一种含有苯并噁嗪的磷腈化合物、磷腈环氧树脂组合物、预浸板以及复合金属基板的制作方法

文档序号:15394932发布日期:2018-09-08 01:57阅读:126来源:国知局

本发明属于覆铜板技术领域,涉及一种含有苯并噁嗪的磷腈化合物、磷腈环氧树脂、预浸板及复合金属基板。



背景技术:

以手机、电脑、摄像机、电子游戏机为代表的电子产品、以空调、冰箱、电视影像、音响用品等为代表的家用、办公电器产品以及其他领域使用的各种产品,为了安全,很大部分的产品都要求其具备低介电性和耐热性。

就电气性质而言,主要需考虑的因素还包括材料的介电常数以及介电损耗。一般而言,由于基板的讯号传送速度与基板材料的介电常数的平方根成反比,故基板材料的介电常数通常越小越好;另一方面,由于介电损耗越小代表讯号传递的损失越少,故介电损耗较小的材料所能提供的传输质量也较为良好。因此,如何开发出具有低介电常数以及低介电损耗的材料,并将其应用于高频印刷电路板的制造,乃是现阶段印刷电路板材料领域亟欲解决的问题。

cn105112001a公开了一种环三磷腈型苯并噁嗪树脂,所述环三磷腈型苯并噁嗪树脂为以下含环三磷腈型苯并噁嗪化学结构式i-iv中的任意一种或两种以上的混合物:

其中,r=-ch3、-ch2ch3、中的任意一种。虽然该发明由所述含环三磷腈型苯并噁嗪树脂制备的层压板具有很好的阻燃性、耐热性以及较低的吸收率,但是其在介电常数、介质损耗因数以及玻璃强度等方面的性能仍待进一步提高。

因此,在本领域中期望利用苯并噁嗪类树脂得到一种具有良好阻燃性、耐热性以及良好介电性能和机械性能的层压板。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种含有苯并噁嗪的磷腈化合物、磷腈环氧树脂、预浸板及复合金属基板。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一方面,本发明提供一种含有苯并噁嗪的磷腈化合物,所述含有苯并噁嗪的磷腈化合物具有如式i所示的分子结构:

其中,m为环三磷腈基m1、环四以上磷腈基m2或非环状聚磷腈基m3中的任意一种或至少两种的组合;r1、r2、r3、r4、r5和r6独立地为满足其化学环境的任意有机基团;x为-o-、-nh-、-s-、-coo-或-x1-r-,x1为-o-、-nh-、-s-或-coo-中的任意一种,r为满足其化学环境的任意有机基团;y1和y2独立地为满足其化学环境的任意有机基团;a、b、d、e、f和g独立地为大于等于零的整数,a+b+1等于m中磷原子数的2倍,d+e+2等于m中磷原子数的2倍,f+g+2等于m中磷原子数的2倍,n为大于等于零的整数。

在本发明中,所述满足其化学环境是指能够与其相邻的原子相连,得到稳定的化学连接键。

优选地,r1、r2、r3、r4、r5和r6独立地为满足其化学环境的任意惰性亲核基团或者任意反应性亲核基团。

优选地,r1、r2、r3、r4、r5和r6独立地为取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的环烷氧基、取代或未取代的芳氧基、取代或未取代的芳基烷氧基、取代或未取代的杂芳基烷氧基、取代或未取代的烷基硫基、取代或未取代的芳基硫基、取代或未取代的羧酸酯基、取代或未取代的碳酸酯基、取代或未取代的磺酸酯基或取代或未取代的膦酸酯基中的任意一种。

具体地,r1、r2、r3、r4、r5和r6可独立地为ch3o-、ho-ch2o-、ch3ch2o-、ch3s-、ch3ch2ch2s-、hs-ch2ch2ch2s-、ch3coo-、ho-pho-或pho-(ph表示苯基)中的任意一种。

在本发明中r1、r2、r3、r4、r5和r6可以为相同的基团也可以为不同的基团。

优选地,r为取代或未取代的直链亚烷基、取代或未取代的支链亚烷基、取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚烷基亚芳基、取代或未取代的亚芳基亚烷基或取代或为取代的亚环烷基中的任意一种。

具体地,r可以为-ch2ch2-、等。

优选地,y1和y2独立地为-nh-r'-、-o-r'-、-s-r'-或-ooc-r'-中的任意一种,r'为取代或未取代的直链亚烷基、取代或未取代的支链亚烷基、取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚烷基亚芳基、取代或未取代的亚芳基亚烷基或取代或为取代的亚环烷基中的任意一种。

具体地,r'可以为-ch2ch2-、等。

在本发明中,所述取代的或未取代的烷氧基优选为c1~c12(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10或c11)取代或未取代的烷氧基。

取代的或未取代的环烷氧基优选为c3~c12(例如c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10或c11)取代或未取代的环烷氧基。

取代的或未取代的芳氧基优选为c6-c13(例如c7、c8、c9、c10、c11或c12)取代或未取代的芳氧基。

取代或未取代的芳基烷氧基优选为c7-c12(例如c8、c9、c10或c11)取代或未取代的芳基烷氧基。

取代或未取代的杂芳基烷氧基优选为c7-c13(例如c8、c9、c10、c11或c12)取代或未取代的杂芳基烷氧基。

取代或未取代的烷基硫基优选为c1-c8(例如c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7或c8)取代或未取代的烷基硫基。

取代的或未取代的直链亚烷基优选为c1-c12(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10或c11)的直链亚烷基。

取代的或未取代的支链亚烷基优选为c1-c12(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10或c11)的支链亚烷基。

取代或未取代的亚芳基优选为c6-c13(例如c7、c8、c9、c10、c11或c12)的亚芳基。

取代的或未取代的亚杂芳基优选为c5-c13(例如c6、c7、c8、c9、c10、c11或c12)取代的或未取代的亚杂芳基。

取代的或未取代的亚烷基亚芳基优选为c7-c13(例如c8、c9、c10、c11或c12)取代的或未取代的亚烷基亚芳基。

取代的或未取代的亚芳基亚烷基优选为c7-c13(例如c8、c9、c10、c11或c12)取代的或未取代的亚烷基亚芳基。

取代或未取代的芳基硫基为优选为c7-c12(例如c8、c9、c10或c11)取代的或未取代的芳基硫基。

本发明所使用的术语“取代的”是指指定原子上的任何一个或多个氢原子被选自指定组的取代基取代,条件是所述指定原子不超过正常价态,并且取代的结果是产生稳定的化合物。当取代基是氧代基团或酮基(即=o)时,那么原子上的2个氢原子被取代。酮取代基在芳香环上不存在。“稳定的化合物”是指能够足够强健地从反应混合物中分离至有效的纯度并配制成有效的化合物。

在本发明中,m为环三磷腈基m1、环四以上磷腈基m2、非环状聚磷腈基m3中的一种或至少两种的组合。

优选地,m包含至少50wt%m1、至多30wt%m2以及至多45wt%m3。

在本发明中,m1含量至少为50wt%,即m1含量可以为50wt~100wt%,m1为主体成分。当m1含量为100wt%时,则不含有m2和m3。本发明典型但非限制性的m1的含量可以为50wt%、51wt%、55wt%、58wt%、60wt%、65wt%、70wt%、74wt%、75wt%、80wt%、85wt%、90wt%、92wt%、95wt%、98wt%或100wt%。

在本发明中,m2含量至多为30wt%,即指,m2含量可以为0~30wt%。当m2含量为0wt%时,即指,不含有m2。本发明典型但非限制性的m2含量可以为0wt%、2wt%、5wt%、8wt%、11wt%、14wt%、16wt%、17wt%、19wt%、20wt%、22wt%、25wt%、27wt%、28wt%或29wt%。

在本发明中,m3含量至多为45wt%,即指,m3含量可以为0~45wt%。当m3含量为0wt%时,即指,不含有m3。本发明典型但非限制性的m3含量可以为0wt%、2wt%、5wt%、8wt%、10wt%、12wt%、14wt%、16wt%、18wt%、20wt%、23wt%、25wt%、27wt%、28wt%、30wt%、32wt%、35wt%、38wt%、40wt%、43wt%或45wt%。

在本发明中,m1、m2和m3质量百分比之和为100%。

在本发明的结构式i中,a、b、d、e、f和g独立地为大于等于零的整数,例如可以为0、1、2、3、4、5或6等。

在本发明的结构式i中,与m连接的基团均是与m中的磷原子连接。并且在本发明式i中a+b+1等于m中磷原子数的2倍,d+e+2等于m中磷原子数的2倍,f+g+2等于m中磷原子数的2倍,即保证m上磷原子达到化合价为五价的饱和状态。

在本发明的结构式i中,n为大于等于零的整数,例如n可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。优选地,n为大于零的整数,更优选地,n为1-10的整数,进一步优选n为1-5的整数。

优选地,m1结构为:

m2结构为:

其中,x大于等于4;

m3结构为:

其中,y大于等于3。

注意,m1、m2结构式的表示中,所出现符号仅仅是对“环状”结构的一种示意。

优选地,所述含有苯并噁嗪的磷腈化合物为具有如下式a-f所示结构的化合物中一种或至少两种的组合:

其中m为环三磷腈基团,n为大于等于零的整数,优选n为1-10的整数,进一步优选n为1-5的整数。

另一方面,本发明提供一种如上所述的含有苯并噁嗪的磷腈化合物的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)含有苯并噁嗪的磷腈化合物通过式ii所示的磷腈二胺化合物与式iii所示的磷腈苯酚化合物以及甲醛反应得到式iv所示的聚合产物,反应式如下:

(2)式iv所示的聚合产物与式v所示的磷腈氯化物反应得到式i所示的含有苯并噁嗪的磷腈化合物,反应式如下:

其中,m为环三磷腈基m1、环四以上磷腈基m2或非环状聚磷腈基m3中的任意一种或至少两种的组合;r1、r2、r3、r4、r5和r6独立地为满足其化学环境的任意有机基团;x为-o-、-nh-、-s-、-coo-或-x1-r-,x1为-o-、-nh-、-s-或-coo-中的任意一种,r为满足其化学环境的任意有机基团;y1和y2独立地为满足其化学环境的任意有机基团;a、b、d、e、f和g独立地为大于等于零的整数,a+b+1等于m中磷原子数的2倍,d+e+2等于m中磷原子数的2倍,f+g+2等于m中磷原子数的2倍,n为大于等于零的整数。

优选地,步骤(1)所述式ii所示的磷腈二胺化合物与式iii所示的磷腈苯酚化合物的摩尔比为1:(1-1.5),例如1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4或1:1.5。

优选地,步骤(1)所述式ii所示的磷腈二胺化合物与甲醛的摩尔比为1:(2-2.5),例如1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4或1:2.5。

优选地,步骤(1)所述反应的温度为80-120℃,例如80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃或120℃。

优选地,步骤(1)所述反应的时间为2-10h,例如2h、2.5h、3h、3.5h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h。

优选地,步骤(1)所述反应的溶剂为dmf或1,4-二氧六环。

优选地,步骤(1)所述式ii所示的磷腈二胺化合物与步骤(2)所述式v所示的磷腈氯化物的摩尔比为1:(2-5),例如1:2、1:2.3、1:2.5、1:2.8、1:3、1:3.2、1:3.4、1:3.6、1:3.8、1:4、1:4.2、1:4.5、1:4.8或1:5。

优选地,步骤(2)所述反应的温度为60-80℃,例如60℃、63℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃或80℃。

优选地,步骤(2)所述反应的时间为2-8h,例如2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h或8h。

优选地,步骤(2)在碱性物质存在下进行;

优选地,所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的任意一种或至少两种的组合。

优选地,步骤(2)所述反应的溶剂为dmf或1,4-二氧六环。

在本发明所述制备方法中所用到的原料,例如所述式ii所示的磷腈二胺化合物、式iii所示的磷腈苯酚化合物、式v所示的磷腈氯化物均可以根据现有技术制备得到,或者可以通过购买得到。这些原料的制备是通过亲核取代反应由磷腈氯化物制备而得,制备过程中磷腈氯化物中的氯原子与亲核试剂发生亲核取代反应而得到具有相应取代基的磷腈化合物,例如制备磷腈二胺化合物时,是利用磷腈氯化物与带有氨基的合适的亲核试剂进行反应,得到含有两个氨基的磷腈化合物。亲核反应中使用的催化剂的具体实例有氯化锌、氯化镁、氯化铝等金属氯化物或者三氟化硼及其络合物或者氢氧化钠等路易斯碱。这些催化剂可以一种或多种混合使用,本发明中并无特别的规定。这里“磷腈氯化物”指式(i)中m基团与cl相连接而成的化合物。至于磷腈氯化物可以使用公知的溶剂、催化剂于公知的反应路线合成,也可以使用五氯化磷与氯化铵按照公知的方法合成出来氯化磷腈化合物后,经过物理方法处理提纯或不提纯直接制造,其pcl5+nh4cl→1/n(npcl2)n+4hcl,该反应产物中为主要是三聚体(pncl2)3(亦即六氯环三磷腈)和四聚体(pncl2)4,反应产物再通过通过60℃真空中缓慢升华可以得到纯的六氯环三磷腈。氯代环四以上磷腈和氯代非环状聚磷腈也可以通过已有技术制备得到。

另一方面,本发明提供一种磷腈环氧树脂组合物,其包含如上所述的含有苯并噁嗪的磷腈化合物和环氧树脂。

优选地,所述含有苯并噁嗪的磷腈化合物在磷腈环氧树脂组合物中的质量百分比为1-20%,例如1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%或20%,优选5-10%。

由于本发明的磷腈化合物中含有多个磷腈基团和苯并噁嗪基团,大大提高了其阻燃性能,在其应用时可以发挥更大的阻燃性能,在应用于磷腈环氧树脂组合物时,可以以较少的量取得优异的阻燃效果,另外,本发明的含有苯并噁嗪的磷腈化合物比起小分子的磷腈化合物,其与环氧树脂的相容性更好,在组合物用于制备覆铜板时可以使得组合物具有更好的相容性,使得组分之间的配合更加能够达到较佳的状态,而取得整体更加优异的性能。

优选地,所述环氧树脂为液态双酚a型环氧树脂、液态双酚f型环氧树脂、固态双酚a型环氧树脂、固态双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、联苯型环氧树脂、酚醛型环氧树脂或双环戊二烯型环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。

优选地,所述磷腈环氧树脂组合物还包括固化剂;

优选地,所述固化剂为酸酐固化剂或活性酯固化剂。

优选地,所述酸酐固化剂选自苯乙烯马来酸酐、甲基乙烯基醚-马来酸酐共聚物、甲基六氢苯酐、六氢苯酐、苯基琥珀酸酐、丁二酸酐、氧杂酸酐、二甲基马来酸酐、戊二酸酐、2-甲基琥珀酸酐、邻苯二甲酸酐、降冰片烯二酐、均苯四酐、1,2-环己二甲酸酐、4-氟邻苯二甲酸酐、3-氟邻苯二甲酸酐、2,2-二甲基琥珀酸酐、1,1-环己基二乙酸酐、苯基顺酐、柠康酐、1,8-萘二甲酸酐、4,4’-联苯醚二酐、3,3'4,4'-联苯四甲酸二酐、均苯二酐、3,3'4,4'-二酐二苯醚、4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐、1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、3,3'4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、1,4,5,8-苯四甲酸酐、苝-1,4,9,10-四羧酸乙酐、3,4,5,6-四氢苯酐或顺-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐中的任意一种或至少两种的混合物。

优选地,所述磷腈环氧树脂组合物还包括固化促进剂。

优选地,所述固化促进剂为咪唑类或吡啶类化合物。

优选地,所述咪唑类化合物选自2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-异丙基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-十二烷基咪唑或1-氰乙基-2-甲基咪唑中的任意一种或至少两种的混合物。

优选地,所述吡啶类化合物为4-二甲氨基吡啶。

优选地,所述树脂组合物还包含阻燃剂。

优选地,所述阻燃剂选自有机阻燃剂和/或无机阻燃剂;

优选地,所述有机阻燃剂选自三(2,6-二甲基苯基)膦、间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]、间苯二酚四苯基二磷酸酯、磷酸三苯酯、双酚a双(二苯基磷酸酯)、磷腈阻燃剂、10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物、10-(2,5-二羟基萘基)-10-氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物或9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物阻燃剂中的任意一种或至少两种的混合物。

优选地,所述无机阻燃剂选自红磷、氢氧化铝、氢氧化镁或三氧化锑中的任意一种或至少两种的混合物。

优选地,所述磷腈环氧树脂组合物还包含填料。

优选地,所述填料选自二氧化硅、高岭土、滑石粉、氢氧化镁、氢氧化铝、勃姆石、水滑石、氧化钛、硅酸钙、氧化铍、氮化硼、玻璃粉、硼酸锌、铝氮化合物、氮化硅、碳化硅、氧化镁、氧化锆、莫来石、二氧化钛、钛酸钾、中空玻璃微珠、聚四氟乙烯粉末、聚苯乙烯粉体、钛酸钾纤维、碳化硅单晶纤维、氮化硅纤维、氧化铝单晶纤维或玻璃短纤维中的任意一种或至少两种的混合物。

另一方面,本发明提供一种树脂胶液,所述树脂胶液是将如上所述的磷腈环氧树脂组合物溶解或分散在溶剂中得到。

优选地,所述溶剂为酮类、烃类、醚类、酯类或非质子溶剂中的一种或者至少两种的组合,优选丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、伯醇、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸乙酯、n,n-二甲基甲酰胺或n,n-二乙基甲酰胺中的一种或者至少两种的混合物。所述溶剂可单独使用,也可混合使用。优选地,选用如丁酮等各成分具有良好的溶解性、毒性不强、沸点比较适中的有机溶剂;如果环氧树脂组分中含有双氰胺等结晶性不易溶解的物质,可以使用一部分或全部含氮类如dmf、dmac等有机溶剂。可以理解的是,于固化过程中溶剂是可以通过加热来提高挥发的速度。

另一方面,本发明提供一种预浸板,所述预浸板由如上所述树脂胶液含浸或涂布于基材而成。

优选地,所述基材为玻璃纤维基材、聚酯基材、聚酰亚胺基材、陶瓷基材或碳纤维基材。

在本发明中,对含浸或涂布的具体工艺条件无特别限定。“预浸板”也为本领域技术人员所熟知的“粘结片”。

另一方面,本发明提供一种复合金属基板,所述复合金属基板含有至少一张如上所述的预浸板以及覆于叠合后的预浸板一侧或两侧的金属箔。

在本发明中,所述金属箔可以为铝箔、铜箔、铁箔及铝、铜和铁中任意组合的合金箔。

另一方面,本发明提供一种线路板,于上述的复合金属基板的表面加工线路而成。

相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:

本发明采用含有苯并噁嗪树脂的磷腈化合物得到的覆铜板的tg可达到167-187℃,t-剥离强度可达到2.0kg/mm2以上,层间剥离强度可达到1.90kg/mm2以上,饱和吸水率可达到0.22%以下,热分解温度可达到420℃以上,弯曲强度可达到12.6kg/mm2以上,燃烧性(ul-94)达到v-0级别,表明本发明的含有苯并噁嗪树脂的磷腈化合物制备得到的固化物,具有良好的阻燃性,良好的耐热性、耐水性、黏结性和机械性能、电性能。本发明的含有苯并噁嗪树脂的磷腈化合物属于低成本、原料来源丰富、各项性能良好,具有广泛的应用前景。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

在本实施例中,通过以下方法制备含有苯并噁嗪的磷腈化合物:

在带有搅拌装置的三口2000ml玻璃反应器中加入1mol环三磷腈二胺化合物1,4-二氧六环500ml、1mol环三磷腈苯酚化合物甲醛2mol,在100℃下反应6h,降温至60℃,一边搅拌、一边通氮气,而后向反应容器中滴入20%氢氧化钠溶液620g,而后加入2mol磷腈氯化物反应3h,去除体系中的不溶物质,蒸馏掉体系中溶剂,得到具有如下结构的磷腈化合物:

,其中m为环三磷腈基团,n=1。

其核磁表征数据如下:

1hnmr(cdcl3,500mhz):6.6-6.7(m,4h,基团上苯环上氢),6.3-6.5(m,9h,苯并噁嗪环中苯环上氢),5.0(d,6h,基团上*位置上的氢),3.6(d,6h,基团上*位置上的氢),3.4(t,54h,och3),2.9(d,4h,-nhch2ch2nh-),2.75(d,6h,基团上*位置上的氢),2.6(d,6h,基团上*位置上的氢),2.0(t,24h,sch3)。

红外谱图特征峰的位置:磷腈骨架中p=n键的特征吸收峰1217cm-1,磷腈骨架中p-n874cm-1,甲基醚的吸收峰2995cm-1,硫醚键的吸收峰1070cm-1,p-o-c键吸收峰1035cm-1,苯并噁嗪中ar-o醚键伸缩振动特征峰1246cm-1,六元噁嗪环的特征吸收峰931cm-1和928cm-1

实施例2

在本实施例中,通过以下方法制备含有苯并噁嗪的磷腈化合物:

在带有搅拌装置的三口2000ml玻璃反应器中加入1mol环三磷腈二胺化合物1,4-二氧六环500ml、1.2mol环三磷腈苯酚化合物甲醛2.3mol,在80℃下反应2h,降温至60℃,一边搅拌、一边通氮气,而后向反应容器中滴入20%氢氧化钠溶液620g,而后加入2.5mol磷腈氯化物反应2h,去除体系中的不溶物质,蒸馏掉体系中溶剂,得到具有如下结构的磷腈化合物:

,其中m为环三磷腈基团,n=1。

其核磁表征数据如下:

1hnmr(cdcl3,500mhz):6.7-7.1(m,80h,基团上苯环上氢),6.5(m,4h,基团上苯环上氢),6.3-6.5(m,9h,苯并噁嗪环中苯环上氢),5.0(d,6h,基团上*位置上的氢),3.6(d,6h,基团上*位置上的氢),3.4(t,30h,och3),2.9(d,4h,-nhch2ch2nh-),2.75(d,6h,基团上*位置上的氢),2.6(d,6h,基团上*位置上的氢)。

红外谱图特征峰的位置:磷腈骨架中p=n键的特征吸收峰1217cm-1,磷腈骨架中p-n874cm-1,甲基醚的吸收峰2995cm-1,p-o-c键吸收峰1035cm-1,苯并噁嗪中ar-o醚键伸缩振动特征峰1246cm-1,六元噁嗪环的特征吸收峰931cm-1和928cm-1

实施例3

在本实施例中,通过以下方法制备含有苯并噁嗪的磷腈化合物:

在带有搅拌装置的三口2000ml玻璃反应器中加入2mol环三磷腈二胺化合物1,4-二氧六环500ml、2.4mol环三磷腈苯酚化合物甲醛4.5mol,在80℃下反应6h,降温至70℃,一边搅拌、一边通氮气,而后向反应容器中滴入20%氢氧化钠溶液620g,而后加入4.8mol磷腈氯化物反应5h,去除体系中的不溶物质,蒸馏掉体系中溶剂,得到具有如下结构的磷腈化合物:

,其中m为环三磷腈基团,n=2。

其核磁表征数据如下:

1hnmr(cdcl3,500mhz):,6.4-6.7(m,35h,苯环上氢),5.0(d,10h,基团上*位置上的氢),3.6(d,10h,基团上*位置上的氢),3.4(t,102h,och3)。

红外谱图特征峰的位置:磷腈骨架中p=n键的特征吸收峰1217cm-1,磷腈骨架中p-n874cm-1,甲基醚的吸收峰2995cm-1,p-o-c键吸收峰1035cm-1,苯并噁嗪中ar-o醚键伸缩振动特征峰1246cm-1,六元噁嗪环的特征吸收峰931cm-1和928cm-1

实施例4

在本实施例中,通过以下方法制备含有苯并噁嗪的磷腈化合物:

在带有搅拌装置的三口2000ml玻璃反应器中加入3mol环三磷腈二胺化合物1,4-二氧六环500ml、3.8mol环三磷腈苯酚化合物甲醛6.5mol,在100℃下反应8h,降温至80℃,一边搅拌、一边通氮气,而后向反应容器中滴入20%氢氧化钠溶液620g,而后加入8mol磷腈氯化物反应7h,去除体系中的不溶物质,蒸馏掉体系中溶剂,得到具有如下结构的磷腈化合物:

,其中m为环三磷腈基团,n=5。

其核磁表征数据如下:

1hnmr(cdcl3,500mhz):6.4-6.7(m,75h,苯环上氢),5.0(d,22h,基团上*位置上的氢),3.6(d,22h,基团上*位置上的氢),3.4(t,132h,och3),2.0(t,48h,sch3)。

红外谱图特征峰的位置:磷腈骨架中p=n键的特征吸收峰1217cm-1,磷腈骨架中p-n874cm-1,甲基醚的吸收峰2995cm-1,硫醚键的吸收峰1070cm-1,p-o-c键吸收峰1035cm-1,苯并噁嗪中ar-o醚键伸缩振动特征峰1246cm-1,六元噁嗪环的特征吸收峰931cm-1和928cm-1

实施例5

在本实施例中,通过以下方法制备含有苯并噁嗪的磷腈化合物:

在带有搅拌装置的三口2000ml玻璃反应器中加入2mol环三磷腈二胺化合物1,4-二氧六环500ml、3mol环三磷腈苯酚化合物甲醛4mol,在120℃下反应10h,降温至80℃,一边搅拌、一边通氮气,而后向反应容器中滴入20%氢氧化钠溶液620g,而后加入6mol磷腈氯化物反应2h,去除体系中的不溶物质,蒸馏掉体系中溶剂,得到具有如下结构的磷腈化合物:

,其中m为环三磷腈基团,n=3。

1hnmr(cdcl3,500mhz):6.4-7.2(m,162h,苯环上氢),5.0(d,16h,基团上*位置上的氢),3.6(d,32h,基团上*位置上的氢以及亚甲基上氢),3.4(t,30h,och3)。

红外谱图特征峰的位置:磷腈骨架中p=n键的特征吸收峰1217cm-1,磷腈骨架中p-n874cm-1,甲基醚的吸收峰2995cm-1,p-o-c键吸收峰1035cm-1,苯并噁嗪中ar-o醚键伸缩振动特征峰1246cm-1,六元噁嗪环的特征吸收峰931cm-1和928cm-1

实施例6

在本实施例中,将实施例1制备得到的含有苯并噁嗪的磷腈化合物5重量份、hp7200h(双环戊二烯环氧树脂,日本dic)70重量份,苯乙烯马来酸酐10重量份,2-甲基咪唑0.2重量份以及二氧化硅13.8重量份,分散于丁酮中制备得到树脂胶液,然后含浸玻璃纤维基材,经过加热干燥后形成预浸板,两面放置铜箔,加压加热制成覆铜板a。

实施例7

在本实施例中,将实施例1制备得到的含有苯并噁嗪的磷腈化合物10重量份、nc3000h(联苯环氧树脂,日本dic)70重量份,hpc-8000-65t(活性酯固化剂,日本dic)15重量份,2-甲基咪唑0.2重量份以及二氧化硅4.8重量份,分散于丁酮中制备得到树脂胶液,然后含浸碳纤维基材,经过加热干燥后形成预浸板,两面放置铜箔,加压加热制成覆铜板b。

实施例8

在本实施例中,将实施例1制备得到的含有苯并噁嗪的磷腈化合物20重量份、,epikote828el双酚a环氧树脂(陶氏化学)60重量份,邻苯二甲酸酐5重量份,2-甲基咪唑0.2重量份以及二氧化硅14.8重量份,分散于丁酮中制备得到树脂胶液,然后含浸陶瓷基材,经过加热干燥后形成预浸板,两面放置铜箔,加压加热制成覆铜板c。

实施例9

在本实施例中,将实施例2制备得到的含有苯并噁嗪的磷腈化合物5重量份、hp7200h(双环戊二烯环氧树脂,日本dic)70重量份,苯乙烯马来酸酐10重量份,2-甲基咪唑0.2重量份以及二氧化硅13.8重量份,分散于丁酮中制备得到树脂胶液,然后含浸玻璃纤维基材,经过加热干燥后形成预浸板,两面放置铜箔,加压加热制成覆铜板d。

实施例10

在本实施例中,将实施例3制备得到的含有苯并噁嗪的磷腈化合物5重量份、hp7200h(双环戊二烯环氧树脂,日本dic)70重量份,苯乙烯马来酸酐10重量份,2-甲基咪唑0.2重量份以及二氧化硅13.8重量份,分散于丁酮中制备得到树脂胶液,然后含浸玻璃纤维基材,经过加热干燥后形成预浸板,两面放置铜箔,加压加热制成覆铜板e。

实施例11

在本实施例中,将实施例4制备得到的含有苯并噁嗪的磷腈化合物5重量份、hp7200h(双环戊二烯环氧树脂,日本dic)70重量份,苯乙烯马来酸酐10重量份,2-甲基咪唑0.2重量份以及二氧化硅13.8重量份,分散于丁酮中制备得到树脂胶液,然后含浸玻璃纤维基材,经过加热干燥后形成预浸板,两面放置铜箔,加压加热制成覆铜板f。

实施例12

在本实施例中,将实施例5制备得到的含有苯并噁嗪的磷腈化合物5重量份、hp7200h(双环戊二烯环氧树脂,日本dic)70重量份,苯乙烯马来酸酐10重量份,2-甲基咪唑0.2重量份以及二氧化硅13.8重量份,分散于丁酮中制备得到树脂胶液,然后含浸玻璃纤维基材,经过加热干燥后形成预浸板,两面放置铜箔,加压加热制成覆铜板g。

比较例1

与实施例6的区别仅在于,利用六氯环三磷腈替代实施例1制备得到的含有苯并噁嗪的磷腈化合物,制备得到覆铜板h。

比较例2

与实施例6的区别仅在于,利用如下结构的含有苯并噁嗪的磷腈化合物替代实施例1制备得到含有苯并噁嗪的磷腈化合物:

制备得到覆铜板i。

对实施例6-12以及对比例1-2制备得到的覆铜板的性能进行测定,其结果如表1所示。

表1

以上表格的测试数据,可以看出采用本发明的含有苯并噁嗪树脂的磷腈化合物得到的覆铜板的tg可达到167-187℃,t-剥离强度可达到2.0kg/mm2以上,层间剥离强度可达到1.90kg/mm2以上,饱和吸水率可达到0.22%以下,热分解温度可达到420℃以上,弯曲强度可达到12.6kg/mm2以上,燃烧性(ul-94)达到v-0级别,表明本发明的含有苯并噁嗪树脂的磷腈化合物制备得到的固化物,具有良好的阻燃性,良好的耐热性、耐水性、黏结性和机械性能、电性能。本发明的含有苯并噁嗪树脂的磷腈化合物属于低成本、原料来源丰富、各项性能良好,具有广泛的应用前景。

申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的含有苯并噁嗪的磷腈化合物、磷腈环氧树脂组合物、预浸板以及复合金属基板,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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