具有高對稱或飽和脂肪族雜環溴化環氧樹脂及製法的製作方法

2023-07-24 22:47:36 2

專利名稱：具有高對稱或飽和脂肪族雜環溴化環氧樹脂及製法的製作方法
技術領域：
本發明是一種具有優良電氣性質(低介電常數/低消耗係數)、優良耐燃性及優良 熱安定性的溴化環氧樹脂，應用於玻纖層合板的製作，該溴化環氧樹脂搭配常用的固化劑， 如雙氰胺(Dicyandiamide，簡稱Dicy)、苯酚型酚醛樹脂(Phenol Novolac，簡稱PN)、三 聚氰胺酚醛樹脂(Melamine Phenol Novolac，簡稱MPN)、雙酚A型酚醛樹脂(Bisphenol A Novolac，簡稱BN)及四酚乙烷樹脂(Tetra phenyl ethane，簡稱TPE)，與固化促進劑，調配 成樹脂清漆組合物，再進行玻纖層合板製作，使用該溴化環氧樹脂所製作的玻纖層合板與 使用泛用雙酚A型溴化環氧樹脂所製作的玻纖層合板在物性上比較，具有更優良的電氣性 質與熱安定性及通過耐燃UL94V-0測試，適用於高速高頻訊號傳輸的應用上。
背景技術：
泛用雙酚A型溴化環氧樹脂是一種長期使用的成熟產品，產品特性經長期研究調 整，由雙酚A型溴化環氧樹脂所製作的玻纖層合板在機械性質、電氣性質及尺寸安定性等 物性皆佳；對於玻纖、銅箔等材料，其接著性也相當優越，故使用雙酚型溴化環氧樹脂製作 的玻纖層合板，被廣泛的使用於電子、航天工業上。印刷電路板材料電氣特性主要由玻纖層合板的三種主要組合材料決定(1)溴化 環氧樹脂、( 填充材、(；3)補強材。就針對樹脂系統而言，目前泛用雙酚A型溴化環氧樹脂 (如南亞塑料公司商品名NPEB-454A80)與玻纖布(等級E glass)組合的FR_4(玻璃轉 化溫度140°C )規格基板其Dk值 4. 6已無法滿足高速高頻訊號傳輸領域的要求，雖然陸 續有新材料如雙順丁烯二酸醯亞胺-三氮雜苯樹脂(Bismelaimide-triazene，簡稱BT)、氰 酸酯樹脂(Cyanate ester resin)、聚四氟乙烯(Poly tetra-fluoroethane，簡稱Ρ Ε)，被 導入該應用領域，但各系統均有其優、缺點，例如PTFE氟系樹脂具有低介電常數、低消耗系 數、吸水性低，但Tg低、價格高、加工成形困難、與銅箔接著力低等缺點；一般而言，被導入 的新材料，在玻纖層合板的製作過程及玻纖層合板加工成印刷電路板的製作過程中，其工 藝加工條件與現用玻纖層合板差異大，因此無法廣泛應用。印刷電路板的應用，朝向輕、薄、短、小、與高速高頻的發展趨勢，為避免高速高頻 訊號傳輸過程中，因使用的玻纖層合板材料不匹配，造成訊號嚴重衰減，所以該領域所使用 的玻纖層合板材料，必須具備更低的介電常數及更低的消耗係數等電氣特性，而且必須符 合在現有加工設備及現有加工工藝條件下作業的要求，所以要開發一種可同時符合多項需 求的玻纖層合板製作用的新樹脂材料，已成為此技藝業者必須克服的重要課題。

發明內容
本發明的目的在提供一種溴化環氧樹脂，在溴化環氧樹脂合成時導入高度對稱性 或飽和脂肪族雜環等的分子結構，使新穎的溴化環氧樹脂的分子結構中，具有低「分子偶極 距」的特性，可有效降低玻纖層合板的介電常數與消耗係數，符合高速高頻訊號傳輸時，減 少訊號衰減的要求；同時本發明的溴化環氧樹脂與現用的雙酚A型溴化環氧樹脂，在玻纖層合板含浸、壓合等製作程序、製作條件及下遊電路板製作程序、製作條件均相同，以現有 加工設備及現有加工製作條件，即可有效率的大量生產，符合高速高頻訊號傳輸用的玻纖 層合板低訊號損失、容易加工製作的要求。為實現上述目的，本發明的溴化環氧樹脂特點，是在溴化環氧樹脂合成時導入高 對稱性或飽和脂肪族雜環分子結構的原料，使溴化環氧樹脂的分子結構中具高對稱或飽和 脂肪族雜環結構，因此使用本發明的溴化環氧樹脂製作成玻纖層合板後，玻纖層合板具有 低介電常數與低消耗係數等優異的電氣性質，特別適用於高速高頻訊號傳輸用。本發明的溴化環氧樹脂是經由以下步驟製備而成1)將一種分子結構對稱的酚類化合物(A)，例如2，6位置經甲烷基取代的酚 類化合物(2，6-xylenol，另稱2，6-dimethyl phenol)與醛類化合物，例如三聚甲醛 (Paraformaldehyde)或脂肪族雜環二烯化合物(B)例如二環戊二烯(Dicyclopentadiene， 簡稱DCPD)反應，合成出高對稱性或飽和脂肪族雜環結構的雙酚酚醛樹脂(C)。2)將雙酚酚醛樹脂(C)與環氧氯丙烷(Epichlorohydrin，簡稱ECH)進行環氧化 反應，形成酚醛環氧樹脂(D)。；3)酚-醛環氧樹脂⑶與含溴酚類化合物(E)例如四溴丙二酚 (Tetrabromobisphenol-A，簡稱TBBA)反應，製得本發明的溴化環氧樹脂(F)。其中酚醛環氧樹脂(D)合成以2，6位置經烷基取代單酚類化合物，如二甲基酚0，6-xylen0l)與醛類化合物 或環狀二烯化合物，在酸性觸媒(例如甲基磺酸、甲苯磺酸、三氟化硼、三氯化鋁)存在下 進行縮合反應而得的酚醛樹脂(C)。續將此酚醛樹脂(C)與環氧氯丙烷(ECH)在氫氧化鈉 (NaOH)存在下合成環氧樹脂，合成反應條件如同一般經環氧氯丙烷進行的環氧化工藝，所 合成的酚醛環氧樹脂(D)，平均官能基數=2。其中溴化環氧樹脂(F)合成反應物包含50 80重量％的酚-醛環氧樹脂(D)和20 40重量％含溴酚類化 合物(E)，將(D)與(E)進行反應即得新穎溴化環氧樹脂(F)。前述新穎溴化環氧樹脂(F) 的反應步驟為(1)在90 120°C間將反應物充分溶解；( 觸媒添加，觸媒種類以三級磷 鹽、四級磷鹽或咪唑(imidazole)類為主，觸媒添加量為相對含溴酚類化合物(E)重量的 0. 1 1重量C3)合成反應溫度為150 200°C，其中以160 180°C作為反應溫度最適 合，反應時間為120 180分鐘。酚-醛環氧樹脂(D)的結構如下
權利要求
1.一種具有高對稱或飽和脂肪族雜環溴化環氧樹脂的製法，包括下列步驟1)以一種2，6經烷基取代的對稱單酚類化合物(A)與醛類化合物或環狀二烯化合物 (B)，在酸性觸媒存在下反應形成對稱性結構或飽和環狀結構的雙酚酚醛化合物(C)；2)所形成的雙酚酚醛化合物(C)與環氧氯丙烷進行環氧化反應形成酚醛環氧樹脂 ⑶；及3)所形成的酚醛環氧樹脂(D)與含溴酚類化合物(E)反應形成新穎溴化環氧樹脂(F)。
2.如權利要求1所述的具高對稱或飽和脂肪族雜環溴化環氧樹脂，其結構為
3.如權利要求1所述的具高對稱或飽和脂肪族雜環溴化環氧樹脂，其中，具有340 540g/eq的環氧當量，1500 3500的重量平均分子量，及13 19%的溴含量。
4.如權利要求1所述的具高對稱或飽和脂肪族雜環溴化環氧樹脂，其中，2,6經烷基取 代的對稱單酚類化合物(A)為2，6_ 二甲基酚、2，6_ 二乙基酚或2，6_ 二丁基酚。
5.如權利要求1所述的具高對稱或飽和脂肪族雜環溴化環氧樹脂，其中，醛類化合物 為甲醛或苯甲醛或其混合物。
6.如權利要求1所述的具高對稱或飽和脂肪族雜環溴化環氧樹脂，其中，環狀二烯化 合物為二環戊二烯或2，5 二環庚二烯。
7.如權利要求1所述的具高對稱或飽和脂肪族雜環溴化環氧樹脂，其中，含溴酚類化 合物為四溴丙二酚。
8.一種用的於玻纖層合板的具高對稱或飽和脂肪族雜環溴化環氧樹脂清漆組合物，由1)20 98重量百分比的權利要求1至7中任一項的溴化環氧樹脂或其混合物；2)1 50重量百分比的固化劑；及3)固化促進劑，其使用量以樹脂總重量計為0.01 1樹脂重量百分比所組成。
全文摘要
本發明製備一種具有高對稱或飽和脂肪族雜環等低「分子偶極距」特性的溴化環氧樹脂，以該新穎樹脂與玻纖布製作成玻纖層合板時，可得到優良的電氣性質，其中介電常數、消耗係數特別低，特別適用於高速高頻訊號傳輸的應用上。此溴化環氧樹脂是經由以下步驟製備而成1)將一種2，6位置經烷基取代的酚類化合物A與醛類化合物或脂肪族雜環二烯化合物B反應，合成出高對稱性或飽和脂肪族雜環結構的雙酚化合物C；2)將C與環氧氯丙烷進行環氧化反應，形成醛類環氧樹脂D；3)環氧樹脂D與含溴酚類化合物E反應，製得本發明的溴化環氧樹脂F。
文檔編號C08G59/24GK102060977SQ200910222019
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月13日 優先權日2009年11月13日
發明者鄒明仁, 陳啟程, 陳志鴻 申請人:南亞塑膠工業股份有限公司