环氧树脂混合物的制作方法
【专利摘要】本发明的具体实施例公开烧结滑石粉。该烧结滑石粉包含：具有第一强度的从约29°至约30°的第一X-射线衍射尖峰，以及具有第二强度的从约25°至约27°的第二X-射线衍射尖峰，其中该第一强度大于该第二强度。
【专利说明】环氧树脂混合物
[0001]本申请是中国专利申请号201110248144.5(申请日:2011年8月24日；发明名称:环氧树脂混合物)的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种环氧树脂混合物。
【背景技术】
[0003]环氧树脂混合物具有许多应用。例如，环氧树脂混合物可涂布在纤维材料上形成预浸物(prepreg)，以制备印刷电路板的覆铜层压板(copper clad laminate)。此种环氧树脂混合物可包括环氧化合物、交联剂、触媒及填料。该填料可包括滑石粉。在高温烧结的滑石粉典型地产生一种产物，其硬度使得预浸物/覆铜层压板的后续加工变得困难。然而，未烧结的滑石粉可能包括杂质，其使得预浸物/覆铜层压板的性质不稳定。因此需要一种制备具有适当硬度的烧结滑石粉的改良方法，该硬度使滑石粉适用于包含在供制备电路板的环氧树脂中。
【发明内容】
[0004]本发明的具体实施例记载一种烧结滑石粉。该烧结滑石粉包括具有第一强度的从约29°至约30°的第一 X-射线衍射尖峰，及具有第二强度的从约25°至约27°的第二X-射线衍射尖峰，其中该第一强度大于该第二强度。
[0005]本发明的具体实施例记载一种制备滑石粉的方法。该方法包括将滑石粉预热；在预热之后将该滑石粉烧结；及烧结之后将该滑石粉退火(annealing)。
[0006]上述
【发明内容】
只用于说明，而非意图加以任何限定。除了上述示例实施方式、具体实施例及特征之外，更多实施方式、具体实施例及特征在参考附图及下列详细说明之后将可明白。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为滑石粉的X-射线粉末衍射图，该滑石粉是根据本文说明的方法在约摄氏1，050度的温度烧结。
[0008]图2为滑石粉的X-射线粉末衍射图，该滑石粉是根据本文说明的方法在约摄氏1，100度的温度烧结。
[0009]图3为滑石粉的X-射线粉末衍射图，该滑石粉是根据传统方法在约摄氏1，100度的温度烧结。
[0010]图4为滑石粉的X-射线粉末衍射图，该滑石粉是根据传统方法在约摄氏1，200度的温度烧结。
[0011]主要元件标记说明:
[0012]IA第一 X-射线衍射尖峰
[0013]IB第二 X-射线衍射尖峰
[0014]IC第三X-射线衍射尖峰
[0015]2A第一 X-射线衍射尖峰
[0016]2B第二 X-射线衍射尖峰
[0017]2C第三X-射线衍射尖峰
[0018]3A第一 X-射线衍射尖峰
[0019]3B第二 X-射线衍射尖峰
[0020]3C第三X-射线衍射尖峰[0021 ]4A第一 X-射线衍射尖峰
[0022]4B第二 X-射线衍射尖峰
[0023]4C第三X-射线衍射尖峰
【具体实施方式】
[0024]在下列详细说明中，请参考随附的附图，其也为本文的一部分。在这些附图中，除非文中另有说明，相似符号通常表示相似组件。详细说明中所记载的示例说明性具体实施例、附图及权利要求书，并非用以限定本发明。在不偏离本文所提出的请求主题的精神或范围下，可采用其它具体实施例，也可进行其它改变。需充分了解本文所公开的实施方式，如本文的总体描述及附图中所示例说明者，可被排列、取代、组合、及设计成各种不同的组合configurat1n)，而所有这些显然涵盖于本发明之中且构成本揭示内容的一部分。
[0025]在本公开内容中，术语“预浸物”通常意指在成型操作之前包括某一数量树脂或以某一数量树脂含浸的材料。术语“覆铜层压板”通常意指包括铜(例如铜片或铜箔)及预浸物的层压板。术语“滑石”通常意指一种水合硅酸镁的矿物化合物，通常具有化学式3MgO、4Si02、H20。松散形式的滑石为被广泛使用的物质，其被称为滑石粉。术语“退火(annealing或annealed) ”通常意指包括将物质加热至适当温度以提供能量使原子在物质中扩散，继而将该物质以相对低的速率冷却至室温，以改变该物质性质的过程。
[0026]本公开内容尤其，针对环氧树脂混合物，其包括滑石粉，及环氧树脂混合物的相关应用。
[0027]在一些具体实施例中，本文所说明的环氧树脂混合物包括环氧化合物、交联剂、触媒及填料。环氧化合物广义上是指包括被称为环氧(epoxy)、环氧化物(epoxide)、环氧乙烧(oxirane)、环乙氧(ethoxyline)基等之三元环的化学物质。在一些具体实施例中，该环氧化合物可包括溴化和/或磷酸化环氧化合物，以使该环氧树脂混合物可为阻燃性。一般而言，环氧化合物非限定性地包括芳香族环氧化合物、脂环族环氧化合物和/或脂肪族环氧化合物。
[0028]芳香族环氧化合物的例子可包括多元酚的缩水甘油基醚，该多元酚例如氢醌、间苯二酚、双酚A、双酚F、4，4’ - 二羟基联苯、酚醛树脂及四溴双酚A。
[0029]脂环族环氧化合物的例子包括氢化双酚A 二缩水甘油醚、3，4-环氧基环己基羧酸(3，4-环氧基环己基)甲酯、3，4-环氧基-1-甲基己烷羧酸3，4-环氧基-1-甲基环己酯、6-甲基3，4-环氧基环己烷羧酸￠-甲基3，4-环氧基环己基)甲酯、3，4-环氧基-3-甲基环己烷羧酸(3，4-环氧基-3-甲基环己基)甲酯、3，4-环氧基-5-甲基环己烷羧酸(3，4-环氧基-5-甲基环己基)甲酯、己二酸双(3，4-环氧基环己基甲酯)、亚甲基双(3，4-环氧基环己烷)、2，2_双(3，4-环氧基环己基)丙烷、二环戊二烯二环氧化物、伸乙基双(3，4-环氧基环己烷羧酸酯)、环氧基六氢邻苯二甲酸二辛酯、及环氧基六氢邻苯二甲酸二 -2-乙基己酯。
[0030]脂肪族环氧化合物的例子可包括多元醇的缩水甘油醚，例如1，4- 丁二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、山梨醇四缩水甘油醚、二季戊四醇六缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚及聚丙二醇二缩水甘油醚；通过添加一种或多种环氧烷类到脂肪族多元醇(诸如丙二醇、三羟甲基丙烷、及甘油)所得到的聚醚多元醇多元缩水甘油醚；及脂肪族长链二元酸的缩水甘油酯。
[0031]任何能提供使化合物或聚合物形成网状结构的功能的交联剂，可用于交联本文所述环氧树脂混合物中的环氧化合物。交联剂可包括但不限于，丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的衍生物。例如，交联剂可为苯乙稀-马来酸酐(SMA，styrene maleic anhydride)共聚物。市售的苯乙烯-马来酸酐(SMA)共聚物有广泛的分子量范围及单体重量比。典型地，苯乙烯-马来酸酐(SMA)共聚物的分子量可从约1,400道尔顿(dalton)至约14，000道尔顿(重量平均分子量)，且苯乙烯单体对马来酸酐的重量比范围可从约1:1至约10:1。
[0032]在一些具体实施例中，交联剂可包括酚-甲醛树脂。酚-甲醛树脂的例子可包括碱反应型酸醛树脂(novolac)和酸反应型酸醛树脂(resol)。
[0033]任何能提供加速反应速率功能的催化剂，均可用于加速本文所述环氧树脂混合物的交联速率。催化剂可为有机物。有机催化剂可包括2-甲基咪唑及2-乙基-4-甲基咪唑。
[0034]本文所述的环氧树脂混合物包含填料，该填料包括滑石。在一些具体实施例中，该填料也可包括其它化合物，像是例如铝三水合物、云母和/或高岭土。
[0035]本文提供一种方法将滑石在加入环氧树脂混合物之前进行处理。该处理包括制备滑石粉、将该滑石粉预热、将该滑石粉烧结及将该滑石粉退火。
[0036]在制备步骤中，也可进一步包括将杂质从天然形态的滑石表面除去，并用研磨机研磨该滑石将其碎裂成滑石粉。该滑石粉具有小于约200 μm的粒径。50%的该滑石粉约具有约0.5 μ m至约50 μ m的粒径。
[0037]在预热步骤中，将滑石粉在烘箱中在约摄氏600度至约摄氏800度加热。在此步骤中，可将滑石粉加热约I分钟至约5分钟。
[0038]在预热步骤之后，将滑石粉在烘箱中在约摄氏1，000度至约摄氏1，200度烧结。可将滑石粉烧结约15分钟至约60分钟。
[0039]在烧结步骤之后，将滑石粉退火。值得注意的是，滑石粉可留在烘箱中退火而无须将滑石粉从烘箱中移出。退火可通过单纯地将烘箱热源关闭，让该烘箱冷却，直至达到室温及大气压力为止而达成。在一些具体实施例中，可将滑石粉退火约7小时至约9小时(例如8小时)。
[0040]如所观察到的X-射线衍射尖峰的图案所证实，依照本文所述方法制备的滑石粉，与传统制备的滑石粉比较，具有独特的构造。在一些具体实施例中，依照本文所述方法制备的滑石粉包括具有第一强度的从约29°至约30°的第一 X-射线衍射尖峰，及具有第二强度的从约25°至约27°的第二 X-射线衍射尖峰，其中该第一强度大于该第二强度至少约1%至约80%。这将在以下实施例中进一步详细说明。可用于分析依照本文所述制备的经热处理的滑石粉的构造的X-射线衍射技术的例子包括，但不限于，单结晶X-射线衍射、X-射线粉末衍射、薄膜衍射及低掠角入射X-射线衍射(grazing incidence X-raydiffract1n)、高解析X-射线衍射、X-射线极图分析(pole figure analysis)及X-射线摆动曲线分析(rocking curve analysis)。
[0041]在一些具体实施例中，依照本文所述制造的滑石粉的硬度在莫氏硬度表(Mohsscale)上为约5至约6，但低于6。相对地，传统方法制造的滑石粉的硬度典型地大于6。包括依照本文所述制造的滑石粉的覆铜层压板，比包含传统方法所制造的滑石粉的覆铜层压板容易加工。例如，依照本文所述制造的滑石粉与传统方法所制造的材料相比，可延长在覆铜层压板上钻洞的钻针(drill pin)的操作寿命。此外，可防止由于加压成型所造成的覆铜层压板的不想要的机械性破裂。
[0042]可将依照本文所述制备的经热处理滑石粉加入环氧树脂混合物中，以制备印刷电路板用的覆铜层压板。在该树脂中的环氧化合物、交联剂、催化剂及填料的比率可依该环氧树脂混合物的用途而改变。在一些具体实施例中，环氧化合物可为约100重量份，交联剂可为约I重量份至约60重量份，催化剂可为约0.01重量份至约I重量份，及填料可为约I重量份至约80重量份。该环氧树脂混合物可进一步包括溶剂(例如，二甲基甲酰胺、甲基乙基酮)，其可为约20重量份至约200重量份。在一些具体实施例中，填料可为约40重量份。
[0043]在一些具体实施例中，包括依照本文所述制备的经热处理滑石粉的环氧树脂混合物可用以制备预浸物(prepreg)。该“预浸物”为预含浸复合纤维，其可包括在印刷电路板用的覆铜层压板中。预浸物可包括纤维材料及附着于该纤维材料上的树脂混合物。覆铜层压板可包括夹在二铜片之间的预浸物。该纤维材料可浸没在该环氧树脂混合物中及以其含浸。该纤维材料可包括但不限于，玻璃布及席、纸、石绵纸、云母薄片、棉絮、平纹细布(duchmuslin)、帆布及合成纤维例如尼龙和聚对苯二甲酸乙二酯，和/或编织/非编织的玻璃纤维织物。该经含浸的纤维材料可在烘箱中，在温度约摄氏150度至约摄氏300度下加热约3分钟至7分钟。在一些具体实施例中，该经含浸材料是通过数个滚轮拉入烘箱中。通过烘箱加热之后，该纤维材料和环氧树脂混合物形成预浸物。
[0044]在一些具体实施例中，预浸物可用于制备覆铜层压板。该预浸物可堆栈在二铜片之间。继而，一片或多片该预浸物(夹在二铜片之间)可插入两片不锈钢板之间。这种组合(assembly)可在温度约摄氏140度至约摄氏210度，压力约8kg/cm2至约15kg/cm2下加压成型约40分钟至约100分钟，以制备覆铜层压板。
[0045]在一些具体实施例中，预浸物中的滑石粉可通过将预浸物放入烘箱中，加热至相对高温(例如摄氏625度)一段时间(例如I小时)且该段时间足以将包括在预浸物中的有机物质(例如环氧化合物、催化剂、交联剂)分解及蒸发而回收。这些有机物质可被蒸发并移除，而只有滑石粉和纤维材料留下。该滑石粉可用刀片从纤维材料中移出。覆铜层压板中的滑石粉可依照相同方法回收。
[0046]实施例
[0047]根据上文记载的方法制备第一种经热处理的滑石粉。第一种经热处理的滑石粉中50%具有约0.5 μπι至约50 μπι的粒径。该第一种经热处理的滑石粉是在烘箱中在温度约摄氏700度加热约4分钟，在烘箱中在温度约摄氏1，050度烧结约60分钟，并在烘箱中从约摄氏1，000度退火至室温和大气压力。
[0048]图1为第一种经热处理的滑石粉的X-射线粉末衍射(XRD，X-ray powderdiffract1n)图，该滑石粉是在温度约摄氏1，050度烧结。该图的X-轴为散射角(scattering angle)，该图的Y-轴为强度。图1显示从约29°至约30°的第一 X-射线衍射尖峰1A，从约25°至约27°的第二 X-射线衍射尖峰1B，及从约35°至约38°的第三X-射线衍射尖峰1C。该第一衍射尖峰IA及第二衍射尖峰IB分别具有第一强度和第二强度。该第一强度(例如，如图1中所示为约2，200)大于该第二强度(例如，如图1中所示为约1,650)至少约30%。
[0049]很据上文记载的方法制备第二种经热处理的滑石粉。第二种经热处理的滑石粉中50%具有约0.5 μπι至约50 μπι的粒径。该第二种经热处理的滑石粉是在烘箱中在温度约摄氏700度加热约4分钟，在烘箱中在温度约摄氏1，100度烧结约60分钟，并在烘箱中从约摄氏1，100度退火至室温和大气压力。
[0050]图2为第二种经热处理的滑石粉的XRD图，该滑石粉是在温度约摄氏1，100度烧结。该图的X-轴为散射角，该图的Y-轴为强度。图2显示从约29°至约30°的第一 X-射线衍射尖峰2Α，从约25°至约27°的第二 X-射线衍射尖峰2Β，及从约35°至约37°的第三X-射线衍射尖峰2C。该第一衍射尖峰2Α及第二衍射尖峰2Β分别具有第一强度和第二强度。该第一强度(例如，如图2中所示为约2，600)大于该第二强度(例如，如图2中所示为约1，800)至少约40%。
[0051]比较例
[0052]制备第三种经热处理的滑石粉。第三种经热处理的滑石粉中50%具有约0.5 μπι至约50 μπι的粒径。该第三种经热处理的滑石粉是在烘箱中在温度约摄氏1，100度加热约4小时，然后通过将该第三种经热处理的滑石粉移至室温和大气压力的环境中进行冷却。
[0053]图3为第三种经热处理的滑石粉的X-射线粉末衍射(XRD)图。该图的X-轴为散射角，该图的Y-轴为强度。图3显示从约29°至约30°的第一 X-射线衍射尖峰3Α，从约24°至约28°的第二 X-射线衍射尖峰3Β，及从约35°至约37°的第三X-射线衍射尖峰3C。该第一衍射尖峰3Α和第二衍射尖峰3Β分别具有第一强度和第二强度，该第一强度小于该第二强度。
[0054]制备第四种经热处理的滑石粉。第四种经热处理的滑石粉中50%具有约0.5 μπι至约50 μπι的粒径。该第四种经热处理的滑石粉是在烘箱中在温度约摄氏1，200度加热约4小时，然后通过将该第四种经热处理的滑石粉移至室温和大气压力的环境中进行冷却。
[0055]图4为第四种经热处理的滑石粉的X-射线粉末衍射(XRD)图。该图的X-轴意指散射角，该图的Y-轴意指强度。图4显示从约29°至约30°的第一 X-射线衍射尖峰4Α，从约24°至约28°的第二 X-射线衍射尖峰4Β，及从约35°至约37°的第三X-射线衍射尖峰4C。该第一衍射尖峰4Α及第二衍射尖峰4Β分别具有第一强度和第二强度，该第一强度小于该第二强度。
[0056]虽然为了能明确了解，上述发明已通过示例说明及实施例的方式加以详细说明，然而对本领域的技术人员而言显然可在不背离本发明的精神和范围下实施某些改变和修改。
[0057]本文中引用的所有刊物、专利及专利申请案，是以全文引用的方式纳入本文，此如同特定及个别地指示各个别刊物、专利或专利申请案以引用方式纳入。
【权利要求】
1.一种烧结滑石粉，其特征在于，其包含具有第一强度的从约29°至约30°的第一X-射线衍射尖峰，以及具有第二强度的从约25°至约27°的第二X-射线衍射尖峰，其中该第一强度大于该第二强度。
2.如权利要求1所述的烧结滑石粉，其特征在于，其进一步包含从约35°至约38°的第三X-射线衍射尖峰。
3.如权利要求1所述的烧结滑石粉，其特征在于，该滑石粉的粒径小于约200μ m。
4.如权利要求3所述的烧结滑石粉，其特征在于，约50%的粒径是在约0.5 μ m至约50 μ m的范围内。
5.如权利要求1所述的烧结滑石粉，其特征在于，其在莫氏硬度表上的硬度小于6。
6.如权利要求5所述的烧结滑石粉，其特征在于，其在莫氏硬度表上的硬度为约5至约6ο
7.如权利要求1所述的烧结滑石粉，其特征在于，该烧结滑石粉在进行烧结之前已在温度约600°C至约800°C加热。
8.如权利要求1所述的烧结滑石粉，其特征在于，该烧结滑石粉在温度约1，000°C至约I,200°C烧结。
9.一种组成物，其特征在于，其包含用树脂混合物被覆的纤维材料，该树脂混合物包含如权利要求1所述的烧结滑石粉。
10.如权利要求9所述的组成物，其特征在于，该树脂混合物包含约100重量份的环氧化合物，及约I至80重量份的烧结滑石粉。
11.如权利要求10所述的组成物，其特征在于，该烧结滑石粉在树脂混合物中为约40重量份。
12.—种非导电性基材，其特征在于，其包含第一金属片和纤维材料，该纤维材料包括如权利要求1所述的烧结滑石粉。
13.如权利要求12所述的非导电性基材，其特征在于，其进一步包含第二金属片，其中该纤维材料是排列在第一金属片与第二金属片之间。
14.一种印刷电路板，其特征在于，其包含如权利要求13所述的非导电性基材。
【文档编号】C08L63/00GK104497355SQ201410629813
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2011年8月24日 优先权日:2010年9月6日
【发明者】曾宗凡, 林宗贤, 陈宪德, 徐玄浩, 廖志伟 申请人:台燿科技股份有限公司