[发明专利]包含混合催化剂体系的可固化环氧树脂组合物以及由其制得的层压材料

说明书

技术领域

本发明涉及包含某一催化剂体系的热固性环氧树脂组合物、利用这些组合物的方法以及由这些组合物制得的制品。更具体而言，本发明涉及包含混合催化剂体系的环氧树脂组合物，该混合催化剂体系包括(i)含氮催化剂，和(ii)含磷催化剂。由本发明所述的树脂组合物制得的制品表现出增强的热性能和其他良好平衡的性能。本发明的树脂组合物可用于任何目的，但特别适用于层压材料的制造，更具体而言，适用于印刷电路板的电层压材料的制造。由本发明组合物制得的电层压材料具有优异的热稳定性和极好的性能的平衡。

背景技术

在很多应用中需要由具有改进耐高温性树脂组合物制得的制品。特别地，在印刷电路板(PCB)的应用中，由于工业趋势，包括较高的电路密度、增加的板厚度、无铅焊剂和较高温度的使用环境，需要这些具有改进耐高温性的制品。

诸如层压材料，特别是结构性和电覆铜层压材料之类的制品，通常采用在高温和高压下，压制多层部分固化的预浸料和任选的铜片来进行制造。通常采用将可固化热固性环氧树脂组合物浸渍到如玻璃纤维毡的多孔底物中，接着在高温下处理以促进毡中的环氧树脂部分固化至“B-阶段”来制造预浸料。制备层压材料时，当在高压和高温下并经过足以完全固化树脂的时间对预浸料层进行压制时，浸渍在玻璃纤维毡中的环氧树脂的完全固化通常在层压步骤中发生。

虽然已知环氧树脂组合物对于制造预浸料和层压材料赋予了增强的热性能，但是这样的环氧树脂组合物对于复杂的印刷电路板电路和较高的制造和使用温度通常更难于加工，配制更昂贵，并且可能具有较差的性能。

根据以上内容，本领域中需要用于制备具有改进热性能的制品的环氧树脂组合物，并需要制备这些制品的方法。本领域中也需要用于获得增强的热性能的廉价树脂组合物和具有增强热性能的制品，特别是预浸料和层压材料。

特别地，还需要用作PCB基板的较高耐热性的层压材料以满足无铅焊接温度和较高的使用热暴露需要。通常用在印刷电路板中的标准FR-4层压材料是由用双氰胺固化的溴化环氧树脂制成。这些标准的FR-4层压材料热稳定性低，即降解温度(Td)低和在288℃下的分层时间(T288)短。

当在清漆制剂中采用酚类或酐类硬化剂代替双氰胺用于制备层压材料时，可以获得改进的热稳定性。但是，这样的清漆加工窗口窄。由该清漆所得层压材料通常具有较低的玻璃化转变温度(Tg)，以及较低的对铜箔的粘合。所述层压材料也是更脆的。

还已知高分子量羧酸酐可用作固化剂。由于预浸料粉末熔体粘度高，使用高分子量羧酸酐作为固化剂将导致差的预浸料外观。预浸料通常更脆，当切割和修剪该预浸料时将导致粉尘的形成。粉尘的形成在现有技术中称作“蘑菇效应”。

在现有技术中典型的是，环氧树脂或由其制得的层压材料的一种性能的改进通常是在损害了另一性能的情况下得以实现，并不是所有的性能能够同时得以改进。一些公知的方法使用昂贵的特种树脂和硬化剂试图获得良好的平衡性能。

例如，非溴化环氧树脂的使用能够使得层压材料具有高的热稳定性。但是，由于与标准FR-4层压材料树脂相比，非溴化阻燃环氧树脂价格较高，因而其使用受到了限制。并且，使用非溴化环氧树脂导致所得层压材料的性能平衡差。例如，由非溴化环氧树脂制得的层压材料可以表现出较低的Tg、较高的脆性以及较高的对水分的敏感性。

尽管对于制备电层压材料的组合物和方法进行了改进，但已知的现有技术参考文献没有一篇公开了可用于制备层压材料的树脂组合物，该层压材料具有层压材料性能与热稳定性，例如高Tg、良好韧性和对铜箔的良好粘合性之间的良好平衡。

需要提供一种具有极好性能平衡良好的可固化环氧树脂组合物，用作制备层压材料的材料，使得层压材料具有极好的层压材料性能的良好平衡。还需要得到一种具有高热稳定性的层压材料，其具有高Tg、良好的韧性和良好的对铜箔的粘合，且无需使用昂贵的特种树脂或硬化剂。

发明内容