[发明专利]一种球形硅粉为填充料的环氧树脂组合物及制法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂组合物，更详细地说，涉及一种球形硅粉为 填充料的环氧树脂组合物。

本发明还涉及上述环氧树脂组合物的制备方法。

本发明还涉及上述环氧树脂组合物的应用。

背景技术

环氧树脂组合物中因填充料用量占组合物总量的84～90％，所以填充 料的性能对组合物性能起着重要的作用，特别是球形二氧化硅粉的粒径大 小与粒度分布。公知技术中使用的球形硅粉是采用天然石英粉为原料经熔 融喷射法制备的，中位粒径是5～40μm。但是如果只用该种球形硅粉做填 充料时，环氧树脂组合物的螺旋流动长度短，加工成型时溢料严重。为此， 曾有JP2000-109649、JP2007-204510、CN1288914相继提出环氧组合物中 加入中位粒径为0.5～1.0μm的细小硅粉。其使用量为填充料总量的10～30％ 左右，这可使环氧树脂组合物的流动性变好，溢料减少。其原因解释为球 形硅粉大粒子之间的空隙被小粒子所填充，根据紧密堆积原理可以实现填 料的高填充，从而使环氧组合物的流动性能提高。

由于采用的小粒径球形硅粉是由日本丰田通商株式会社生产的产品 SO-C2、SO-C3即中位粒径是0.5～1.0μm的硅粉。其问题是该种球形硅粉 不能采用天然二氧化硅粉为原料生产，而是以金属硅粉为原料采用高温合 成法把金属硅粉蒸发氧化冷却成球形二氧化硅粉。由于金属硅粉资源短 缺，制备工艺特殊等原因，使得该种方法制得的中位粒径是0.5～1.0μm的 球形二氧化硅粉价格昂贵，从而使其广泛应用受到限制。

CN1288914中提到的中位粒径小于2μm的硅粉，是用水玻璃为原料 采用溶液法制备的。由于其粒度较小，给分离和纯化带来很大的难度。从 而导致产品成品率低，价格也较昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种球形硅粉为填充料的环氧树脂组合物。

本发明的又一目的是提供上述环氧树脂组合物的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的球形硅粉为填充料的环氧树脂组合 物，其组成和重量份如下：

环氧树脂                  100

酚醛树脂                  80-100

球形硅粉(球形二氧化硅粉)  1200-2000

Mg(OH)₂阻燃剂             10-50

促进剂DBU                 1-5

巴西棕榈蜡                1-5

碳黑                      1-5

偶联剂                    3-10

球形硅粉的体积分数与粒径大小分布为：

球形硅粉体积分数％球形硅粉粒径μm

10             1.0～2.0

25             2.0～5.0

50             5.0～20.0

75             20.0～40.0

90             40.0～60.0。

其中，球形硅粉填充料的填充率为84～90％。

本发明的制备方法是按上述重量份比例，将环氧树脂、酚醛树脂、球 形二氧化硅粉、Mg(OH)₂阻燃剂、促进剂DBU、巴西棕榈蜡、碳黑、偶联 剂放入双辊炼塑机中于80～90℃下混炼，冷却粉碎后制成。

本发明的环氧树脂可以采用：邻甲酚醛型环氧树脂、双酚A-型环氧树 脂、双酚F-型环氧树脂、联苯型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、脂环 族环氧树脂和杂环型环氧树脂中的一种或几种；优选的是联苯型环氧树 脂、双环戊二烯型环氧树脂和杂环型环氧树脂中的一种或几种。

本发明酚醛树脂可以采用：线形酚醛树脂和它的衍生物、或芳烷基线 形酚醛树脂和它的衍生物、或单羟基或二羟基萘酚醛树脂及其衍生物、或 芳烷基的苯酚或萘酚的缩合物，或双环戊二烯与苯酚的共聚物。

本发明采用的环氧树脂和酚醛树脂在120℃下提取水的氯离子、钠离 子含量小于10ppm，优选小于1ppm。