一种超高纯邻甲酚醛环氧树脂的合成方法与流程

文档序号:13753710阅读:847来源:国知局

本发明涉及一种高分子化合物的合成方法,具体涉及一种高纯度低氯含量的邻甲酚醛环氧树脂的合成方法。



背景技术:

邻甲酚醛环氧树脂系国外70年代为适应半导体工业和电子工业的高速发展而开发的一种多官能团缩水甘油醚型环氧树脂,邻甲酚醛环氧树脂的环氧值高达0.5 eq/100g以上,树脂固化时能够提供2.5倍的交联点,极易形成高交联密度的三维结构,加之固化物富含酚醛骨架,表现出优异的热稳定性、机械强度、电气绝缘性能、耐水性、耐化学药品性的较高的玻璃化温度。采用高纯度的树脂封装的电子元器件即便在高温、潮湿有苛刻环境中也能保持其良好的电气绝缘性能。该树脂另一个显著特点是软化点变化时,环氧值基本上无变化,而且熔融粘度相当低,赋予了树脂优异的工艺稳定性及加工工艺性,因而在半导体工业上广泛作为LSI、VLSI集成电路、电子元器件以及民用弱电制品(VTR、OP)等封装材料的主粘接材料。

由于超大规模集成电路以及微电子封装的要求,对树脂氯离子含量要求越来越低。可水解氯含量是环氧树脂纯度的主要特性指标,它同固化速率、无机氯、杂质离子含量等指标一样表征了环氧树脂的内在质量,也是影响环氧树脂应用的主要因素,一般要求在100ppm以下。目前制备邻甲酚醛环氧树脂的主要方法是先缩合再环氧化工艺,该工艺中由于使用盐酸做催化剂,特别是原料环氧氯丙烷自身的聚合导致产品中氯离子特别是可水解氯含量较高,如中国专利 CN101220135A 提供了一种邻甲酚醛环氧树脂的合成方法,该方法合成的邻甲酚醛环氧树脂的可水解氯为 400~600ppm,不符合树脂超高纯的要求。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种新的合成超高纯邻甲酚醛环氧树脂的方法,采用邻甲酚和烯丙基氯等为原料,加入甲醛和酸性催化剂合成邻甲酚醛环氧树脂。该合成过程中不使用环氧氯丙烷,能消除因空间位阻效应而导致闭环不完全所残留的氯基,无机氯和可水解氯含量低,容易去除,可水解氯含量小于20ppm。

本发明的具体方案如下:

一种超高纯邻甲酚醛环氧树脂的合成方法,包括如下三个步骤:

(1)在常压下,将邻甲酚和烯丙基氯加入反应器中,通入氮气,搅拌均匀后再加入氢氧化钠水溶液,在50~110℃条件下进行反应,其中邻甲酚:烯丙基氯:氢氧化钠的摩尔比为1: 5~10: 0.5~2,反应结束后减压回收烯丙基氯,水洗至中性,得到烯醇醚单体;

(2)将所得烯醇醚单体和质量浓度为40%的甲醛水溶液混合,加入酸性催化剂,升温反应,温度50~120℃,其中烯醇醚单体:甲醛:酸性催化剂的摩尔比为1:0.2~1.2:0.01~0.05,反应结束后,加入溶剂溶解分层,油层水洗至中性,得到邻甲酚醛烯丙醚树脂的溶液;

(3)将邻甲酚醛烯丙醚树脂溶的溶液加入醋酸钠,然后升温至20~50℃,滴加过氧乙酸,其中邻甲酚醛烯丙醚树脂:过氧乙酸:醋酸钠的摩尔比为1:0.5~3:0.05~0.2,反应结束后加入溶剂稀释分层,油层经减压脱溶剂后得到产品邻甲酚醛环氧树脂。

其中:

所述步骤(1)反应中氢氧化钠水溶液的质量浓度为40~60%。

所述步骤(2)反应中的酸性催化剂为浓盐酸或草酸。

所述步骤(2)和步骤(3)反应中的溶剂为甲苯、氯仿、正丁醇、甲基异丁基酮的一种或多种混合。

所述步骤(3)反应中过氧乙酸的质量浓度为20~40%。

本发明的有益效果:

1)本发明的显著优点在于合成过程中避免氯基残留,以无机氯和可水解氯形式存在容易去除,大大降低邻甲酚醛环氧树脂的可水解氯含量,一般在20ppm以下;而传统方法的氯以有机氯的形式存在氯基残留多,不容易去除掉,可水解氯含量较高。

2)优化了邻甲酚醛环氧树脂的合成工艺,得到邻甲酚醛环氧树脂产品的纯度高,氯含量低,特别适合工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明,但并不用来限定本发明的实施范围。

实施例1

在常压下,将108.0g邻甲酚和382.5g烯丙基氯加入反应器中,通入氮气,搅拌均匀后再加入80g的50%氢氧化钠水溶液,在60℃条件下进行反应,其中邻甲酚:烯丙基氯:氢氧化钠的摩尔比=1:5:1,反应结束后减压回收烯丙基氯,水洗至中性,得到烯醇醚单体;将所得烯醇醚单体和40%的甲醛水溶液63.8g混合,加入浓盐酸1.5g,升温反应,温度90℃,其中烯醇醚单体:甲醛:盐酸的摩尔比=1:0.85:0.015,反应结束后加入300g甲基异丁基酮溶解分层,油层水洗至中性,得到邻甲酚醛烯丙醚树脂的溶液;在以上溶液中加入16.4g醋酸钠,然后升温至40℃滴加20%的过氧乙酸380g,其中邻甲酚醛烯丙醚树脂:过氧乙酸:醋酸钠的摩尔比=1:1:0.2,反应结束后加入200g甲基异丁基酮稀释分层,油层经减压脱溶剂后即得产品邻甲酚醛环氧树脂,可水解氯含量15ppm。

实施例2

在常压下,将108.0g邻甲酚和612.0g烯丙基氯加入反应器中,通入氮气,搅拌均匀后再加入120g的50%氢氧化钠水溶液,在90℃条件下进行反应,其中邻甲酚:烯丙基氯:氢氧化钠的摩尔比=1:8:1.5,反应结束后减压回收烯丙基氯,水洗至中性,得到烯醇醚单体;将所得烯醇醚单体和40%的甲醛水溶液37.5g混合,加入浓盐酸3.0g,升温反应,温度90℃,其中烯醇醚单体:甲醛:盐酸的摩尔比=1:0.5:0.03,反应结束后加入300g甲苯溶解分层,油层水洗至中性,得到邻甲酚醛烯丙醚树脂的溶液;在以上溶液中加入8.2g醋酸钠,然后升温至45℃滴加40%的过氧乙酸285g,其中邻甲酚醛烯丙醚树脂:过氧乙酸:醋酸钠的摩尔比=1:1.5:0.1,反应结束后加入200g甲苯稀释分层,油层经减压脱溶剂后即得产品邻甲酚醛环氧树脂,可水解氯含量10ppm。

实施例3

在常压下,将108.0g邻甲酚和765.0g烯丙基氯加入反应器中,通入氮气,搅拌均匀后再加入44.5g的45%氢氧化钠水溶液,在60℃条件下进行反应,其中邻甲酚:烯丙基氯:氢氧化钠的摩尔比=1:10:0.5,反应结束后减压回收烯丙基氯,水洗至中性,得到烯醇醚单体;将所得烯醇醚单体和40%的甲醛水溶液90g混合,加入草酸0.9g,升温反应,温度90℃,其中烯醇醚单体:甲醛:草酸的摩尔比=1:1.2:0.01,反应结束后加入300g氯仿溶解分层,油层水洗至中性,得到邻甲酚醛烯丙醚树脂的溶液;在以上溶液中加入4.1g醋酸钠,然后升温至40℃滴加40%的过氧乙酸380g,其中邻甲酚醛烯丙醚树脂:过氧乙酸:醋酸钠的摩尔比=1:2:0.05,反应结束后加入200g氯仿稀释分层,油层经减压脱溶剂后即得产品邻甲酚醛环氧树脂,可水解氯含量12ppm。

实施例4

在常压下,将108.0g邻甲酚和382.5g烯丙基氯加入反应器中,通入氮气,搅拌均匀后再加入133.3g的60%氢氧化钠水溶液,在50℃条件下进行反应,其中邻甲酚:烯丙基氯:氢氧化钠的摩尔比=1:5:2,反应结束后减压回收烯丙基氯,水洗至中性,得到烯醇醚单体;将所得烯醇醚单体和40%的甲醛水溶液15g混合,加入浓盐酸4.9g,升温反应,温度50℃,其中烯醇醚单体:甲醛:盐酸的摩尔比=1:0.2:0.05,反应结束后加入300g甲基异丁基酮溶解分层,油层水洗至中性,得到邻甲酚醛烯丙醚树脂的溶液;在以上溶液中加入 16.4g醋酸钠,然后升温至20℃滴加20%的过氧乙酸 190 g,其中邻甲酚醛烯丙醚树脂:过氧乙酸:醋酸钠的摩尔比=1:0.5:0.2,反应结束后加入200g甲基异丁基酮稀释分层,油层经减压脱溶剂后即得产品邻甲酚醛环氧树脂,可水解氯含量10ppm。

实施例5

在常压下,将108.0g邻甲酚和382.5g烯丙基氯加入反应器中,通入氮气,搅拌均匀后再加入 100g的40%氢氧化钠水溶液,在110℃条件下进行反应,其中邻甲酚:烯丙基氯:氢氧化钠的摩尔比=1:5:1,反应结束后减压回收烯丙基氯,水洗至中性,得到烯醇醚单体;将所得烯醇醚单体和40%的甲醛水溶液37.5g混合,加入浓盐酸3.0g,升温反应,温度120℃,其中烯醇醚单体:甲醛:盐酸的摩尔比=1:0.5:0.03,反应结束后加入300g甲基异丁基酮溶解分层,油层水洗至中性,得到邻甲酚醛烯丙醚树脂的溶液;在以上溶液中加入 16.4g醋酸钠,然后升温至50℃滴加20%的过氧乙酸 1140g,其中邻甲酚醛烯丙醚树脂:过氧乙酸:醋酸钠的摩尔比=1:3:0.2,反应结束后加入200g甲基异丁基酮稀释分层,油层经减压脱溶剂后即得产品邻甲酚醛环氧树脂,可水解氯含量13ppm。

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