R2各自独立地选自结构式I或者结构式II;R3、R4、R5和R6各自独立地选自于-H或者-CH3;X的结构式为 或者/>其中,R12、R13、R14和R15各自独立地选自-H、-CH3或者碳原子数为2~8的不饱和烯类基团,且R12、R13、R14和R15中至少有一个含有不饱和烯类基团;
结构式I为:
结构式II为:
其中,R7和R8位于苯环的邻位、间位或对位,R9和R10位于苯环的邻位、间位或对位,R7、R8、R9和R10各自独立地选自于-H、-CH3或者-CH=CH2基团,且R7和R8中至少含有一个-CH=CH2基团,R9和R10中至少含有一个-CH=CH2基团;
n和m的取值范围分别为1~200,p的取值范围为1~6;
本发明制得的可固化聚苯醚树脂的数均分子量为1000~5000g/mol。常温下,在苯、甲苯、二甲苯、丁酮溶剂中的溶解度大,最大溶解度时溶液浓度质量百分数可达50~60wt%,其最大溶解度时溶液的粘度为100~300mPa·s。
实施例25
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将芳纶纤维布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为65%,并在温度为160℃下,烘烤2分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(电解铜箔,且表面粗糙度为4微米)覆盖于上述叠合好的固化片一侧,然后利用热压机压合而成单面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为198℃,1%热失重温度Td为375℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为33ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.72,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.8W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例26
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将超高分子量聚乙烯纤维布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为56%,并在温度为150℃下,烘烤4分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(压延铜箔,且表面粗糙度为4微米)覆盖于上述叠合好的固化片一侧,然后利用热压机压合而成单面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为195℃,1%热失重温度Td为371℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为34ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.65,介电损耗为0.0033;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.9W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例27
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将聚醚醚酮纤维布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为52%,并在温度为150℃下,烘烤3分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(压延铜箔,且表面粗糙度为3微米)覆盖于上述叠合好的固化片一侧,然后利用热压机压合而成单面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为198℃,1%热失重温度Td为374℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为29ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.73,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.9W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例28
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将1078电子级玻璃布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为48%,并在温度为150℃下,烘烤5分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(压延铜箔,且表面粗糙度为3微米)覆盖于上述叠合好的固化片一侧,然后利用热压机压合而成单面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为210℃,1%热失重温度Td为378℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为30ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.76,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.8W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例29
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将2116电子级玻璃布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为58%,并在温度为150℃下,烘烤5分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(电解铜箔,且表面粗糙度为4微米)覆盖于上述叠合好的固化片一侧,然后利用热压机压合而成单面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为210℃,1%热失重温度Td为377℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为31ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.75,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.8W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例30
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将2116电子级玻璃布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为52%,并在温度为150℃下,烘烤5分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(电解铜箔,且表面粗糙度为4微米)覆盖于上述叠合好的固化片一侧,然后利用热压机压合而成单面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为213℃,1%热失重温度Td为378℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为31ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.76,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.9W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例31
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将2116电子级玻璃布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为52%,并在温度为150℃下,烘烤5分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(电解铜箔,且表面粗糙度为4微米)覆盖于上述叠合好的固化片一侧,然后利用热压机压合而成单面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为215℃,1%热失重温度Td为380℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为30ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.74,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.9W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例32
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将2116电子级玻璃布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为47%,并在温度为150℃下,烘烤5分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(电解铜箔,且表面粗糙度为4微米)覆盖于上述叠合好的固化片一侧,然后利用热压机压合而成单面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为211℃,1%热失重温度Td为378℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为31ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.75,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.8W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例33
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将2116电子级玻璃布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为62%,并在温度为150℃下,烘烤5分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(电解铜箔,且表面粗糙度为4微米)覆盖于上述叠合好的固化片双侧,然后利用热压机压合而成双面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为213℃,1%热失重温度Td为378℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为31ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.75,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.8W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例34
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将2116电子级玻璃布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为52%,并在温度为150℃下,烘烤5分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(电解铜箔,且表面粗糙度为4微米)覆盖于上述叠合好的固化片双侧,然后利用热压机压合而成双面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为215℃,1%热失重温度Td为379℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为31ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.75,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为1W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例35
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将2116电子级玻璃布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为60%,并在温度为150℃下,烘烤4分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(压延铜箔,且表面粗糙度为3微米)覆盖于上述叠合好的固化片双侧,然后利用热压机压合而成双面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为210℃,1%热失重温度Td为375℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为32ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.76,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.8W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例36
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将2116电子级玻璃布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为42%,并在温度为150℃下,烘烤3分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(压延铜箔,且表面粗糙度为3微米)覆盖于上述叠合好的固化片双侧,然后利用热压机压合而成双面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为211℃,1%热失重温度Td为376℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为32ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.76,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.9W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例37
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将2116电子级玻璃布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为46%,并在温度为150℃下,烘烤3分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(压延铜箔,且表面粗糙度为3微米)覆盖于上述叠合好的固化片双侧,然后利用热压机压合而成双面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为210℃,1%热失重温度Td为377℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为32ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.76,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.9W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例38
一种含可固化聚苯醚的组合物,按重量份计,包括如下组分:
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将2116电子级玻璃布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为53%,并在温度为150℃下,烘烤3分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(压延铜箔,且表面粗糙度为3微米)覆盖于上述叠合好的固化片双侧,然后利用热压机压合而成双面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为210℃,1%热失重温度Td为376℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为32ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.73,介电损耗为0.0032;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.8W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例39
一种含可固化聚苯醚的组合物,各组分与实施例25基本相同,不同之处仅在于可固化聚苯醚树脂选自于实施例13c制得的可固化聚苯醚树脂,且不含有交联剂。
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将芳纶纤维布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为54%,并在温度为153℃下,烘烤3分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(压延铜箔,且表面粗糙度为3微米)覆盖于上述叠合好的固化片双侧,然后利用热压机压合而成双面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为198℃,1%热失重温度Td为376℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为32ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.75,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.8W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例40
一种含可固化聚苯醚的组合物,各组分与实施例26基本相同,不同之处仅在于可固化聚苯醚树脂选自于实施例14a制得的可固化聚苯醚树脂,且不含有交联剂和硅烷偶联剂。
先将上述含可固化聚苯醚的组合物转移至浸胶槽;再将超高分子量聚乙烯纤维布完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为63%,并在温度为154℃下,烘烤3分钟得到半固化片;
将6张半固化片叠合在一起,再把铜箔(压延铜箔,且表面粗糙度为3微米)覆盖于上述叠合好的固化片双侧,然后利用热压机压合而成双面覆铜的覆铜板;
制得的覆铜板的玻璃化转变温度为200℃,1%热失重温度Td为376℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为32ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.75,介电损耗为0.0037;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.9W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
实施例41~53
一种含可固化聚苯醚的组合物,各组分与实施例28基本相同,不同之处仅在于可固化聚苯醚树脂选自于表4中制得的可固化聚苯醚树脂。
该组合物应用至实施例28中的基体(2116电子级玻璃布)上,其应用参数见表4,制得的制得的覆铜板的性能指标见表5。
表4
表5
/>
Claims (10)
1.一种含可固化聚苯醚的组合物,其特征是,按重量份计,包括如下组分:
可固化聚苯醚树脂:100份;
交联剂:0~10份;
填料:30~70份;
含乙烯基的硅烷偶联剂:0~1份;
阻燃剂:1~20份;
流变助剂:0.1~5份;
溶剂:50~100份;
组合物中,可固化聚苯醚树脂的分子具有如下结构:
其中,R1和R2各自独立地选自结构式I或者结构式II;R3、R4、R5和R6为-H;X的结构式为 或者/>其中,R12、R13、R14和R15各自独立地选自-H、-CH3或者碳原子数为2~8的不饱和烯类基团,且R12、R13、R14和R15中至少有一个含有不饱和烯类基团;
结构式I为:
结构式II为:
其中,R7和R8位于苯环的邻位、间位或对位,R9和R10位于苯环的邻位、间位或对位,R7、R8、R9和R10各自独立地选自于-H、-CH3或者-CH=CH2基团,且R7和R8中至少含有一个-CH=CH2基团,R9和R10中至少含有一个-CH=CH2基团;
n和m的取值范围分别为1~200,p的取值范围为1~6;
可固化聚苯醚树脂的数均分子量为1000~5000g/mol;
可固化聚苯醚树脂的制备方法包括如下步骤:
(1)将单端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入引发剂、酚类化合物和阻聚剂进行反应一段时间,再加入对溴苯酚和CuCl/DMAP反应1~2小时,反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到双端羟基聚苯醚;
酚类化合物为 或者/>
(2)将步骤(1)得到的双端羟基聚苯醚搅拌溶解于溶剂,保持搅拌,再在溶液中加入封端剂、催化剂和阻聚剂进行反应,反应结束后用聚苯醚的不良溶剂沉析,然后过滤、洗涤后得到可固化聚苯醚树脂;
封端剂为物质A和/或者物质B;物质A的结构式为:物质B的结构式为:/>其中,R16和R17各自独立地选自于-Cl、-Br、-F、-I、-OH或者-OCH3基团。
2.根据权利要求1所述的一种含可固化聚苯醚的组合物,其特征在于,交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、三烯丙基异氰脲酸酯、二乙烯苯、数均分子量范围在500~3000g/mol的苯乙烯-丁二烯共聚物、数均分子量范围在500~3000g/mol的二乙烯苯均聚物、数均分子量范围在500~3000g/mol的二乙烯苯共聚物和数均分子量范围在500~3000g/mol的聚丁二烯的一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种含可固化聚苯醚的组合物,其特征在于,填料为硫酸钡、滑石粉、硅酸钙、玻璃微球、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氢氧化铝、氢氧化镁和聚四氟乙烯微粉中的一种以上;
含乙烯基的硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种以上。
4.根据权利要求3所述的一种含可固化聚苯醚的组合物,其特征在于,填料的平均粒径D50小于10微米。
5.根据权利要求1所述的一种含可固化聚苯醚的组合物,其特征在于,阻燃剂为三苯基氧膦、对二甲苯基双二苯基次膦氧化物、双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、双(3,5-二甲基苯基)氧化膦、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和10-(2,5-二羟基萘基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种含可固化聚苯醚的组合物,其特征在于,流变助剂是丙烯酸酯类、聚硅氧烷类、氟碳类和聚醚类有机溶剂中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的一种含可固化聚苯醚的组合物,其特征在于,溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、四氯化碳、氯苯、二氯苯和丁酮中的一种以上。
8.如权利要求1~7中任一项所述的一种含可固化聚苯醚的组合物的应用,其特征是:先将所述组合物转移至浸胶槽;再将基体完全浸入浸胶槽,在浸胶槽内浸胶辊的作用下,胶液进入基体内部完成浸胶过程;然后将浸胶后的基体通过挤压辊的挤压使基体的浸胶量为40~70%,并在温度为100~180℃下烘烤1~5分钟得到半固化片;
所述基体为有机纤维织物、有机纤维无纺布、电子级玻璃纤维织物或电子级玻璃纤维无纺布。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,将若干张半固化片叠合在一起,再把铜箔覆盖于上述叠合好的固化片一侧或双侧,然后利用热压机压合而成单面覆铜或双面覆铜的覆铜板;
铜箔为电解铜箔或压延铜箔,铜箔的表面粗糙度小于5微米。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,覆铜板的玻璃化转变温度在195~215℃,1%热失重温度Td为370~380℃,Z轴热膨胀系数Z-CTE为29~35ppm/℃;10GHz频率下测试介电常数为3.5~3.8,介电损耗为0.00319~0.00370;ASTM-D5470标准测试导热系数为0.7~1.0W/m·K,UL94方法测试阻燃等级为V0级。
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