一种二氧化硅浆料组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种二氧化硅浆料组合物及其制备方法和应用，所述二氧化硅浆料组合物包含二氧化硅微粉和有机溶剂，所述二氧化硅微粉表面包覆有纳米级二氧化硅，所述纳米级二氧化硅的原料来源为有机硅，所述纳米级二氧化硅占二氧化硅微粉总质量的0.1～10％。采用本发明专利技术所述的二氧化硅浆料组合物制备的环氧树脂层压板，能够很好地提高填料的分散性，改善板材的流动性。并且本发明专利技术所述的二氧化硅浆料组合物的制备方法简单高效，易于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅浆料组合物及其制备方法和应用
本专利技术属于压板
，涉及一种二氧化硅浆料组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
随着信息科学技术的发展，集成电路正朝着高频、高速、高密度、大功率、多功能的方向发展，因此，对覆铜板的性能要求也越来越高。尤其是对数据传输速度、传输频率的要求越来越高，其中，对板材的耐热性和膨胀率方面的要求尤为突出。为了提升板材的耐热性和降低其膨胀系数，最有效的方法是向胶水配方中加入尽量多的填料，如二氧化硅等。但是，当使用大量填料，尤其是微纳米级填料时，将导致胶水体系粘度剧增，并且很难将填料均匀分散在树脂当中，板材的流动性难以改善，填料的添加量受到限制。为了解决高填料含量分散难的问题，目前已有采用制备填料浆料的方式进行改善，JP2006036916A公开了采用添加填料浆料的方法，即，将微米级的球硅与纳米级的球硅复配，再与溶剂通过一定的方法制备成浆料，再添加到树脂体系当中。该方法不仅能增加胶水体系中填料的含量，同时不会明显增加体系的粘度。但是该方法限制为5μm以下的球形二氧化硅，其使用范围窄，无法应用到5μm以上的球硅，也不适用于角形二氧化硅制作浆料，在高的填料填充条件下，角形二氧化硅在树脂中的流动性会明显降低，影响板材的厚度与成分均匀性，导致板材的一系列性能下降的问题，如板材的弯曲性能与层间粘合力下降。另外，采取添加纳米级球硅的方法制备浆料，需要首先制备纳米级的球硅，工艺较为繁琐。CN103232733A公开了一种通过添加硅溶胶的方法在二氧化钛的表面形成纳米二氧化硅包覆层的方法，即，将二氧化钛分散于水中制得浆液，然后向浆液中添加硅溶胶，生成纳米二氧化硅包覆的二氧化钛，经过洗涤、高温干燥，制得纳米二氧化硅包覆的二氧化钛粉末。该方法采用水来制备浆液，由于水和有机树脂的相容性差，会影响固化材料的多种性能，尤其是绝缘性和介电性能，因此其不适用于覆铜板。因此，寻找一种直接在有机溶剂中制备的、含水量低、制备工艺简单、具备流动性好的二氧化硅浆料，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种二氧化硅浆料组合物及其制备方法和应用。本专利技术的二氧化硅浆料组合物可在有机溶剂中制备，含水量低，纳米级二氧化硅包覆于二氧化硅微粉表面，整个浆料组合物具有良好的分散性和流动性，改善了目前高填充角形二氧化硅微粉流动性和沉降稳定性差的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种二氧化硅浆料组合物，所述二氧化硅浆料组合物包含二氧化硅微粉和有机溶剂，所述二氧化硅微粉表面包覆有纳米级二氧化硅，所述纳米级二氧化硅占二氧化硅微粉总质量的0.1～10％。本专利技术通过微米二氧化硅表面生成包覆的纳米球硅，形成特殊的微纳米结构，可以提高二氧化硅浆料的固含量，并能增加整个浆料组合物的分散性与流动性；改善了目前高填充角形二氧化硅微粉流动性和沉降稳定性差的问题，并且其含水量低，所用溶剂为有机溶剂，提高了与树脂的相容性，可以使得包含该二氧化硅浆料组合物的板材的性能得到更好的提升。优选地，所述二氧化硅微粉为球形二氧化硅微粉和/或角形二氧化硅微粉。优选地，所述二氧化硅微粉具有如下粒径分布：D50为0.3～10μm(例如0.5μm、0.8μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm)，D100小于30μm(例如小于28μm、25μm、23μm、20μm、18μm、15μm、13μm或11μm等)。优选地，所述有机溶剂为丙酮、丁酮、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、N,N-二甲基甲酰胺或醋酸乙烯酯中的一种或至少两种的混合物。优选地，所述纳米级二氧化硅粒径为10～100nm，例如可以为10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm或100nm。在本专利技术中，所述纳米级二氧化硅占二氧化硅微粉总质量的0.1～10％，例如可以为0.1％、0.5％、0.8％、1％、1.3％、1.5％、1.8％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。另一方面，本专利技术提供一种如上所述的二氧化硅浆料组合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将二氧化硅微粉与有机溶剂和分散剂混合，机械搅拌分散均匀；(2)将步骤(1)中得到的混合液通过分散设备进一步分散，制得二氧化硅预制浆料；(3)向步骤(2)制得的预制浆料中加入催化剂，混合均匀，记为A液；(4)将有机硅溶于有机溶剂中配成混合溶液，记为B液；(5)在机械搅拌下，将B液加入A液中，搅拌反应得到反应混合溶液；(6)将步骤(5)得到的反应混合溶液，在常温下贮存1～30天，得到二氧化硅浆料组合物。优选地，步骤(1)所述二氧化硅微粉与有机溶剂的质量比为1:(0.4～1)，例如1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9或1:1。优选地，步骤(1)所述分散剂为油酸、月桂酸、硬脂酸、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂醇硫酸钠、硬脂酸丁酯、硬脂酸单甘油酯或三硬脂酸甘油酯中的一种或至少两种的组合。优选地，步骤(1)所述二氧化硅微粉与分散剂的质量比为1:(0.001～0.01)，例如1:0.001、1:0.002、1:0.003、1:0.004、1:0.005、1:0.006、1:0.007、1:0.008、1:0.009或1:0.01。在本专利技术中经过步骤(1)的机械搅拌以及步骤(2)的分散设备相互配合，可以使得原料的分散更加均匀。优选地，步骤(3)所述催化剂为氨水、四甲基氢氧化铵或稀盐酸中的一种或至少两种的组合。该催化剂可以催化有机硅发生水解、缩聚与交联反应。优选地，所述有机硅为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯或正硅酸丁酯中的任意一种。在本专利技术中，所述有机硅为纳米级二氧化硅的原料来源，在催化剂的催化作用下经过水解、缩聚与交联反应等得到纳米级二氧化硅，并包覆于二氧化硅微粉表面。优选地，步骤(4)所述有机硅与步骤(3)所述催化剂的质量比为1:(0.005～0.1)，例如1:0.005、1:0.008、1:0.01、1:0.02、1:0.05、1:0.08或1:0.1。优选地，步骤(4)中所述有机硅与步骤(1)所述二氧化硅微粉的质量比为(0.0025～0.55):1，例如0.0025:1、0.003:1、0.008:1、0.01:1、0.03:1、0.05:1、0.08:1、0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1或0.55:1。优选地，步骤(1)和步骤(4)中所述有机溶剂独立地选自丙酮、丁酮、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、N,N-二甲基甲酰胺或醋酸乙烯酯中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，步骤(4)所述有机溶剂与有机硅的质量比为(0.01～4):1，例如0.01:1、0.03:1、0.05:1、0.08:1、0.1:1、0.3:1、0.5:1、0.8:1、1:1、2:1、3:1或4:1。优选地，步骤(5)所述将B液加入A液中的方式为滴加。优选地，步骤(5)所述反应的时间为12～24小时，例如12小时、14小时、16小时、18小时、20小时、22小时或24小时。在本专利技术中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化硅浆料组合物，其特征在于，所述二氧化硅浆料组合物包含二氧化硅微粉和有机溶剂，所述二氧化硅微粉表面包覆有纳米级二氧化硅，所述纳米级二氧化硅占二氧化硅微粉总质量的0.1～10％。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅浆料组合物，其特征在于，所述二氧化硅浆料组合物包含二氧化硅微粉和有机溶剂，所述二氧化硅微粉表面包覆有纳米级二氧化硅，所述纳米级二氧化硅占二氧化硅微粉总质量的0.1～10％。2.根据权利要求1所述的二氧化硅浆料组合物，其特征在于，所述二氧化硅微粉为球形二氧化硅微粉和/或角形二氧化硅微粉；优选地，所述二氧化硅微粉具有如下粒径分布：D50为0.3～10μm，D100小于30μm；优选地，所述有机溶剂为丙酮、丁酮、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、N,N-二甲基甲酰胺或醋酸乙烯酯中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，所述纳米级二氧化硅粒径为10～100nm。3.根据权利要求1或2所述的二氧化硅浆料组合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将二氧化硅微粉与有机溶剂和分散剂混合，机械搅拌分散均匀；(2)将步骤(1)中得到的混合液通过分散设备进一步分散，制得二氧化硅预制浆料；(3)向步骤(2)制得的预制浆料中加入催化剂，混合均匀，记为A液；(4)将有机硅溶于有机溶剂中配成混合溶液，记为B液；(5)在机械搅拌下，将B液加入A液中，搅拌反应得到反应混合溶液；(6)将步骤(5)得到的反应混合溶液，在常温下贮存1～30天，得到二氧化硅浆料组合物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述二氧化硅微粉与有机溶剂的质量比为1:(0.4～1)；优选地，步骤(1)所述分散剂为油酸、月桂酸、硬脂酸、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂醇硫酸钠、硬脂酸丁酯、硬脂酸单甘油酯或三硬脂酸甘油酯中的一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述二氧化硅微粉与分散剂的质量比为1:(0.001～0.01)；优选地，步骤(3)所述催化剂为氨水、四甲基氢氧化铵或稀盐酸中的一种或至少两种的组合；优选地，所述有机硅为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯或正硅酸丁酯中的任意一种；优选地，步骤(4)所述有机硅与步骤(3)所述催化剂的质量比为1:(0.005～0.1)。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡鹏，柴颂刚，
申请(专利权)人：广东生益科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44