CN117659611A - 一种半导体封装用环氧模塑料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环氧模塑料的制备方法,包括以下步骤:将酚醛树脂和液态增韧剂混合以获得中间体;将所述中间体与环氧树脂以及任选存在的其他组分混合,以获得预混的粉末;和将所述预混的粉末混炼并挤出,以获得所述环氧模塑料;其中,所述液态增韧剂的粘度范围为:0.5P–15P。
Description
技术领域
本发明属于半导体封装材料领域,具体涉及一种半导体封装用环氧模塑料的制备方法。
背景技术
环氧树脂因具有良好的机械强度、粘结性能、良好的耐热性、电学性能、成型加工性能,同时合成成本较低,成为了当前半导体封装用环氧塑封料的主要材料之一。然而,环氧塑封料存在内应力较高的特性,环氧树脂固化后交联密度大,存在脆性大、韧性差等不足,在一定程度上限制了其应用。可以通过添加增韧剂,达到对环氧模塑料的增韧效果。液态的增韧剂具有良好的增韧效果。例如端羧基丁腈橡胶(CTBN)是一种工业制备成熟、且效果优异的环氧树脂增韧剂,其分子两端的活性羧基官能团可以与环氧树脂中的环氧基发生反应,固化过程中形成橡胶相,在材料受到破坏时,分散相粒子使裂纹的拓展分叉、转向,从而达到增韧的效果。
对于液态增韧剂,通常采用雾化加料的方式。但是,对于粘度较高的液态增韧剂,即使在相对较高温度和一定压力下,也难以达到加料时雾化的效果,造成混料时分散不均匀,不仅大大削弱了增韧效果,还进一步引起了EMC产品多种性能指标如:流动长度、胶化时间、热硬度、模量等产生批次不稳定问题,影响客户端的使用,不利于环氧塑封料的应用。
发明内容
为了解决使用粘度较大的液态增韧剂时,混料不均匀性及产品性能指标不稳定的问题,本发明提供了一种制备环氧模塑料的方法。
在一个方面,本发明涉及一种环氧模塑料的制备方法,包括以下步骤:
将酚醛树脂和液态增韧剂混合以获得中间体;
将中间体与环氧树脂以及任选存在的其他组分混合,以获得预混的粉末;和
将预混的粉末混炼并挤出,以获得环氧模塑料;
其中,液态增韧剂的粘度范围为:0.5P–15P。
在一个实施方案中,本发明的液态增韧剂选自:液态端羧基丁腈橡胶、液态端羟基丁腈橡胶、液态端氨基丁腈橡胶、液态聚醚二元醇、液态聚氧硅烷及其组合。
在一个实施方案中,本发明的液态增韧剂与酚醛树脂的重量比为1:5-1:20,优选1:5-1:10。
在一个实施方案中,获得本发明中间体具体包括以下步骤:
将酚醛树脂加热以获得熔融的酚醛树脂;
将液态增韧剂加热以获得加热的液态增韧剂;
在搅拌下将加热的液态酚醛树脂加入熔融的酚醛树脂中;
继续搅拌以获得中间体体系;和
将中间体体系冷却并粉碎以获得中间体。
具体实施方式
一般定义和术语
如果没有另行指出,在此所提及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献通过援引以其全部并入本文。
除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员通常理解的相同的含义。若存在矛盾,则以本文提供的定义为准。
除非另有说明,所有的百分比、份数、比例等都是按重量计的。
当给出数量、浓度或其它值或参数作为范围、优选范围或优选的上限值和下限值或者具体的值时,应将其理解为特定公开了从任意上限范围或优选值与任意下限范围或优选值的成对数值所形成的所有范围,而无论范围是否单独地被公开。除非另有说明,当本文引用数值范围时,所述的范围是指包括其端点、以及所有该范围内的整数和分数。本发明的范围并不限制于当定义范围时所引用的特定数值。例如“1-8”涵盖1、2、3、4、5、6、7、8以及由其中任何两个值组成的任何亚范围,例如2-6、3-5。
术语“约”、“大约”当与数值变量并用时,通常指该变量的数值和该变量的所有数值在实验误差内(例如对于平均值95%的置信区间内)或在指定数值的±10%内,或更宽范围内。
术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或“涉及”及其在本文中的其它变体形式为包含性的或开放式的,且不排除其它未列举的元素或方法步骤。本领域技术人员应当理解,上述术语如“包括”涵盖“由…组成”的含义。表述“由…组成”排除未指明的任何元素、步骤或成分。表述“基本上由…组成”指范围限制在指定的元素、步骤或成分,加上任选存在的不会实质上影响所要求保护的主题的基本和新的特征的元素、步骤或成分。应当理解,表述“包含”涵盖表述“基本上由…组成”和“由…组成”。
术语“选自…”是指在后面所列的组中的一个或多个元素,独立地加以选择,并且可以包括两个或更多个元素的组合。
当在本文中描述数值或范围端值时,应理解所公开的内容包括所引用的特定值或端值。
本文所使用的术语“一种或多种”或“至少一种”指一种、两种、三种、四种、五种、六种、七种、八种、九种或更多种。
除非另有说明,术语“其组合”及“其混合物”,表示所述各元素的多组分混合物,例如两种、三种、四种以及直到最大可能的多组分混合物。
此外,本发明的部件或组分之前未标明个数的,表示对于部件或组分的出现(或存在)数是没有限制的。因此,应当解读为包括一个或至少一个,并且部件或组分的单数词形式也包括复数,除非该数值明显地表示单数。
本文所使用的术语“任选”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生,该描述包括发生所述事件或情况和不发生所述事件或情况。
术语“重复单元”指聚合物或低聚物链上以一定方式连接起来的原子的组合,其为构成所述聚合物链或低聚物的基本单元。
本文所使用的术语“环氧模塑料”,即环氧树脂模塑料、环氧塑封料。在本文中,环氧树脂组合物作为模塑料使用,因此“环氧模塑料”也称为“环氧树脂组合物”。
本文所用的术语“室温(RT)”指约25℃。
术语“封装”是用例如传递成型法将环氧模塑料挤压入模腔并将其中芯片包埋,同时交联固化成型,成为具有一定结构外型的半导体器件。环氧模塑料需要具备良好的操作性、密封性和绝缘性,保护芯片及电子电路免受外界冷热、湿气、化学腐蚀等损伤。
除非另外定义,本发明的公开中使用的所有术语,包括技术和科学术语,具有本发明所属领域技术人员通常理解的含义。通过进一步示例,本文包含术语定义以更好理解本发明的教导。
下文将详细地描述本发明的环氧树脂组合物中的每种组分。
本发明的方法
在一方面,本发明涉及一种环氧模塑料的制备方法,解决了使用高粘度增韧剂时产生的混料不均匀性及产品性能指标不稳定的问题。
本发明的方法包括以下步骤:
将酚醛树脂和液态增韧剂混合以获得中间体;
将中间体与环氧树脂以及任选存在的其他组分混合,以获得预混的粉末;和
将所述预混的粉末混炼并挤出,以获得环氧模塑料。
下结合具体步骤加以说明:
步骤:将酚醛树脂和液态增韧剂混合以获得中间体。
环氧树脂具有良好的机械强度、粘结性能、耐热性、电学性能、成型加工性能、成本低廉等一系列优点,被广泛应用于半导体封装领域。环氧塑封料因内应力较高,存在脆性大、韧性差等不足,在一定程度上限制了其应用。
增韧剂可降低材料的脆性、开裂,提高其韧性、耐疲劳性和承载强度。可以通过添加增韧剂,达到对环氧模塑料的增韧效果。液态增韧剂可以通过雾化法附着在物料颗粒表面,随着对物料进行粉碎、混合的操作,液态增韧剂可以均匀地分散在物料中,能够实现优秀的增韧效果。
对于粘度较高的液态增韧剂,当采用雾化法进行加料,即使在升高的雾化温度和雾化压力下,也难以对液态增韧剂实现较好的雾化效果。因此通过雾化法加料较高粘度的液态增韧剂,增韧剂无法均匀分散,降低增韧效果,还会造成产品性能的不稳定。
本发明中,将酚醛树脂和液态增韧剂混合,获得中间体。将获得的中间体后续用于制备环氧模塑料。可以有效地解决液态增韧剂的分散不均匀的问题,特别适用于粘度较高的液态增韧剂。在一个实施方案中,液态增韧剂的粘度可以为0.5P(泊)以上,例如0.5P以上、1P以上、2P以上、4P以上、5P以上等。本发明的液态增韧剂的粘度可以为15P以下,例如15P以下、10P以下、8P以下等。在一个具体实施方案中,本发明的液态增韧剂的粘度可以为约6P。粘度具有本发明所属领域技术人员通常理解的含义,可以通过常规的方式、仪器进行测量,例如可通过粘度计、毛细管流变仪等仪器,采用标准GB/T506-82进行测量。本发明的粘度可以在150℃下测量获得。
合适的增韧剂可使得封装后的产品具有良好的性能,增加了产品的实用性。本发明中,可用的液态增韧剂包括但不限于以下的一种或多种:液态端羧基丁腈橡胶、液态端羟基丁腈橡胶、液态端氨基丁腈橡胶、液态聚醚二元醇、液态聚氧硅烷。在一个实施方案中,液态增韧剂优选为:液态端羧基丁腈橡胶、液态端羟基丁腈橡胶、液态端氨基丁腈橡胶或其组合,更优选为液态端羧基丁腈橡胶。
酚醛树脂具有粉碎后易分散的特性,并且在一般条件下不易与液态增韧剂发生反应。因此,选用酚醛树脂与液态增韧剂进行充分混合,来制备中间体是特别有利的。中间体即为均匀分散的由酚醛树脂与液态增韧剂组成的体系。通过控制酚醛树脂与液态增韧剂的投料比例,可以调节中间体中包含的酚醛树脂与液态增韧剂的比例。
本发明中,酚醛树脂每分子包含至少两个羟基,具有线性链状结构,羟基能与环氧树脂反应形成交联网络结构。本发明对酚醛树脂没有特别的限制,包括但不限于以下的一种或多种:MAR酚醛树脂、XYLOK酚醛树脂、PN酚醛树脂、OCN酚醛树脂、MFN酚醛树脂。其示例性结构如下所示,其中n表示其中相应重复单元的个数。根据实际,n可以为选自1-200的整数:
合适的液态增韧剂与酚醛树脂的投料比例,可以方便后续环氧模塑料的制备,同时也有利于中间体中液态增韧剂与酚醛树脂分散的均匀性。在一个实施方案中,液态增韧剂与酚醛树脂的重量比为1:5-1:20,优选1:5-1:10,例如为约1:5、约1:10、约1:15、约1:20等。重量比过高,酚醛树脂的用量过少,液态增韧剂无法有效的分散在酚醛树脂物料表面,可能会出现团聚等不期望的情况,影响中间体中酚醛树脂和液态增韧剂的分散均匀性。重量比过高,液态增韧剂的用量过少,不利于实现增韧效果。
中间体的制备方式会影响产品的性能,获得中间体可以包括以下步骤:
将酚醛树脂加热以获得熔融的酚醛树脂;
将液态增韧剂加热以获得加热的液态增韧剂;
在搅拌下将加热的液态酚醛树脂加入熔融的酚醛树脂中;
继续搅拌以获得中间体体系;和
将中间体体系冷却并粉碎以获得所述中间体。
加热酚醛树脂以获得熔融的酚醛树脂,有利于加入液态增韧剂后均匀分散。相比于固态酚醛树脂,通过搅拌,熔融态的酚醛树脂与液态增韧剂可以更均匀地分散。加热酚醛树脂以使其熔融但不产生结构变化。在一个实施方案中,加热酚醛树脂的加热温度为100-180℃,优选为130-160℃。加热温度过低,酚醛树脂的可能无法充分融化,无法形成充分熔融的酚醛树脂,也可能造成熔融后酚醛树脂的流动性过低。加热温度过高,可能会酚醛树脂的分解,例如酚醛树脂在高温下被氧气氧化。
加热液态增韧剂可以增加其流动性,当加入熔融的酚醛树脂中,可以更好地均匀分散。在一个实施方案中,加热液态增韧剂的加热温度为100-180℃,优选为130-160℃。加热温度过低,获得的加热后的液态增韧剂的流动性较差,还可能引起熔融的酚醛树脂中局部温度下降,不利于增韧剂与酚醛树脂的之间的分散。加热温度过高,可能会导致液态增韧剂的分解,还可能会与酚醛树脂之间产生不期望的副反应。
在搅拌的状态下,向熔融的酚醛树脂加入液态增韧剂,有助于实现二者的均匀分散。
相比于熔融的酚醛树脂,加热的液态增韧剂通常具有更好的流动性和更少的用量。因此,相比于将熔融酚醛树脂加入加热的液态增韧剂,本发明中采用将加热的液态增韧剂加入熔融的酚醛树脂,更有利于二者的分散,以增加物料分散均匀性和产品的性能稳定性。
液态增韧剂加料完毕后,继续搅拌包含酚醛树脂和液态增韧剂的中间体体系,可以实现进一步的充分分散。继续搅拌中间体体系的时间以使得分散均匀。在一个实施方案中,继续拌中间体体系的时间为10-100分钟。继续搅拌的时间过短,液态增韧剂无法均匀分散在酚醛树脂中,可能会出现如团聚等不利结果;继续搅拌的时间过长会降低生产效率,不利于实际生产。
获得中间体体系后将其冷却,冷却温度过高,中间体体系冷却速度过慢,可能会导致出现团聚现象,降低中间体体系中的分散均匀性。在一个实施方案中,冷却温度为0℃以下,例如为-18℃.。冷却时间应使得中间体体系充分冷却。在一个实施方案中,冷却4小时以上,例如为约12小时,以避免中间体内部不充分冷却。
步骤:将中间体与环氧树脂以及任选存在的其他组分混合,以获得预混的粉末。
本发明中,环氧树脂每分子包含至少两个环氧基团。本发明对环氧树脂没有特别的限制,包括但不限于以下的一种或多种:BP环氧树脂、MAR环氧树脂、EOCN环氧树脂、DCPD环氧树脂、MFN环氧树脂。其示例性结构如下所示,其中n表示其中相应重复单元的个数。根据实际,n可以为选自1-200的整数:
本发明中,还可以添加其他组分以赋予环氧模塑料期望的性能。其他组分选自以下的一种或多种:固化剂、填料、固化促进剂、阻燃剂、脱模剂、偶联剂、着色剂、离子捕捉剂。
添加固化剂可以调整环氧模塑料中包含的酚醛树脂的总含量。可用的固化剂包括但不限于:MAR酚醛树脂、XYLOK酚醛树脂、PN酚醛树脂、OCN酚醛树脂、MFN酚醛树脂及其组合。根据需要,固化剂可以与中间体中包含的酚醛树脂相同或不相同。
填料有助于改善环氧树脂组合物的性能,例如热膨胀性、耐磨性、防潮性、导热性、电学特性等。填料可以是选自以下的一种或多种:二氧化硅、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化铝、气相硅微粉等,例如为球形二氧化硅。
“固化促进剂”具有与“催化剂”相同的含义,其能催化或促进环氧树脂与和酚醛树脂交联反应形成空间网状结构,且不影响固化性能。合适的固化促进剂有助于实现环氧树脂组合物具有合适的固化速度,以满足足够的固化程度,同时兼顾在注塑填充时必要的流动性和浸润性。本发明的固化促进剂可以选用包括但不限于咪唑类化合物、有机胺类化合物、有机磷化合物,优选为有机磷化合物,如三苯基磷、磷鎓盐化合物等。
离子捕捉剂可用于降低环氧树脂组合物中游离离子的移动能力。合适的离子捕获剂的选自金属酸性盐、水合氧化物及其组合,本发明中离子捕捉剂包括但不限于:Bi2O3、Al2O3、MgO、Sb2O5、ZrO或其组合,优选为Al2O3、MgO或其组合。
脱模剂有助于获得具有足够的流动性、良好抗分层性能、耐吸湿性的环氧树脂组合物。可用的脱模剂包括但不限于褐煤蜡、脂肪酸酯蜡、脂肪酸蜡、脂族酯蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、烷基低聚物蜡、酰胺蜡或其组合,优选为褐煤蜡、脂肪酸酯蜡或其组合。
阻燃剂为可赋予具有聚合物基体的环氧树脂组合物难燃性的功能性助剂,包括有机阻燃剂和无机阻燃剂。可用的阻燃剂为选自以下的一种或多种:金属氢氧化物、硼酸锌、含膦化合物,优选为金属氢氧化物。
偶联剂一方面可以提高环氧树脂组合物各组分之间的相容性,另一方面也提供促进粘结的功能。偶联剂可选自以下的一种或多种:三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、苯基氨基丙基三甲氧基硅烷缩、水甘油醚丙基三甲氧基硅烷。
着色剂,为赋予环氧树脂组合物色泽的物质,其应具有良好的分散性、耐候性、热稳定性、化学稳定性。本发明的着色剂选自炭黑、铁黄、二氧化钛、氧化铝及其组合。
还可以添加其他增韧剂来进一步改善产品的韧性。其他增韧剂可以为常用的固态增韧剂(例如橡胶粒子),也可以为具有较低粘度的液态增韧剂,例如低粘度硅油。
将中间体与环氧树脂以及其他组分混合前,为了加强分散性,还可包括通过研磨设备,例如球磨机,将物料中各组分研磨至较小的尺寸。
混合的设备应使得各组分可以均匀混合。在一个实施方案中,使用高速搅拌机进行混合。物料中各组分可以一起加入,也可以逐一加入混合设备中。
步骤:将预混的粉末混炼并挤出,以获得所述环氧模塑料
混炼的设备需使得各组分能均匀受热并混合均匀。在一个实施方案中,使用挤出机进行混合。挤出机包括但不限于单螺杆挤出机、双螺杆挤出机,优选为双螺杆挤出机。
挤出后还可以包含冷却、粉碎以及后混的步骤。粉碎以及后混可以通过本领域常规的方式、设备进行。例如:可以使用粉碎机进行粉碎处理。可以使用后混机进行后混处理。
获得的环氧模塑料可以存储在低温环境中,以保证后续使用中获得的产品的性能。在一个实施方案中,环氧模塑料存储在0-5℃的低温环境中。
有益效果
本发明中,将酚醛树脂和液态增韧剂混合,获得中间体。将获得的中间体后续用于制备环氧模塑料。可以有效地解决液态增韧剂的分散不均匀的问题,特别适用于粘度较高的液态增韧剂。本发明的制备方法为使用高粘度增韧剂时,引起的混料不均匀性及其引起的产品性能指标不稳定问题提供了可行性方案。
实施例
下面结合具体实施例对本发明的方案做进一步详细的描述。
需要说明的是,以下实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例,而并非对本发明的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举,而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。除非另外指明,本文所用的仪器设备和试剂材料都是可以商购的。
材料
中间体:
酚醛树脂:MAR酚醛树脂。
液态增韧剂:液态端羧基丁腈橡胶(CTBN),粘度6P(在150℃,根据GB/T506-82测量)。
环氧树脂:MAR环氧树脂、EOCN环氧树脂。
填料:球形二氧化硅。
固化剂:MAR酚醛树脂。
固化促进剂:三苯基磷。
脱模剂:蜡脱模剂。
偶联剂:硅烷偶联剂。
着色剂:炭黑。
其他增韧剂:硅油类增韧剂
制备
通过如下方式制备中间体C1-C4:
中间体C1的制备:先将1Kg MAR酚醛树脂和一定量的CTBN分别在140℃和100℃烘箱中加热熔化。然后将熔融态的MAR酚醛树脂置于温度为140℃的搅拌台上,边搅拌边缓慢加入加热的CTBN,通过减量法控制CTBN加入量,使CTBN和MAR酚醛树脂的重量比为1:10。CTBN加入完毕后,继续搅拌体系30min,得到熔融的中间体体系。然后将熔融态的中间体体系移入-18℃环境下迅速冷却12h后,将其粉碎,获得中间体C1,备用。
中间体C2的制备:先将1Kg MAR酚醛树脂和一定量的CTBN分别在160℃和120℃烘箱中加热熔化。然后将熔融态的MAR酚醛树脂置于温度为160℃的搅拌台上,边搅拌边缓慢加入加热的CTBN,期间控制CTBN加入量(减量法),使其和MAR酚醛树脂的重量比为1:10,CTBN加入完毕后继续搅拌30min,得到熔融的中间体体系。然后将熔融态的中间体体系移入-18℃环境下迅速冷却12后,将其粉碎,获得中间体C2,备用。
中间体C3的制备:先将1Kg MAR酚醛树脂和一定量的CTBN分别在160℃和120℃烘箱中加热熔化;然后将熔融态的MAR酚醛树脂置于温度为160℃的搅拌台上,边搅拌边缓慢加入加热的CTBN,通过减量法控制CTBN加入量,使CTBN和MAR酚醛树脂的重量比为1:5。CTBN加入完毕后,继续搅拌体系30min,得到熔融的中间体体系。然后将熔融态的中间体体系移入-18℃环境下迅速冷却12h后,将其粉碎,获得中间体C3,备用。
中间体C4的制备:先将1Kg MAR酚醛树脂和一定量的CTBN分别在160℃和120℃烘箱中加热熔化。然后将熔融态MAR酚醛树脂置于温度为160℃的搅拌台上,边搅拌边缓慢加入加热的CTBN,通过减量法控制CTBN加入量,使CTBN和MAR酚醛树脂的重量比为1:8。CTBN加入完毕后,继续搅拌体系30min,得到熔融的中间体体系。然后将熔融态的中间体体系移入-18℃环境下迅速冷却12h后,将其粉碎,获得中间体C4,备用。
实施例1
按表1所示,将中间体C、填料、环氧树脂、固化剂、催化剂、阻燃剂、脱模剂、偶联剂、着色剂、其他增韧剂、离子捕捉剂投入至高速搅拌机中获得预混粉末,其中高速搅拌机的搅拌速度为350rpm,搅拌时间为20min。将预混料通过矢量加料漏斗加料至双螺杆挤出机中混炼(螺杆转速约150rpm;各温区温度控制在50-105℃);挤出料经压延辊、冷却带冷却、粉碎后获得环氧模塑料,储存在5℃环境中。
根据上述进行三轮生产,分别获得实施例1的三个样品1-1、1-2、1-3。
实施例2
根据下表1,并参考实施例1的制备方式,进行三轮生产,分别获得实施例2的三个样品2-1、2-2、2-3。
实施例3
根据下表1,并参考实施例1的制备方式,进行三轮生产,分别获得实施例3的三个样品3-1、3-2、3-3。
实施例4
根据下表1,并参考实施例4的制备方式,进行三轮生产,分别获得实施例4的三个样品4-1、4-2、4-3。
对比例1
根据下表1,将CTBN、填料、环氧树脂、固化剂、催化剂、阻燃剂、脱模剂、偶联剂、着色剂、其他增韧剂、离子捕捉剂投入至高速搅拌机中获得预混粉末,其中高速搅拌机的搅拌速度为350rpm,搅拌时间为20min。将预混料通过矢量加料漏斗加料至双螺杆挤出机中混炼(螺杆转速约150rpm;各温区温度控制在50-105℃);挤出料经压延辊、冷却带冷却、粉碎后获得环氧模塑料,储存在5℃环境中。
根据上述进行三轮生产,分别获得对比例1的三个样品:对比样品1-1、1-2、1-3。
对比例1和实施例1-4的组成如表1所示,各组分的含量均为基于物料的总重量。
表1
测试
实施例1-4及对比例1各种经过三轮生产,根据以下测试方法对获得的样品进行性能测试,结果如下表2所示。
螺旋流动长度(Spiral Flow:SF):
在SF测试中,通过测量EMC沿螺旋腔路径流动的长度与重量,来表征EMC的流动特性。SF测试样品为粉末状,无需打饼。SF测试方法参照EMI-1-66进行,测试条件设定:温度175℃、压力70km/cm2和固化时间90s。
胶化时间(Gel Time:GT):
通过GT测试表征EMC的凝胶点。测试中,将加热板加热至175℃,EMC粉末样品置于加热板上直至样品凝胶化,用计时器测量GT(从样品置于加热板上开始计时,直至凝胶化完成时停止计时)。
热硬度(HH):
HH测试参照ASTM D2240硬度计测试方法,邵氏D硬度计表盘上的指针通过标准弹簧与一个规定形状的压针相连,把压针压入试样的深度转换为硬度值。
储能模量(Storage Modulus):
本发明中EMC的储能模量通过DMA测定。先在制模机180℃模温下固化150s使EMC粉料制成样条/片,然后置于180℃的烘箱中后固化6h。DMA测试用样条尺寸为60mm×13mm×3.2mm(长度×宽度×厚度)。
弯曲模量(FM)和弯曲强度(FS):
采用三点加载法进行弯曲强度测试。将后固化的长方形样条放置在万能试验机的两支座上,然后在两支座的中点施加一集中载荷,使样条产生弯曲应力和变形。样条尺寸:120mm×15mm×10mm(长度×宽度×厚度),载荷速度:5mm/min,测试温度为室温。
表2
根据上表2可以看出,相比于对比例获得对比样品,采用本发明的制备方式获得的实施例1-4经过三轮生产获得样品,性能稳定性更好。
因此,采用本发明的制备方法制备环氧模塑料,可以解决因增韧剂粘度过大引起的混料不均匀性,进而可以避免因混料不均匀引起的产品性能指标不稳定。
本领域技术人员会认识到或者能够利用不超过常规实验确定本文所述的本发明的具体实施方案的许多等同物。所附权利要求书意图涵盖这类等同物。本领域技术人员会清楚,可以进行本发明的许多修改和变化而不背离其精神和范围。本文所述的具体实施方案仅通过实例的方式提供,并不意味着以任何方式限制。本发明的真正范围和精神通过所附权利要求书示出,说明书和实施例仅是示例性的。
Claims (10)
1.一种环氧模塑料的制备方法,包括以下步骤:
将酚醛树脂和液态增韧剂混合以获得中间体;
将所述中间体与环氧树脂以及任选存在的其他组分混合,以获得预混的粉末;和
将所述预混的粉末混炼并挤出,以获得所述环氧模塑料;
其中,
所述液态增韧剂的粘度为0.5P-15P。
2.权利要求1所述的制备方法,其中,
所述液态增韧剂选自:液态端羧基丁腈橡胶、液态端羟基丁腈橡胶、液态端氨基丁腈橡胶、液态聚醚二元醇、液态聚氧硅烷及其组合。
3.权利要求1或2所述的制备方法,其中,
所述液态增韧剂与酚醛树脂的重量比为1:5-1:20,优选1:5-1:10。
4.权利要求1-3中任一项所述的制备方法,其中,
所述酚醛树脂选自:MAR酚醛树脂、XYLOK酚醛树脂、PN酚醛树脂、OCN酚醛树脂、MFN酚醛树脂及其组合,和/或
所述环氧树脂选自:BP环氧树脂、MAR环氧树脂、EOCN环氧树脂、DCPD环氧树脂、MFN环氧树脂及其组合。
5.权利要求1-4中任一项所述的制备方法,其中,
所述其他它组分选自:固化剂、填料、固化促进剂、阻燃剂、脱模剂、偶联剂、着色剂、离子捕捉剂、其他增韧剂及其组合。
6.权利要求5所述的制备方法,其中,
所述固化剂选自:MAR酚醛树脂、XYLOK酚醛树脂、PN酚醛树脂、OCN酚醛树脂、MFN酚醛树脂及其组合;和/或
所述填料选自:二氧化硅、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化铝、气相硅微粉及其组合;和/或
所述固化促进剂选自:咪唑类化合物、有机胺类化合物、有机磷化合物。
7.权利要求1-6中任一项所述的制备方法,其中,获得所述中间体具体包括以下步骤:
将酚醛树脂加热以获得熔融的酚醛树脂;
将液态增韧剂加热以获得加热的液态增韧剂;
在搅拌下将所述加热的液态酚醛树脂加入所述熔融的酚醛树脂中;
继续搅拌以获得中间体体系;和
将所述中间体体系冷却并粉碎以获得所述中间体。
8.权利要求7所述的制备方法,其中,
加热所述酚醛树脂的加热温度为100-180℃,优选为130-160℃,和/或
加热所述液态增韧剂的加热温度为100-180℃,优选为130-160℃。
9.权利要求7-8中任一项所述的制备方法,其中,
继续搅拌所述中间体体系的搅拌时间为10-100分钟。
10.权利要求7-9中任一项所述的制备方法,其中,
冷却所述中间体体系的冷却温度为0℃以下;和/或
冷却时间为4小时以上。
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