本發明涉及環氧樹脂覆銅板,具體為一種高強度環氧樹脂覆銅板及其制備方法。
背景技術:
1、環氧樹脂的綜合性能優良,具有良好的耐腐蝕性能,粘接性能,電氣性能等,在層壓材料,膠粘劑,電子封裝材料及涂料等多個領域。環氧樹脂的傳統制備方法在各個行業不能滿足其發展要求,為提高環氧樹脂的綜合性能,迫切需要將環氧樹脂進行改性研究。
2、現有技術中通常對環氧樹脂進行改性或是添加無機材料等方法來提高環氧樹脂的力學性能,將其覆銅板上可以提高銅板的耐熱性能、力學性能及使用壽命。但是無機材料與環氧樹脂存在相容性問題,并且提高環氧樹脂的力學性能有限,從而其覆銅板的力學性能效果下降。
3、綜上,制備一種高強度環氧樹脂覆銅板及其制備方法具有重要意義。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種高強度環氧樹脂覆銅板及其制備方法,以解決上述背景技術中提出的問題。
2、一種高強度環氧樹脂覆銅板及制備方法,包括以下步驟:
3、步驟一:(1)將賴氨酸溶于去離子水中,一次調節ph,在冰水浴條件下,滴加kh-560硅烷偶聯劑,攪拌30~40分鐘,置于50~70℃油浴中攪拌反應4~6小時,在冰水浴條件下滴加與上一步等量的kh-560硅烷偶聯劑,再次置于50~70℃油浴中反應2~4小時,二次調節ph,得到賴氨酸偶聯劑;(2)調節賴氨酸偶聯劑的ph,加入到去離子水中,攪拌20~40分鐘,加入納米二氧化硅,在80~100℃油浴中攪拌反應2~4小時,冷卻至室溫,離心洗滌,干燥得到改性納米二氧化硅。
4、步驟二:將氧化石墨烯加入到去離子水中,70~90w功率下超聲分散1~3小時,得到氧化石墨烯的分散溶液,將kh-560硅烷偶聯劑完全溶解在無水乙醇后,加入到氧化石墨烯的分散溶液中,繼續超聲10~20分鐘,調節ph,置于40~60℃下反應30~40分鐘,溫度升高至60~80℃繼續反應2~3小時,冷卻至室溫,離心洗滌,干燥得到改性氧化石墨烯粉末。
5、步驟三:(1)二甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷,γ-巰基丙基三乙氧基硅烷,二苯基二甲氧基硅烷均勻混合得到混合物,再與1,4-環氧六環按一定比例攪拌混合30~50分鐘,再加入二丁基二月桂酸錫和去離子水,置于70~90℃油浴中攪拌反應5~7小時,冷卻至室溫,旋蒸去除溶劑,得到有機硅樹脂;(2)將有機硅樹脂與環氧樹脂混合攪拌,在真空條件下超聲除氣30~40分鐘,得到改性環氧樹脂。
6、步驟四:改性環氧樹脂,改性納米二氧化硅,改性氧化石墨烯粉末,聚醚胺,二甲基咪唑,甲苯,均勻混合,制得環氧樹脂組合物。
7、步驟五:將環氧樹脂組合物均勻涂抹于玻璃纖維布上,控制環氧樹脂組合物的浸膠量,進行夾軸擠壓,在160~180℃烘箱中烘烤2~3分鐘,取出冷卻,得到半固化片;將4~6層半固化片疊合后兩面覆以銅箔,置于真空層壓機中加溫、加壓制得覆銅板。
8、進一步的,步驟一(1)中所述的賴氨酸與kh-560硅烷偶聯劑的比例為(1~1.2)g:0.7ml,賴氨酸的濃度為0.05g/ml~0.1g/ml,一次調節ph至10~12,二次調節ph至5~7。
9、進一步的,步驟一(2)中所述的賴氨酸偶聯劑ph調節至2~4,賴氨酸偶聯劑與去離子水的比例為1ml:(2~4)ml,賴氨酸偶聯劑與納米二氧化硅的比例為(3~3.5)ml:25mg。
10、進一步的,步驟二中所述的kh-560硅烷偶聯劑與氧化石墨烯的質量比為1:(0.1~0.2),ph調節至4~6。
11、進一步的,步驟三(1)中所述的二甲基二乙氧基硅烷,3-氨丙基三甲氧基硅烷,γ-巰基丙基三乙氧基硅烷,二苯基二甲氧基硅烷的質量比為4:(1~3):3:6;混合物與1,4-環氧六環溶液的比例為1g:1ml,二丁基二月桂酸錫添加量為混合物的2~4wt%,去離子水和混合物的比例為1ml:6g。
12、進一步的,步驟三(2)中所述的改性有機硅樹脂的原料包括以下組分:按重量份數計,30~40份有機硅樹脂,80~100份環氧樹脂;超聲頻率為1.3~1.6khz,真空度為1×10-2~2×10-2pa。
13、進一步的,步驟四中所述的環氧樹脂組合物的原料組分:按重量份數計,80~100份改性環氧樹脂,10~20份改性納米二氧化硅,10~20份改性氧化石墨烯粉末,1~3份聚醚胺,0.1~0.2份二甲基咪唑,60~80份甲苯。
14、進一步的,步驟五中所述的環氧樹脂組合物的浸膠量為10wt%~15wt%,真空層壓機的真空度為60~150bar,壓合溫度為60~220℃,壓合時間為2~4小時。
15、與現有技術相比,本發明所達到的有益效果是:
16、本申請中高性能環氧樹脂包括:改性環氧樹脂,改性氧化石墨烯粉末,改性納米二氧化硅,聚醚胺(固化劑),二甲基咪唑(固化促進劑)。
17、(1)片狀結構的氧化石墨烯與環氧樹脂之間的較大的界面面積,可以提高環氧樹脂的彎曲強度,但是氧化石墨烯片層間的強烈分子間作用力較強,導致其在環氧樹脂中難以均勻分散,從而會降低環氧樹脂的沖擊強度。硅烷偶聯劑對氧化石墨烯進行改性后,氧化石墨烯層間距增大,并且提高了氧化石墨烯的分散均勻性,可以改善環氧樹脂的沖擊強度。
18、(2)圓形結構的納米二氧化硅在環氧樹脂中的分散效果較差,增強作用較低,并且對彎曲強度具有較小的影響。適量的納米二氧化硅能夠吸收和分散沖擊能量,從而提高環氧樹脂的沖擊強度。若納米二氧化硅過多則會導致其在環氧樹脂中團聚嚴重,從而降低環氧樹脂的力學性能。對納米二氧化硅表面進行改性,不僅可以提高其在環氧樹脂中的分散性,還可以增強其與環氧樹脂的界面效應,從而提高環氧樹脂的沖擊強度。
19、改性氧化石墨烯和改性納米二氧化硅之間產生協同作用,提高環氧樹脂的沖擊強度和彎曲強度。
20、(3)以二苯基二甲氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷,3-氨丙基三甲氧基硅烷,γ-巰基丙基三乙氧基硅烷為單體,二丁基二月桂酸錫為催化劑,通過水解、縮聚反應得到具有氨基基團有機硅樹脂。
21、以有機硅樹脂作為改性劑加入到環氧樹脂中,有機硅樹脂與環氧樹脂形成的界面可以增加界面層的粘接強度。有機硅樹脂中的官能團可以與環氧樹脂中的官能團發生化學反應,形成交聯結構,增強了材料的力學性能和化學穩定性。
22、改性環氧樹脂,改性石墨烯,改性納米二氧化硅,聚醚胺(固化劑),二甲基咪唑(固化促進劑)均勻混合,均勻交聯,從而增強了覆銅板的強度,韌性以及耐腐蝕性。
1.一種高強度環氧樹脂覆銅板的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述一種高強度環氧樹脂覆銅板的制備方法,其特征在于:s3中環氧樹脂組合物的原料組分:按重量份數計,80~100份改性環氧樹脂,10~20份改性納米二氧化硅,10~20份改性氧化石墨烯粉末,1~3份聚醚胺,0.1~0.2份2-甲基咪唑,60~80份甲苯。
3.根據權利要求1所述一種高強度環氧樹脂覆銅板的制備方法,其特征在于:s2中kh-560硅烷偶聯劑與氧化石墨烯的質量比為1:(0.1~0.2)。
4.根據權利要求1所述一種高強度環氧樹脂覆銅板的制備方法,其特征在于:所述賴氨酸偶聯劑的制備方法為:(1)將賴氨酸溶于去離子水中,一次調節ph,在冰水浴條件下,滴加kh-560硅烷偶聯劑,攪拌30~40分鐘,置于50~70℃油浴中攪拌反應4~6小時,在冰水浴條件下滴加與上一步等量的kh-560硅烷偶聯劑,再次置于50~70℃油浴中反應2~4小時,二次調節ph,得到賴氨酸偶聯劑。
5.根據權利要求4所述一種高強度環氧樹脂覆銅板的制備方法,其特征在于:賴氨酸與kh-560硅烷偶聯劑的比例為(1~1.2)g:0.7ml,賴氨酸的濃度為0.05g/ml~0.1g/ml,一次調節ph至10~12,二次調節ph至5~7;賴氨酸偶聯劑ph調節至2~4,賴氨酸偶聯劑與去離子水的比例為1ml:(2~4)ml,賴氨酸偶聯劑與納米二氧化硅的比例為(3~3.5)ml:25mg。
6.根據權利要求1所述一種高強度環氧樹脂覆銅板的制備方法,其特征在于:所述改性環氧樹脂的制備方法為:將二甲基二乙氧基硅烷,3-氨丙基三甲氧基硅烷,γ-巰基丙基三乙氧基硅烷,二苯基二甲氧基硅烷均勻混合得到混合物,再與1,4-環氧六環按一定比例攪拌混合30~50分鐘,再加入二丁基二月桂酸錫和去離子水,置于70~90℃油浴中攪拌反應5~7小時,冷卻至室溫,旋蒸去除溶劑,得到有機硅樹脂;將有機硅樹脂與環氧樹脂混合攪拌,在真空條件下超聲除氣30~40分鐘,得到改性環氧樹脂。
7.根據權利要求6所述一種高強度環氧樹脂覆銅板的制備方法,其特征在于:二甲基二乙氧基硅烷,3-氨丙基三甲氧基硅烷,γ-巰基丙基三乙氧基硅烷,二苯基二甲氧基硅烷的質量比為4:(1~3):3:6;混合物與1,4-環氧六環溶液的比例為1g:1ml,二丁基二月桂酸錫添加量為混合物的2~4wt%,去離子水和混合物的比例為1ml:6g。
8.根據權利要求6所述一種高強度環氧樹脂覆銅板的制備方法,其特征在于:改性有機硅樹脂的原料包括以下組分:按重量份數計,30~40份有機硅樹脂,80~100份環氧樹脂。
9.根據權利要求1所述一種高強度環氧樹脂覆銅板的制備方法,其特征在于:s4中環氧樹脂組合物的浸膠量為10wt%~15wt%,真空層壓機的真空度為60~150bar,壓合溫度為60~220℃,壓合時間為2~4小時。
10.根據權利要求1~9任一項所述的一種高強度環氧樹脂覆銅板的制備方法制備得到的覆銅板。