一种多负载环氧树脂复合材料的制备方法技术

本申请提供一种多负载环氧树脂复合材料的制备方法，属于含有环氧树脂的组合物技术领域。将黄蒿与膨润土置于乙醇中混合均匀后，反应毕，冷却，离心分离干燥得到产物一；将环氧树脂、固化剂、促进剂和产物一混合均匀，真空脱泡，将得到的混合物固化得到成品复合材料。将上述方案所制备的复合材料用于高端微电子封装、航空航天、印刷、生物化学、传感器，具有渗氮率低、水汽渗透率低和优异抗菌性等优点。水汽渗透率低和优异抗菌性等优点。水汽渗透率低和优异抗菌性等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种多负载环氧树脂复合材料的制备方法


[0001]本申请涉及一种多负载环氧树脂复合材料的制备方法，属于含有环氧树脂的组合物


技术介绍

[0002]微电子技术作为当今工业信息社会发展最快、最重要的技术之一，是电子信息产业的“心脏”。而微电子技术的重要标志，正是半导体集成电路技术的飞速进步和发展。集成电路技术主要包括电路设计、制造工艺、封装检测几大技术体系，随着集成电路产业的深入发展，制造和封装技术已经成为微电子产业的重要支柱。其中电子封装材料用于承载电子元器件及其相互联线，作为集成电路的密封体和基体材料，是决定电子封装技术的关键因素之一，起到机械支持、密封环境保护、散失电子元件热量等作用，要求具有的良好电绝缘性。
[0003]环氧树脂具有优异的机械性能、电学性能、加工性能、附着力、耐候性、耐水性和热稳定性，且性价比优越、成本较低、密度小、封装工艺灵活等，在聚合物基封装材料中占比再90％以上。然而，由于环氧树脂固有的大分子结构特征，使其本身存在较高的吸湿性，这也使其对潮气比较敏感，潮气入侵是导致器件失效的一个重要因素，会引起如腐蚀失效、爆米花失效等可靠性损失问题，因此环氧树脂的这类非气密性封装成为其作为封装材料时最主要的缺点，并限制了其在一些高可靠性场合的应用。同时，环氧树脂不佳的抗菌性能导致了细菌的滋生，往往会缩短其使用寿命，且限制了其在无菌要求很高的场合的使用，如医院、食品卫生等领域。
[0004]为提高环氧树脂的阻水阻氧性，CN105131534A、CN110055021A、CN103602300A等对环氧树脂进行复合、改性，上述研究尽管都提高了环氧树脂的阻隔性，但复合物耐热性差，特别是对于高端封装用环氧树脂所要求的低渗氦率等均未涉及，使用具有局限性。
[0005]而环氧树脂的抗菌方面通常是以添加抗菌剂来进行改善，常用抗菌剂一般分为三类：无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂，无机纳米抗菌剂(如：CN106065162A等)由于较高的比表面能和长期稳定性而被使用，如银、氧化锌和氧化亚铜等纳米颗粒，但由于其引入重金属离子，在医药方面受到了限制；有机抗菌剂(如：CN105647453A等)主要含有一些季铵盐、酚羟基或卤素等官能团，但不耐高温、小分子难以与高分子接枝共聚、以及有一定的毒性等缺点也在应用方面受到限制；天然抗菌剂(如：CN104927538A、CN105368364A、CN106065162A)来源于天然的植物成分，环境友好且能够可持续发展，但是都没有涉及提高环氧树脂的气密性降低渗氦率，因此具有局限性。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本申请提供一种多负载环氧树脂复合材料的制备方法，不仅实现了渗氮率和水汽渗透率的降低，还赋予复合材料以抗菌性。
[0007]具体地，本申请是通过以下方案实现的：
[0008]一种多负载环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将40～70质量份黄蒿与30～60质量份膨润土置于乙醇中混合均匀后，置于高压反应釜中，在80～130℃温度下反应6～24h，取出冷却后，离心分离，并于60℃真空干燥得到负载黄蒿提取物的膨润土，记作膨润土H；
[0010](2)取50～70质量份环氧树脂、0.5～40质量份固化剂和0.1～3质量份促进剂，并加入膨润土H后，于搅拌釜中高速分散搅拌至混合均匀，真空脱泡，将得到的混合物浇入预热的模具中，置于烘箱中，于25～180℃固化1～24h得到成品复合材料，复合材料同时负载有黄蒿提取物、膨润土，其中，膨润土H的添加量为环氧树脂、固化剂和促进剂三者总质量的3～15％。
[0011]上述方案首先将黄蒿、膨润土以及乙醇混合均匀，然后把混合均匀的溶液转移到高压反应釜中，在一定温度的烘箱中反应一定时间，然后将高压反应釜取出自然冷却至室温后取出溶液，离心分离干燥，得到负载黄蒿提取物的膨润土，然后再与环氧树脂及固化剂混合均匀，并在一定温度下进行固化，制得低渗氦率抗菌负载黄蒿提取物膨润土/环氧树脂复合材料。本专利技术方法制备的复合材料相对于纯的环氧树脂来说，具有更低的渗氦率、优异抗菌性以及更高的弯曲强度，既可用于高端微电子封装领域，也可在气密性要求高的航空航天、印刷、生物化学、传感器等领域应用。
[0012]进一步的，作为优选：
[0013]步骤(1)中，
[0014]所述黄蒿为黄蒿的根、茎、叶或它们的混合物。
[0015]所述膨润土为粒径5纳米—200微米。
[0016]所述乙醇为纯度高于95％的乙醇。
[0017]步骤(2)中，
[0018]所述环氧树脂为羟甲基双酚A型环氧树脂、脂环族环氧树脂、酚醛型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或缩水甘油胺类环氧树脂。
[0019]所述固化剂为胺类固化剂或酸酐固化剂或咪唑类固化剂。更优选的，所述胺类固化剂包括聚酰胺类、脂肪族胺类、芳香族胺类、脂环族胺类、聚醚胺类、双氰胺类；所述酸酐固化剂包括芳香族酸酐、酯环族酸酐、长链脂肪族酸酐、卤代酸酐、酸酐加成物；所述咪唑类固化剂包含咪唑、2
‑
甲基咪唑、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑、二苯基咪唑或它们的混合物。
[0020]所述促进剂为叔胺类促进剂、季铵盐类促进剂、脂肪胺类促进剂、2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚、N
‑
对氯苯基
‑
N,N'
‑
二甲基脲或硫脲中的任一种。
[0021]上述方案首先以溶剂热法将黄蒿提取物负载在膨润土上，利用膨润土的超高吸附性载入黄蒿提取物，将黄蒿的提取和膨润土的改性合二为一，然后将其与环氧树脂复合制备低渗氦率和低水汽渗透率的抗菌材料，赋予环氧树脂好的气密性的同时还赋予其抗菌性。
[0022]与现有技术相比，本申请的有益效果如下：
[0023]1)由于膨润土的超高吸附性，配合本案的相应制备方式，使得黄蒿提取物很好地负载其上，同时由于膨润土良好的气密性和黄蒿的高抗菌性，赋予材料好的气密性和优异的抗菌性，渗氮率可降至8.2*10
‑8atm
·
cc/s以下，水汽渗透率可降低至1.21*10
‑6g/m2·
24h以下，而对大肠杆菌抗菌率达到98.2％以上，对金黄色葡萄球菌抗菌率达到97.3％以上。
[0024]2)黄蒿提取物中的有机成分，与环氧树脂具有良好的相互作用，负载在膨润土上，也解决了环氧树脂与膨润土的复合的界面问题，有利于得到高气密性。
[0025]上述过程条件简单，操作方便可控，环保无污染，成本低廉，能有效地节约资源实现可持续发展。
附图说明
[0026]图1为实施例1所制备多负载环氧树脂复合材料的扫描电镜照片；
[0027]图2为实施例1大肠杆菌的抗菌实验对照，
[0028]a
‑
对照品1，b
‑
对照品2，c
‑
实施例1所制备材料；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多负载环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将40～70质量份黄蒿与30～60质量份膨润土置于乙醇中混合均匀后，于80～130℃温度下反应6～24h，冷却，离心分离，并于60℃真空干燥得到产物一；（2）取50～70质量份环氧树脂、0.5～40质量份固化剂和0.1～3质量份促进剂，加入步骤（1）所得产物一后，搅拌至混合均匀，真空脱泡，将得到的混合物于25～180℃固化1～24h得到成品复合材料，产物一的添加量为环氧树脂、固化剂和促进剂三者总质量的3～15%。2.根据权利要求1所述的一种多负载环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述黄蒿指黄蒿的根、茎、叶或它们的混合物。3.根据权利要求1所述的一种多负载环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述膨润土的粒径为5纳米～200微米。4.根据权利要求1所述的一种多负载环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述乙醇为纯度在95%以上的乙醇。5.根据权利要求1所述的一种多负载环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述环氧树脂为羟甲基双酚A型环氧树脂、脂环族环氧树脂、酚醛型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或缩水甘油胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚嵘嵘，宰建陶，钱雪峰，
申请(专利权)人：上海交通大学绍兴新能源与分子工程研究院，
类型：发明
国别省市：