[发明专利]混杂填料填充的聚氨酯改性环氧树脂灌封材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新型高分子材料领域，本发明涉及一种环氧树脂灌封材料及其制备方法，特别是采用玻璃纤维粉(MG)与SiO₂或AIN混杂填料和聚氨酯改性的TDE-85环氧树脂制备环氧树脂灌封材料及其方法。

背景技术

环氧树脂灌封材料具有优良的力学性能、电绝缘性、耐热性、耐腐蚀性以及与各种材料良好的粘接性能等，因而被广泛地应用在电子产品的整体灌注密封上，对于提高电子器件的整体性、抗外来冲击性、内部元件间绝缘性、器件的轻量化等方面具有重要意义。目前国外半导体器件的80％～90％(日本几乎全部)由环氧树脂灌封，其发展形势十分看好。然而，随着现代工业的发展，环氧树脂灌封材料的使用条件越来越苛刻，如大量高技术条件下提出的-55℃～75℃，5次循环高低温冲击条件要求。目前国内外环氧树脂灌封材料大多采用的是双酚A型缩水甘油醚环氧树脂，添加大量硅微粉填料，此类材料的耐热等级为B级，耐低温开裂性能只有-20℃，抗温度冲击性很差。此外，目前普遍采用单一颗粒填料填充环氧树脂灌封材料，其往往存在综合性能不足，甚至存在一定的性能缺陷。采用两种或多种填料混杂不仅可以发挥填料各自的优点，而且通过填料的混杂效应取长补短，可有效弥补单一填料填充的环氧树脂灌封材料的在某些方面的性能不足，因而寻求新型的混杂填料具有重要的意义。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种混杂填料填充的聚氨酯改性环氧树脂灌封材料，该灌封材料具有高拉伸强度(≥55MPa)，高抗温度冲击性(-55～75℃，5次循环高低温冲击)，抗低温开裂性(-55℃)，高绝缘性(体积电阻≥10¹⁴Ω·cm)以及良好的工艺操作性。

本发明的另一个目的是提供该环氧树脂灌封材料的制备方法，该制备方法具有良好工艺操作性并有利于降低材料的成本。

本发明的再一个目的是提供一种混杂填料，其通过填料的混杂效应弥补单一颗粒填料填充的环氧树脂灌封材料的性能不足，提高环氧树脂灌封材料的力学性能和电性能。

本发明的再一个目的是提供一种聚氨酯，该聚氨酯通过增韧改性环氧树脂，提高环氧树脂灌封材料的力学性能和抗温度冲击性。

本发明的还一个目的是提供该聚氨酯的制备方法。

本发明的目的是通过下述方式实现的：

本发明提供的混杂填料填充的聚氨酯改性环氧树脂灌封材料，采用聚氨酯对环氧树脂改性，甲基四氢邻苯二甲酸酐为固化剂，活性硅微粉、氮化铝两个中一种与玻璃纤维粉混杂为填料，按重量份量数计，由以下组份反应而成：

环氧树脂                          35份

聚氨酯                            10～20份

填料                              80～120份

甲基四氢邻苯二甲酸酐              40～60份

2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚      0.1～0.2份；

所述的聚氨酯是采用聚醚二元醇和2，4-甲苯二异氰酸酯进行反应，按重量份数计，由以下组份反应而成：

聚醚二元醇                        100份

2，4-甲苯二异氰酸酯               30～40份

1，4-丁二醇                       3～4份

三羟甲基丙烷                      1～2份

该混杂填料填充的聚氨酯改性环氧树脂灌封材料的制备方法，包括如下步骤：将填料、甲基四氢邻苯二甲酸酐、TDE-85环氧树脂与2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚混合，再加入聚氨酯，得到的混合物倒入真空环氧自动灌注机内升温搅拌，真空脱泡后，在真空条件下将灌封材料灌注到预先涂有脱模剂的模具中，升温固化(120℃/2h，140℃/2h，160℃/2h)，随炉冷却后打开模具，得到环氧树脂灌封材料；所述聚氨酯的制备包括如下步骤：聚醚二元醇加热至110℃-130℃回流脱水，降温至40-55℃加入2，4-甲苯二异氰酸酯，缓慢升温至60-75℃，反应完毕后冷却，加入1，4-丁二醇及三羟甲基丙烷，得到端异氰酸酯基的聚氨酯。

所述各组分的质量分数最佳为：环氧树脂35份、聚氨酯15份、填料100份、甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA)50份、2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)35份；所述聚氨酯制备的最佳反应温度为：聚醚二元醇加热至120℃回流脱水，降温至50℃加入2，4-甲苯二异氰酸酯，缓慢升温至70℃。