一种热固性树脂组合物及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种热固性树脂组合物以及含有它的预浸料、层压板以及印制电路板。所述热固性树脂组合物，其包括：热固性树脂和纳米无机粉末，且不包括其他固化剂。本发明专利技术在现有技术的基础上，将纳米无机粉末作为无机填充剂和固化剂使用，而省略了其他固化剂，不仅保持原有的固化功能，还可以显著提高复合材料的耐热性、韧性和阻燃性能，产生了本领域技术人员所不可预期的技术效果。

Thermosetting resin composition and use thereof

The present invention relates to a thermosetting resin composition, a prepreg containing the same, a laminate, and a printed circuit board. The thermosetting resin composition comprises: thermosetting resin and nano inorganic powder; and other curing agents are not included. The invention is based on the existing technology, the nano inorganic powder as inorganic filler and curing agent, curing agent and other omitted, not only keep the original function of curing, but also can significantly improve the composite heat resistance, toughness and flame retardant properties, the effect of technology and technical personnel to the field cannot be predicted.

【技术实现步骤摘要】
一种热固性树脂组合物及其用途
本专利技术属于覆铜板
，涉及一种热固性树脂组合物及其用途，具体涉及一种热固性树脂组合物以及含有它的预浸料、层压板和印制电路板。
技术介绍
近年来，随着电子信息技术的发展，电子设备安装的小型化、高密度化，信息的大容量化、传输信号的高频高速化，应用于高端的通讯网络硬件设备如路由器、交换机和服务器等所采用的电子电路板传输线路越来越长，要求电子电路基材具有优异的耐热性、韧性以及阻燃性。CN102040803A涉及一种环氧树脂组合物，包含固体环氧树脂、平均粒径为1nm～100nm的二氧化硅纳米粒子和平均粒径比前述二氧化硅纳米粒子的平均粒径大且为0.1μm～5.0μm的二氧化硅粒子。在该已有技术中，二氧化硅纳米粒子和平均粒径比前述二氧化硅纳米粒子的平均粒径大且为0.1μm～5.0μm的二氧化硅粒子均是作为环氧树脂组合物的填充剂，以提高产品的耐热性、阻燃性和粘结性。该专利技术的树脂组合物用于覆铜板领域时，还需要添加酚类等固化剂。CN102206399A公开了一种低介电常数的覆铜箔层压板用组合物，其包括：热固性树脂，1～30重量份的中空填料，1～50重量份的低吸水率填料，及0.5～5重量份的处理剂，该处理剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或长链有机硅处理剂。在该已有技术中，中空填料以及低吸水率填料均是作为填充剂，以期降低吸水率。该专利技术的树脂组合物用于覆铜板领域时，还需要添加胺类等固化剂。CN102936397A公开了一种纳米填料改性环氧树脂，它由纳米填料和环氧树脂组成，其中纳米填料与环氧树脂的质量分数比为(0.5～20):100。该已有技术通过采用纳米填料对其进行表面处理，混合后改性环氧树脂，在环氧树脂固化后可以钝化裂纹，在提高环氧树脂韧性的同时，一定程度上提高固化后环氧树脂的玻璃化转变温度。该专利技术的纳米填料改性环氧树脂用于覆铜板领域时，还需要额外添加环氧树脂的固化剂。CN101837455A公开了一种壳核型纳米结构的制造方法，此方法是先提供纳米粒子，此纳米粒子中含有金属，其中纳米粒子适于将光能转换为热能。然后，将纳米粒子分布于第一热固性材料前驱物上。接着，在第一热固性材料前驱物上涂布第二热固性材料前驱物，以覆盖纳米粒子。而后，将光源照射纳米粒子以产生热能，使纳米粒子周围的第一热固性材料前驱物与第二热固性材料前驱物固化，以在纳米粒子上形成热固性材料层。之后，移除第一热固性材料前驱物的未固化部分与第二热固性材料前驱物的未固化部分。由于热固性材料前驱物固化需要一定的反应温度，该专利技术主要是利用纳米粒子的光热效应，使光能转化为热能，纳米粒子周围的热固性材料前驱物在吸收该热能之后固化，形成热固性材料层。在该专利技术中，纳米粒子的作用仅在于提供热能，热固性材料前驱物的固化主要依赖自交联。而且，在形成的最终产品中，所形成的热固性材料层均为热固性材料前驱物的自交联产物。在上述已有技术中，纳米粒子均是作为填充剂或者提供热能，关于纳米粒子的其他用途，已有技术并未有披露。
技术实现思路
基于此，第一方面，本专利技术的目的之一在于提供一种热固性树脂组合物，在该热固性树脂组合物中，纳米无机粉末同时作为固化剂和无机填充剂。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种热固性树脂组合物，其包括：热固性树脂和纳米无机粉末，且不包括其他固化剂。在本专利技术中，纳米无机粉末同时作为无机填充剂和固化剂使用，本专利技术的热固性树脂组合物中不再添加其他固化剂。在已有技术中，热固性树脂组合物均包括纳米无机粉末以及固化剂，而本专利技术在现有技术的基础上，将纳米无机粉末作为无机填充剂和固化剂使用，而省略了其他固化剂，本专利技术相对于现有技术(如102040803A和CN102206399A)为要素省略的专利技术。此外，在本专利技术中，所述纳米无机粉末不需要进行表面处理，而已有技术如CN102936397A所示，其纳米填料需要进行表面处理，本专利技术相对于该已有技术，省略了“表面处理”要素，并实现其所不能实现的作为固化剂的作用。在本专利技术中，所述“不包括其他固化剂”中的“其他固化剂”是指，除本专利技术的纳米无机粉末以外的能和环氧树脂等热固性树脂发生固化反应的树脂，所有能与环氧树脂等热固性树脂发生固化反应的树脂均属于本专利技术的“其他固化剂”。例如当热固性树脂为环氧树脂时，酚醛树脂和苯并噁嗪树脂即是本专利技术的“其他固化剂”。本专利技术的专利技术人虽然不知晓纳米无机粉末在作为无机填充剂的基础上，还可以同时作为固化剂的机理，但是这并不影响本专利技术的实施和纳米无机粉末作为无机填充剂和固化剂的使用。本专利技术的专利技术人推测纳米无机粉末可以作为固化剂使用的机理为：纳米无机粉末表面的基团尤其是羟基易与热固性树脂的活性基团反应，在纳米粒子表面形成一层排斥力较强的保护层，减弱了纳米粒子之间的作用力，即增强了纳米粒子与热固性树脂之间的作用力，减少了分子链间的空间位阻，降低了热固性树脂固化反应的能垒，并最终促使热固性树脂的固化反应。此外，纳米无机粉末的尺寸为小于100nm，此时纳米无机粉末表现出强烈的纳米效应，其表面具有很高的活性，并且纳米粒子比表面积大，单位面积所具有的活性基团更多，更易与树脂的活性基团进行反应。本专利技术在现有技术的基础上，采用纳米无机粉末固化热固性树脂，省略了其他固化剂的使用。而且，如前所述，由于纳米无机粉末作为固化剂可以降低热固性树脂固化反应的能垒，从而达到固化的作用，并且可以显著提高复合材料的耐热性。同时，由于纳米无机粉末是增韧剂，作为固化剂固化树脂，在提高复合材料的固化程度和板材刚性的同时，也提高了复合材料的韧性。另外，纳米无机粉末由于具有强烈的表面效应与吸附能力，能有效捕获燃烧反应放出的自由基，增强材料的阻燃性能。据此可以得出，本专利技术在现有技术的基础上，将纳米无机粉末作为无机填充剂和固化剂使用，而省略了其他固化剂，不仅保持原有的固化功能，还可以提高复合材料的耐热性、韧性和阻燃性能，产生了本领域技术人员所不可预期的技术效果。本专利技术相对于现有技术，属于要素省略的专利技术。优选地，在本专利技术中，一种热固性树脂组合物，其由热固性树脂和纳米无机粉末组成。在该优选技术方案中，所述热固性树脂组合物仅由热固性树脂和纳米无机粉末组成，其中，纳米无机粉末作为无机填充剂和固化剂使用。相对于现有技术，本专利技术省略了其他固化剂的使用，不仅保持原有的固化功能，还可以提高耐热性、韧性和阻燃性能，产生了本领域技术人员所不可预期的技术效果。本专利技术相对于现有技术，属于要素省略的专利技术。优选地，在本专利技术中，所述纳米无机粉末为表面带有羟基的纳米无机粉末。在本专利技术中，纳米无机粉末表面带有羟基，例如纳米二氧化硅，其表面的硅醇更易与树脂的活性基团反应，在纳米粒子表面形成一层排斥力较强的保护层，减弱了粒子之间的作用力，即增强了纳米粒子与树脂之间的作用力，减少分子链间的空间位阻，降低热固性树脂固化反应的能垒，并最终使热固性树脂的固化反应。优选地，所述表面带有羟基的纳米无机粉末为纳米SiO2、纳米高岭土、纳米TiO2、纳米粘土、纳米勃姆石、纳米滑石、纳米云母、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米硼酸锌、纳米锡酸锌、纳米玻璃微粉、凹凸棒、埃洛石或纳米炭黑中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如：纳米SiO2和纳米高岭土的混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热固性树脂组合物，其包括：热固性树脂和纳米无机粉末，且不包括其他固化剂。

【技术特征摘要】
1.一种热固性树脂组合物，其包括：热固性树脂和纳米无机粉末，且不包括其他固化剂。2.如权利要求1所述的热固性树脂组合物，其特征在于，一种热固性树脂组合物，其由热固性树脂和纳米无机粉末组成。3.如权利要求1或2所述的热固性树脂组合物，其特征在于，所述纳米无机粉末为表面带有羟基的纳米无机粉末；优选地，所述表面带有羟基的纳米无机粉末为纳米SiO2、纳米高岭土、纳米TiO2、纳米粘土、纳米勃姆石、纳米滑石、纳米云母、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米硼酸锌、纳米锡酸锌、纳米玻璃微粉、凹凸棒、埃洛石或纳米炭黑中的任意一种或者至少两种的混合物；优选地，所述的纳米无机粉末为表面带有两种以上的基团；优选地，所述纳米无机粉末的平均粒径为100nm以下，优选50nm以下；优选地，所述纳米无机粉末为实心、多孔或中空形式的纳米无机粉末，优选多孔形式的纳米无机粉末；优选地，所述纳米无机粉末为球形、纤维状或具有两个面以上的形状；优选地，所述纳米无机粉末占热固性树脂组合物总质量的21～80％，优选30～60％；优选地，所述纳米无机粉末经过表面处理，所使用的表面处理剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯类处理剂、铝酸盐、锆酸盐、阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、两性表面活性剂、非离子型表面活性剂、硬脂酸、油酸、月桂酸、硬脂酸金属盐、油酸金属盐、月桂酸金属盐、酚醛树脂、有机硅油或分子量在300-1000长链处理剂中的任意一种或者至少两种的组合；优选地，所述表面处理剂包括：表面处理剂A：分子链两端各具有2-3个可水解的硅官能基有机硅硅烷偶联剂，其结构式如式1所示；和，表面处理剂B：分子链一端具有2-3个可水解的硅官能基有机硅硅烷偶联剂、钛酸酯类处理剂、铝酸盐、锆酸盐、阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、两性表面活性剂、非离子型表面活性剂、硬脂酸、油酸、月桂酸、硬脂酸金属盐、油酸金属盐、月桂酸金属盐、酚醛树脂、有机硅油或分子量在300-1000长链处理剂中的任意一种或者至少两种的组合；其中，R为非反应性/可反应性基团，优选为芳基、硫基、烃基、氨基；X为可水解的硅官能基；Y为可水解的硅官能基或不可水解的硅官能基；n为1-18的整数；优选地，所述表面处理剂A和表面处理剂B的质量比为3:7；优选地，所述热固性树脂包括环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂、苯并噁嗪树脂或不饱和聚酯中的任意一种或者至少两种的混合物，优选环氧树脂。4.一种预浸料，其包括增强材料及通过含浸干燥后附着其上的如权利要求1-3之一所述的热固性树脂组合物。5.一种层压板，其包括至少一张如...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜翠鸣，
申请(专利权)人：广东生益科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44