[发明专利]含烷氧基甲硅烷基的异氰脲酸酯环氧化合物、它的制备方法、包括它的组合物、组合物的固化产物和组合物的应用

说明书

技术领域

本发明涉及具有烷氧基甲硅烷基的异氰脲酸酯环氧化合物(下文称为“烷氧基甲硅烷基化异氰脲酸酯环氧化合物”)，其具有良好耐热性的复合材料和/或具有良好阻燃性的固化产物，制备所述异氰脲酸酯环氧化合物的方法，包括所述异氰脲酸酯环氧化合物的组合物，所述组合物形成的固化产物，和所述组合物的应用。具体来说，本发明涉及烷氧基甲硅烷基化异氰脲酸酯环氧化合物，其具有良好的耐热性、特别是具有低热膨胀系数(CTE)和高玻璃化转变温度增加效果(包括无转变温度(无T_g的)化合物，即没有玻璃化转变温度)的复合材料和/或具有良好的阻燃性且不需要独立的偶联剂的固化产物，制备所述烷氧基甲硅烷基化异氰脲酸酯环氧化合物的方法，包括所述烷氧基甲硅烷基化异氰脲酸酯环氧化合物的组合物，含所述组合物的固化产物，和所述组合物的应用。

背景技术

聚合物材料特别是固化环氧树脂化合物的热膨胀系数(CTE)是非常高的，为约50-80ppm/℃，是无机材料如陶瓷材料或金属的CTE几十倍的水平(例如，硅的CTE是3-5ppm/℃，铜的CTE是17ppm/℃)。因此，在半导体如显示器等中，当聚合物材料与无机材料或金属一起使用时，因为聚合物材料和无机材料或金属的CTE不同，聚合物材料的性能和加工会受到显著的限制。此外，在同时使用硅片和聚合物基材的半导体封装中，或者在把无机屏蔽层涂覆到聚合物上以赋予阻气性的涂覆工艺中，因为在加工和/或服务温度改变时组成材料之间巨大的CTE不匹配，可产生产品缺陷如在无机层中形成裂纹、基材翘曲、涂覆层剥落、基材失效等。

因为聚合物材料的大CTE和导致的聚合物材料的尺寸变化，可能限制如下一代半导体基材、印刷电路板(PCB)、封装、有机薄膜晶体结构(OTFT)和柔性显示器基材等技术的发展。具体来说，因为聚合物材料具有比金属/陶瓷材料高得多的CTE，目前半导体和PCB领域在设计要求高度集成、小型化、柔性化、高性能等的下一代零件时以及在确保零件的加工性和可靠性时，面临挑战。换句话说，因为聚合物材料在加工温度下的高热膨胀性质，当制造零件时可能产生缺陷，可能限制加工性，以及零件的设计和确保零件的加工性和可靠性可能成为关心的目标。因此，为了确保电子零部件的加工性和可靠性，必须改善聚合物材料的热膨胀性质和尺寸稳定性。

一般地，为了改善聚合物材料如环氧化合物的热膨胀性质-即获得低的CTE，已使用了下述方法：(1)用无机颗粒(无机填料)和/或纤维制备环氧化合物的复合材料，或者(2)设计具有降低的CTE的新颖环氧化合物。

当形成环氧化合物和作为填料的无机颗粒的复合材料来改善热膨胀性质时，需要大量尺寸在几十纳米到几十微米的二氧化硅填料颗粒来获得CTE降低效果。但是，因为存在大量无机颗粒，零部件的加工性和物理性质可能降低。即，大量无机颗粒的存在可降低流动性，且在填充窄空间时可能产生空穴。此外，因为添加了无机颗粒，材料的粘度可呈指数增长。此外，因为半导体结构的小型化，无机颗粒的尺寸趋于减小。当使用粒径小于或等于1微米的填料时，流动性(粘度降低)的降低可更加严重。当使用具有大平均粒径的无机颗粒时，包括树脂和无机颗粒的组合物中填充不足的频率可能增加。虽然当组合物包括有机树脂和用作填料的纤维时，可大大降低CTE，但这种CTE与二氧化硅芯片等的CTE相比，可能仍然较高。

如上所述，因为用于环氧化合物的复合材料技术的限制，为下一代半导体基材、PCB等制造高度集成和高性能的电子零部件可能受到限制。因此，需要开发具有改善的耐热性-即低CTE和高玻璃化转变温度-的聚合物复合材料，从而克服普通热固性聚合物复合材料因高CTE而缺乏耐热性和加工性的挑战。

发明内容

技术问题

本发明的一实施方式提供了一种烷氧基甲硅烷基化异氰脲酸酯环氧化合物，所述烷氧基甲硅烷基化异氰脲酸酯环氧化合物的复合材料具有良好的耐热性，特别是具有低CTE和高玻璃化转变温度性质；和/或所述烷氧基甲硅烷基化异氰脲酸酯环氧化合物的固化产物具有良好的阻燃性。

本发明的另一实施方式提供了一种制备烷氧基甲硅烷基化异氰脲酸酯环氧化合物的方法，所述烷氧基甲硅烷基化异氰脲酸酯环氧化合物的复合材料具有良好的耐热性，特别是具有低CTE和高玻璃化转变温度性质；和/或所述烷氧基甲硅烷基化异氰脲酸酯环氧化合物的固化产物具有良好的阻燃性。