一種有機硅改性酚醛樹脂及其應用制造技術

本發明專利技術屬于酚醛樹脂領域，尤其涉及一種有機硅改性酚醛樹脂及其應用，該有機硅改性酚醛樹脂按照以下步驟制備得到：a)、在催化劑存在下，酚類化合物、甲醛和有機硅改性劑進行反應，得到有機硅改性酚醛樹脂；所述有機硅改性劑具有式(I)結構，式(I)中，n為1～50，R1選自C1～C5的烷基或C1～C5的烷氧基，R2選自氫或C1～C5的烷基，R3選自C1～C5的烷基、苯基或取代苯基，R4選自C1～C5的烷基。本發明專利技術通過采用特定的有機硅改性劑對酚醛樹脂進行改性，使獲得的酚醛樹脂具有優異的性能，其在作為環氧樹脂固化劑使用時，可明顯提高固化后樹脂的韌性和耐熱性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于酚醛樹脂領域，尤其涉及一種有機硅改性酚醛樹脂及其應用。
技術介紹
酚醛樹脂是世界最早人工合成和工業化生產的一類合成樹脂，其原料易得，生產工藝簡單，綜合性能優良，應用非常廣泛，因此研究酚醛樹脂的制備方法，具有很高的社會意義和經濟價值。酚醛樹脂因其具有較高的力學強度，耐熱性好，難燃、低毒、低發煙，可與其他多聚物共混，實現高性能化而廣泛應用于航空航天、汽車、電子、機械、交通運輸等國民經濟各個領域。近年來科研人員對酚醛樹脂本身的脆性和力學性能進行改進，在下游產品應用新工藝，使酚醛樹脂基復合材料有了更大的發展。隨著電子產業的迅速成長，高純度及改性酚醛樹脂也在半導體封裝材料、印制電路基板材料和光刻膠領域發揮著越來越重要的作用。現代酚醛泡沫反應機理和生產工藝的不斷創新，使酚醛泡沫材料應用于民用建筑、采礦等新領域。在酚醛樹脂的諸多應用領域中，作為環氧樹脂固化劑使其一個重要的應用方向。酚醛樹脂可與環氧樹脂反應生成耐熱、耐水和耐酸性能優良的環氧-酚醛固化物，但現有環氧-酚醛固化物的韌性、耐熱性能和阻燃性還有待進一步提升。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種有機硅改性酚醛樹脂及其應用，使用本專利技術提供的酚醛樹脂固化環氧樹脂，可明顯提高固化后樹脂的韌性、和耐熱性能。本專利技術提供了一種有機硅改性酚醛樹脂，按照以下步驟制備得到：a)、在催化劑存在下，酚類化合物、甲醛和有機硅改性劑進行反應，得到有機硅改性酚醛樹脂；所述有機硅改性劑具有式(I)結構：式(I)中，n為1～50，R1選自C1～C5的烷基或C1～C5的烷氧基，R2選自氫或C1～C5的烷基，R3選自C1～C5的烷基、苯基或取代苯基，R4選自C1～C5的烷基。優選的，式(I)中，R1選自甲基、乙基、甲氧基或乙氧基，R2選自氫、甲基或乙基，R3選自甲基、乙基或苯基，R4選自甲基或乙基。優選的，所述酚類化合物包括苯酚、鄰甲苯酚、二甲酚、雙酚A、間苯二酚、對苯二酚和腰果酚中的一種或多種。優選的，所述催化劑包括鹽酸、草酸、硫酸和磷酸中的一種或多種。優選的，所述酚類化合物和甲醛的摩爾比為(0.8～0.9)：1；所述酚類化合物和有機硅改性劑的質量比為1：(0.1～0.3)。優選的，所述酚類化合物和催化劑的的質量比為100：(0.5～2)。優選的，所述步驟a)具體包括：a1)、在催化劑存在下，酚類化合物、甲醛和有機硅改性劑在70～80℃下進行反應，得到反應液；a2)、所述反應液在150～190℃下進行反應，得到有機硅改性酚醛樹脂。優選的，步驟a2)中，所述反應液在進行反應之前，先進行減壓蒸餾。本專利技術提供了一種上述技術方案所述的有機硅改性酚醛樹脂在環氧樹脂固化中的應用。本專利技術提供了一種環氧化樹脂固化物，由環氧樹脂和上述技術方案所述的有機硅改性酚醛樹脂加熱固化制成。與現有技術相比，本專利技術提供了一種有機硅改性酚醛樹脂及其應用。本專利技術提供的有機硅改性酚醛樹脂按照以下步驟制備得到：a)、在催化劑存在下，酚類化合物、甲醛和有機硅改性劑進行反應，得到有機硅改性酚醛樹脂；所述有機硅改性劑具有式(I)結構，式(I)中，n為1～50，R1選自C1～C5的烷基或C1～C5的烷氧基，R2選自氫或C1～C5的烷基，R3選自C1～C5的烷基、苯基或取代苯基，R4選自C1～C5的烷基。本專利技術通過采用特定的有機硅改性劑對酚醛樹脂進行改性，使獲得的酚醛樹脂具有優異的性能，其在作為環氧樹脂固化劑使用時，可明顯提高固化后樹脂的韌性和耐熱性能；而且本專利技術提供的有機硅改性酚醛樹脂還能用于覆銅板的生產中，可顯著提升覆銅板的耐化學品性、耐高溫性及耐氧化性，降低脆性；同時本專利技術提供的有機硅改性酚醛樹脂還具有較高的剝離強度。實驗結果表明：采用本專利技術提供的有機硅改性酚醛樹脂固化的環氧樹脂的拉伸強度＞45MPa，斷裂伸長率＞8％，沖擊韌性＞30KJ/m2，剝離強度＞1N/mm，室溫剪切強度＞31MPa，200℃剪切強度＞10.5MPa。具體實施方式下面對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術提供了一種有機硅改性酚醛樹脂，按照以下步驟制備得到：a)、在催化劑存在下，酚類化合物、甲醛和有機硅改性劑進行反應，得到有機硅改性酚醛樹脂；所述有機硅改性劑具有式(I)結構：式(I)中，n為1～50，R1選自C1～C5的烷基或C1～C5的烷氧基，R2選自氫或C1～C5的烷基，R3選自C1～C5的烷基、苯基或取代苯基，R4選自C1～C5的烷基。本專利技術提供的有機硅改性酚醛樹脂由酚類化合物、甲醛和有機硅改性劑在催化劑存在下進行反應得到。其中，所述酚類化合物包括但不限于苯酚、鄰甲苯酚、二甲酚、雙酚A、間苯二酚、對苯二酚和腰果酚中的一種或多種。在本專利技術中，所述有機硅改性劑具有式(I)結構：式(I)中，n為1～50，優選為10～40，具體可選為10、20、30或40；R1選自C1～C5的烷基或C1～C5的烷氧基，優選自甲基、乙基、甲氧基或乙氧基；R2選自氫或C1～C5的烷基，優選自氫、甲基或乙基；R3選自C1～C5的烷基、苯基或取代苯基，優選自甲基、乙基或苯基；R4選自C1～C5的烷基，優選自甲基或乙基。在本專利技術中，所述酚類化合物和甲醛的摩爾比優選為(0.8～0.9)：1；所述酚類化合物和有機硅改性劑的質量優選比為1：(0.1～0.3)，更優選為1：(0.2～0.3)。在本專利技術中，所述催化劑包括但不限于鹽酸、草酸、硫酸和磷酸中的一種或多種。所述酚類化合物和催化劑的的質量比優選為100：(0.5～2)，更優選為100：(1～2)。在本專利技術中，所述有機硅改性酚醛樹脂具體按照以下方法進行制備：a1)、在催化劑存在下，酚類化合物、甲醛和有機硅改性劑在70～80℃下進行反應，得到反應液；a2)、所述反應液在150～190℃下進行反應，得到有機硅改性酚醛樹脂。在本專利技術提供的上述制備方法中，首先在催化劑存在下，將酚類化合物、甲醛和有機硅改性劑在70～80℃下進行反應，其中，所述反應的時間優選為2～4h。反應結束后，得到反應液。之后所述反應液在150～190℃下繼續反應，所述反應的時間優選為1～2h，反應完畢后，得到有機硅改性酚醛樹脂。在本專利技術中，所述反應液在進行反應之前，優選先進行減壓蒸餾，其中，所述減壓蒸餾的真空度優選控制在-0.02MPa～-0.09MPa；所述減壓蒸餾的時間優選為1～2h。本專利技術通過采用特定的有機硅改性劑對酚醛樹脂進行改性，使獲得的酚醛樹脂具有優異的性能，其在作為環氧樹脂固化劑使用時，可明顯提高固化后樹脂的韌性和耐熱性能；而且本專利技術提供的有機硅改性酚醛樹脂還能用于覆銅板的生產中，可顯著提升覆銅板的耐化學品性、耐高溫性及耐氧化性，降低脆性；同時本專利技術提供的有機硅改性酚醛樹脂還具有較高的剝離強度。實驗結果表明：采用本專利技術提供的有機硅改性酚醛樹脂固化的環氧樹脂的拉伸強度＞45MPa，斷裂伸長率＞8％，沖擊韌性＞30KJ/m2，剝離強度＞1N/mm，室溫剪切強度＞31MPa，200℃剪切強度＞10.5MPa。本專利技術還提供了一種上述技術方案所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有機硅改性酚醛樹脂，按照以下步驟制備得到：a)、在催化劑存在下，酚類化合物、甲醛和有機硅改性劑進行反應，得到有機硅改性酚醛樹脂；所述有機硅改性劑具有式(I)結構：式(I)中，n為1～50，R1選自C1～C5的烷基或C1～C5的烷氧基，R2選自氫或C1～C5的烷基，R3選自C1～C5的烷基、苯基或取代苯基，R4選自C1～C5的烷基。

【技術特征摘要】
1.一種有機硅改性酚醛樹脂，按照以下步驟制備得到：a)、在催化劑存在下，酚類化合物、甲醛和有機硅改性劑進行反應，得到有機硅改性酚醛樹脂；所述有機硅改性劑具有式(I)結構：式(I)中，n為1～50，R1選自C1～C5的烷基或C1～C5的烷氧基，R2選自氫或C1～C5的烷基，R3選自C1～C5的烷基、苯基或取代苯基，R4選自C1～C5的烷基。2.根據權利要求1所述的有機硅改性酚醛樹脂，其特征在于，式(I)中，R1選自甲基、乙基、甲氧基或乙氧基，R2選自氫、甲基或乙基，R3選自甲基、乙基或苯基，R4選自甲基或乙基。3.根據權利要求1所述的有機硅改性酚醛樹脂，其特征在于，所述酚類化合物包括苯酚、鄰甲苯酚、二甲酚、雙酚A、間苯二酚、對苯二酚和腰果酚中的一種或多種。4.根據權利要求1所述的有機硅改性酚醛樹脂，其特征在于，所述催化劑包括鹽酸、草酸、硫酸和磷酸中的一種或多種。5.根據權利要求1所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：盧觀慶，黃獻文，陳天廣，翁祝強，黃永軍，
申請(專利權)人：東莞兆舜有機硅科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44