新型苯并噁嗪的合成及其在覆銅板基板中的應(yīng)用.pdf

1、本文首先根據(jù)印制電路板(PCB)行業(yè)無(wú)鉛化對(duì)基體樹(shù)脂提出的特殊要求，并結(jié)合苯并噁嗪具有優(yōu)異的耐熱阻燃性能、力學(xué)性能和電學(xué)性能的特點(diǎn)，圍繞著覆銅板對(duì)基體樹(shù)脂高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、高熱分解溫度(Td)這一研究主題，旨在提高苯并噁嗪的Tg、Td，滿(mǎn)足覆銅板熱壓成型工藝的要求的同時(shí)，所得到的樹(shù)脂有良好的綜合性能，從而合成幾種多環(huán)結(jié)構(gòu)的苯并噁嗪樹(shù)脂，并將熱壓制成層壓板． 在單體合成上，結(jié)合所學(xué)的高分子化學(xué)所學(xué)的知識(shí)，利用苯并噁嗪靈活的

2、分子設(shè)計(jì)性，根據(jù)適當(dāng)?shù)漠?dāng)量配比，采用了二羥基二苯基甲烷(BPF)、甲醛和二苯甲烷二胺(MDA)為原料，以甲苯、乙醇為溶劑，以苯酚為封端劑，首次合成出了線性結(jié)構(gòu)的多苯并思嗪BPF4-BOZ；通過(guò)改變?cè)系漠?dāng)量配比，來(lái)控制環(huán)的數(shù)量，得到了多苯并噁嗪BPF6-BOZ；通過(guò)改變結(jié)構(gòu)，選擇不同類(lèi)型的二元酚(雙酚A)，從而得到BPA-4BOZ。利用FTIR、<'1>H NMR等分析方法對(duì)合成的苯并噁嗪?jiǎn)误w結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。利用GPC方法對(duì)樹(shù)脂的分子量

3、和分子量的分布采用DSC、凝膠化時(shí)間測(cè)試等方法，對(duì)各種樹(shù)脂中間體的固化反應(yīng)進(jìn)行了研究。通過(guò)凝膠化時(shí)間測(cè)試，我們得到BPF4-BOZ和BPF6-BOZ的凝膠化反應(yīng)的活化能Ea非常接近，分別為88.3kJ/mol和87.3kJ/mol。DSC研究發(fā)現(xiàn)：BPF4-BOZ和BPF6-BOZ，只有一個(gè)固化反應(yīng)峰，BPF4-BOZ的初始固化溫度為222.8℃，固化反應(yīng)放熱峰的峰頂溫度為239℃，固化反應(yīng)焓為283.3J/g，Onset溫度高達(dá)196

4、.2℃，固化反應(yīng)放熱峰的峰頂溫度為218.9℃，固化反應(yīng)焓為275.4J/g。但是BPA4-BOZ在整個(gè)固化過(guò)程中出現(xiàn)了兩組放熱峰，第一個(gè)峰由于閉環(huán)率較低，未閉環(huán)的羥甲基之間以及羥甲基與酚羥基之間發(fā)生脫水縮和反應(yīng)而發(fā)生的放熱反應(yīng)峰，第二個(gè)峰出現(xiàn)在200℃--290℃范圍內(nèi)，為嗯嗪環(huán)開(kāi)環(huán)反應(yīng)，其起始反應(yīng)溫度為212.8℃，放熱峰值溫度為251.1℃，固化反應(yīng)焓為138.8J/g。由于其環(huán)化率較低，存在羥基，可催化BPA4-BOZ的固化開(kāi)環(huán)

5、，其固化反應(yīng)焓遠(yuǎn)小于BPF4-BOZ和BPF6-BOZ的固化反應(yīng)焓。 采用TGA等手段，對(duì)樹(shù)脂固化后產(chǎn)物的進(jìn)行了熱穩(wěn)定性的研究。BPF4-BOZ具有高的熱穩(wěn)定性，在高純氮?dú)庵械?％失重溫度為410.4℃，800℃時(shí)殘?zhí)繛?3.60％。BPF6-BOZ，在5％的失重溫度為301.1℃，800℃的殘?zhí)紴?8.8％。從其熱穩(wěn)定性來(lái)看，BPF6-BOZ具有一定的熱穩(wěn)定性。由于存在副產(chǎn)物二聚體和多聚體，其熱穩(wěn)定性不如BPF4-BOZ。BP

6、A4-BOZ固化后的產(chǎn)物，5％的失重溫度為348.2℃，800℃的殘?zhí)紴?2.6％，其穩(wěn)定性介于BPF4-BOZ和BPF6-BOZ兩者之間。 最后，對(duì)合成的樹(shù)脂進(jìn)行了溶解性能研究：由于具有苯并噁嗪結(jié)構(gòu)，三種多苯并噁嗪中間體的溶解性能較好，能溶于除乙醇外大部分極性溶劑中，及非極性溶劑甲苯中，具有良好的加工性。因此，以合成的樹(shù)脂為基體，甲苯/丙酮為混合溶劑，經(jīng)KH560處理的平紋玻璃布為增強(qiáng)材料，壓制玻璃布層壓板，并對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試

7、。結(jié)果表明：多環(huán)BOZ壓制的層壓板，由于具有更高的交聯(lián)密度，比其對(duì)應(yīng)的雙環(huán)結(jié)構(gòu)的BOZ壓制的層壓板的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高了50-70℃，但是它們的吸水率比雙環(huán)BOz稍大。此外還研究了阻燃性和耐錫焊性能，發(fā)現(xiàn)BPF-BOZ的甲撐鍵比BPA-BOZ的異丙撐鍵具有高好的柔性和高溫穩(wěn)定性，因此具有更好的阻燃性和耐錫焊性能。通過(guò)比較幾種樹(shù)脂的綜合性能發(fā)現(xiàn)：BPF4-BOZ阻燃性在未添加阻燃劑為UL94V-1，288℃錫浴中耐錫焊性能大于60s，玻璃