[发明专利]一种环保耐热型的电子酚醛树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种环保耐热型的电子酚醛树脂制备方法，该树脂可以当作环氧塑封料的固化剂用于电子封装领域，也可以用于覆铜板领域。本发明的酚醛树脂制备方法过程中添加了气相白炭黑，大幅提高了酚醛树脂的耐热性，优异的粘结性能和机械性能，可为高端电子器件提供优良的耐热性和稳定的机械性能，可以应用在新一代的无铅无卤电子封装工艺，是一种绿色环保型酚醛树脂。

技术领域

本发明属于有机化学技术领域，具体涉及一种环保耐热型的电子酚醛树脂的制备方法。

背景技术

电子封装材料是为电子产品承载电气元器件及其互相连线、提供机械支撑、密封环境保护、信号传递、散热和屏蔽等重大责任。让电子产品可靠耐用，提高使用寿命。由于环氧塑料封凭借低应力、低杂质含量、高粘接强度等优点，目前占领了大部分市场份额。在实际应用中，环氧塑封料中环氧树脂与本项目产品(电子级酚醛树脂)交联固化后，将电子元器件包埋在其中，制得塑料封装的封装体，酚醛树脂在电子塑封料中占15-25％的使用量。

2003年2月欧盟正式公布“关于报废电子电气设备”及“关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质”的两份法令，推动了覆铜板向无铅无卤方向发展，为本项目产品又提供了一次难得的市场机遇，因为到目前为止，只有应用本项目产品作为环氧树脂的固化剂，才能大幅度提高覆铜板的耐热性能，实现后期无铅焊接。

目前，市场上应用的环氧模塑料中的酚醛树脂固化剂基本都是国外公司的产品，国产的产品主要有害离子钠、氯含量均大于3ppm，使模塑料吸水率显著上升、体积电阻明显下降。

电子级酚醛树脂的生产厂家主要以日本DIC株式会社、日本住友电木株式会社、美国瀚森化工公司、日本明和化成株式会社、韓国KOLON集团为主，国内仅少量厂家可以生产电子级酚醛树脂，但无法生产高品质的电子级酚醛树脂。虽然很多文献和专利报告过酚醛树脂产品，但是产品质量较差，杂质离子浓度很高，因此达不到电子级酚醛树脂的标准。高端电子级酚醛树脂的生产技术主要由国外厂家掌握，处于垄断地位。为解决上述技术问题,本发明由此而来。

发明内容

为了提升酚醛树脂的热稳定性和机械稳定性，降低产品的杂质离子含量、电导率。本发明提出了电子酚醛树脂新的配方和生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供一种环保耐热型的电子酚醛树脂的制备方法技术方案，其包括如下步骤：

(1)将苯酚加入反应釜中搅拌，通入氮气，然后加入有机酸催化剂，反应液中加入气相白炭黑，将反应器加热至60～90℃预热0～20分钟；

(2)使用浓度为35～45％的甲醛溶液，在氮气保护下缓慢滴加到苯酚中，苯酚与甲醛的摩尔比为1.1～1.3之间，反应温度控制在80～100℃；

(3)升高反应温度至120～160℃，用间歇式对反应釜抽真空的方式移除反应热，防止反应釜中温度剧烈升高；

(4)使用减压蒸馏的方式除去反应液中的水份和酸性催化剂终止反应，随后使用高温蒸汽吹扫酚醛树脂带出反应液中的苯酚，水蒸气温度为130～170℃；

(5)在反应釜中无水分可以蒸发出来的时候，趁热出料；该过程需要氮气保护，防止树脂在高温下被氧化变色。

优选地，所述有机酸催化剂选自甲酸、草酸、乙酸、苯磺酸、对甲苯磺酸。

反应体系中，甲醛与苯酚的摩尔比为1.1～1.3之间。催化剂添加量为总质量的5％～10％，气相白炭黑添加量为总质量的1％～5％。

优选地，步骤(1)中所用的气相白炭黑粒径为10nm以内，优选为1nm～10nm，包括疏水性气相白炭黑和亲水性白炭黑两种。反应液中加入了气相白炭黑，可以对酚醛树脂的机械性能进行补强，耐热性也大幅度提升。气相白炭黑较小的粒径可以确保白炭黑在酚醛树脂中的分散性，保证产品质量，同时可以通过疏水或者亲水型白炭黑，来控制酚醛树脂的吸水率。