一种覆铜板用高导热碳氢树脂及其制备方法与流程

本发明涉及覆铜板，具体为一种覆铜板用高导热碳氢树脂及其制备方法。

背景技术：

1、随着5g通信时代的到来，电子产品的不断发展，人们对于覆铜板的性能要求也越来越高。其中，导热性能是覆铜板性能的重要指标之一。在传统的覆铜板材料中，树脂基材料的导热性能较差，会导致其在高功率工作状态下容易出现过热现象，从而影响覆铜板的稳定性和使用寿命。因此，研究开发一种高导热性能的树脂基材料，对于提高覆铜板的性能具有重要意义。

2、碳氢树脂具有优异的介电性能、耐腐蚀性能和综合性能，成本较低，是制备覆铜板的理想材料，通过在碳氢树脂体系中添加各种助剂可以改变其介电性能、力学性能及导热率等性能。然而，目前碳氢树脂在覆铜板领域的应用还比较少。主要原因是碳氢树脂具有柔性、非极性碳链结构，导致固化后的产品存在刚性不足、强度低、耐热性差等问题，不仅在高温和高湿环境下容易发生脆化和老化，导致覆铜板失效，而且在树脂基材料中的分散性和加工性能较差，从而限制了其使用。

3、因此，我们提出一种覆铜板用高导热碳氢树脂及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种覆铜板用高导热碳氢树脂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种覆铜板用高导热碳氢树脂的制备方法，包括以下步骤：

4、将碳氢树脂和双马来酰亚胺树脂混合均匀，升温至60-80℃，再加入过氧化二特丁基、阻燃剂、抗氧化剂、交联剂、二氧化硅、二氧化锆、碳化硅、氮化硼和甲苯、二甲苯混合均匀，得到高导热碳氢树脂。

5、进一步的，所述碳氢树脂的制备步骤如下：

6、s1：在氮气保护下，调整反应温度为-20-0℃，将1,2-丁二烯和环己烷混合均匀，加入3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-丙基锂，升温至45-55℃，反应2-3h，加入三甲基三氯硅烷，反应2-3h，旋转蒸发除溶剂，冷却至室温，加入四氢呋喃和浓盐酸，反应1-2h，调节ph值为中性，经洗涤、干燥后，制得端羟基聚丁二烯；将端羟基1,2-聚丁二烯和1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三硅氧烷、硼酸混合均匀，加热至75-85℃，滴入氯铂酸催化剂，回流反应2-3h，冷却至室温，经沉淀、洗涤后，于70-80℃下真空干燥12-24h，制得改性1,2-聚丁烯聚合物；

7、s2：在氮气保护下，将丁二烯、苯乙烯和环己烷混合均匀，加入3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-丙基锂，加热至50-60℃，反应2-3h，降温至0-10℃，加入环氧乙烷混合均匀，反应3-5h，旋转蒸发除溶剂，冷却至室温，加入四氢呋喃和浓盐酸，反应1-2h，调节ph值为中性，经沉淀、洗涤、干燥后，制得端羟基聚丁二烯-苯乙烯共聚物；

8、s3:将s1制得的改性1,2-聚丁烯聚合物和s2制得的端羟基聚丁二烯-苯乙烯共聚物混合均匀，制得碳氢树脂。

9、在上述技术方案中，以3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-丙基锂作为羟基的保护性基团引发剂，以环己烷作为溶剂，以1,2-丁二烯作为单体，与三甲基三氯硅烷反应，合成了一端带硅烷保护基团的聚丁二烯长链，利用浓盐酸进行酸解，将引发剂分子中的硅氧键断裂，制得端羟基聚丁二烯，接着与1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三硅氧烷进行硅氢加成反应，引入刚性基团，提高材料的热稳定性能，加入硼酸，提高耐热性能，制得1,2-聚丁烯聚合物；同理，以丁二烯、苯乙烯为单体，制备出了端羟基聚丁二烯-苯乙烯共聚物。

10、进一步的，所述改性1,2-聚丁烯聚合物的分子量为1000-10000；所述端羟基聚丁二烯-苯乙烯共聚物的分子量为10000-50000。

11、进一步的，所述步骤s1中1,2-丁二烯和环己烷的质量比为1:(5-6)。

12、进一步的，所述步骤s1中3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-丙基锂的质量为1,2-丁二烯的25-38％。

13、进一步的，所述步骤s1中三甲基三氯硅烷的质量为1,2-丁二烯质量的4-8％。

14、进一步的，所述步骤s1中端羟基1,2-聚丁二烯和1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三硅氧烷、硼酸质量比为1：(1-2)：(0.1-0.3)。

15、进一步的，所述步骤s1中氯铂酸催化剂按pt计量占端羟基1,2-聚丁二烯和1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三硅氧烷、硼酸总质量5-15ppm。

16、进一步的，所述步骤s1中四氢呋喃和浓盐酸质量比为(2-3)：1。

17、进一步的，所述步骤s1中浓盐酸的浓度为35-40wt％，用量为1,2-聚丁二烯质量的50-70％。

18、进一步的，所述步骤s2中丁二烯、苯乙烯和环己烷质量比为1:(1-2):(4-6)。

19、进一步的，所述步骤s2中3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-丙基锂的质量为丁二烯、苯乙烯总质量的30-40％。

20、进一步的，所述步骤s2中环氧乙烷的质量为丁二烯、苯乙烯总质量的2-6％。

21、进一步的，所述步骤s2中四氢呋喃和浓盐酸质量比为(2-3)：1。

22、进一步的，所述步骤s2中浓盐酸的浓度为30-40wt％，用量为丁二烯、苯乙烯总质量的50-70％。

23、进一步的，所述步骤s3中改性1,2-聚丁烯聚合物和端羟基聚丁二烯-苯乙烯共聚物的质量比为(1-3)：1。

24、进一步的，所述高导热碳氢树脂包括以下重量组分：60-80份碳氢树脂、10-20份双马来酰亚胺树脂、0.5-3份过氧化二特丁基、15-25份阻燃剂、0.2-2份抗氧化剂、3-8份交联剂、5-8份二氧化硅、5-10份二氧化锆、4-8份碳化硅、5-15份氮化硼、100-120份甲苯、80-100份二甲苯。

25、进一步的，所述双马来酰亚胺树脂为粉末状，含量≥98％，由莱州市百辰绝缘材料有限公司提供。

26、进一步的，所述阻燃剂的制备工艺如下：

27、(1)将二苯基二乙氧基硅烷和盐酸混合，滴入二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷，1-2h滴完，升温至50-60℃，回流反应3-5h，加入六甲基二硅氧烷，反应1-2h，调节ph值为中性，经洗涤、干燥后，得有机硅树脂；

28、(2)将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和3,3-二甲基丙烯酸混合均匀，升温至75-85℃，回流反应6-8h，经沉淀、过滤、干燥后，制得反应物a；

29、(3)在氮气保护下，将反应物a、丙酮混合均匀，滴加到有机硅和甲苯的混合液中，1-2h滴完，升温至60-70℃，反应4-5h，经旋转蒸发，制得阻燃剂。

30、在上述技术方案中，以二苯基二乙氧基硅烷和二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷为原料，在酸性条件下，制得有机硅树脂，同时9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和3,3-二甲基丙烯酸发生加成反应，制得反应物a；以有机硅树脂和反应物a为原料，制得含n、p、si三种元素的阻燃剂。

31、进一步的，所述二苯基二乙氧基硅烷和二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:(1-2)。

32、进一步的，所述盐酸的浓度为15-30wt％，用量为二苯基二乙氧基硅烷的2-3倍。

33、进一步的，所述六甲基二硅氧烷的用量为二苯基二乙氧基硅烷和二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷总质量的1-5％。

34、进一步的，所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和3,3-二甲基丙烯酸的质量比为1：(0.5-1)。

35、进一步的，所述反应物a和丙酮质量比为1：(3-4)。

36、进一步的，所述有机硅和甲苯质量比为1：(4-6)。

37、进一步的，所述抗氧化剂为利安隆抗氧剂330，由天津利安隆新材料股份有限公司天津利安隆新材料股份有限公司提供。

38、进一步的，所述交联剂由1-3质量份甲苯二异氰酸酯和2-5质量份乙烯基三乙氧基硅烷组成。

39、进一步的，所述二氧化硅为球形二氧化硅，粒度为30-300nm，由宁波贝伽尔新材料有限公司提供。

40、进一步的，所述二氧化锆的粒度为30-100nm，由江苏天行新材料有限公司提供。

41、进一步的，所述碳化硅的粒度为200-2500目黑碳化硅粉，由巩义市豫英耐火材料有限公司提供。

42、进一步的，所述氮化硼为六方氮化硼的粒度为10-25μm，由安徽科润纳米科技有限公司提供。

43、进一步的，一种覆铜板用高导热碳氢树脂的应用，包括以下步骤：

44、步骤1：将高导热碳氢树脂涂覆在玻璃纤维布上，于120-150℃下烘烤10-20min，制得半固化片；

45、步骤2:将半固化片和覆于其双面的铜箔叠加在一起，经层压工艺，制得覆铜板。

46、进一步的，所述步骤1中半固化片的厚度为1-10mm。

47、进一步的，所述步骤2中半固化片的张数为2-8片。

48、进一步的，所述步骤2中层压工艺条件为：层压温度180-260℃，层压压力2-7mpa，层压时间2-8h。

49、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

50、1、本发明的一种覆铜板用高导热碳氢树脂及其制备方法，通过将改性1,2-聚丁烯聚合物和端羟基聚丁二烯-苯乙烯共聚物混合均匀，制成碳氢树脂，并与双马来酰亚胺树脂、过氧化二特丁基、阻燃剂、抗氧化剂、交联剂、二氧化硅、二氧化锆、碳化硅、氮化硼及甲苯、二甲苯共同作用，制备出了高导热碳氢树脂。其中碳氢树脂、双马来酰亚胺树脂为基体材料；过氧化二特丁基为引发剂；二氧化硅、二氧化锆为无机填料，碳化硅、氮化硼为导热填料。使用本发明所得的高导热碳氢树脂制得的覆铜板不仅具有低介电常数、低介电损耗、耐热性能好等优点，同时赋予其高导热率和阻燃性能，从而延长覆铜板的使用寿命。

51、2、本发明的一种覆铜板用高导热碳氢树脂及其制备方法，以3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-丙基锂作为羟基的保护性基团引发剂，以环己烷作为溶剂，以1,2-丁二烯作为单体，与三甲基三氯硅烷反应，合成了一端带硅烷保护基团的聚丁二烯长链，利用浓盐酸进行酸解脱去保护基团，制得端羟基聚丁二烯，接着与1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三硅氧烷进行硅氢加成反应，引入刚性基团，提高材料的热稳定性能，加入硼酸，提高耐热性能，制得1,2-聚丁烯聚合物；同理，以丁二烯、苯乙烯为单体，以环氧乙烷作为终止剂，制备出了端羟基聚丁二烯-苯乙烯共聚物。

52、3、本发明的一种覆铜板用高导热碳氢树脂及其制备方法，以二苯基二乙氧基硅烷和二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷为原料，在酸性条件下，制得含有-nh2的有机硅树脂，同时9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和3,3-二甲基丙烯酸发生加成反应，制得反应物a；以有机硅树脂和反应物a为原料，制得含n、p、si三种元素的阻燃剂，具有优异的阻燃性能。