有机硅烷化合物、填料、树脂组合物及覆铜板制造技术

本发明专利技术提供了一种有机硅烷化合物，以及应用该有机硅烷化合物制成的球形二氧化硅填料。该二氧化硅填料具有低的介电常数和介电损耗能够满足覆铜板在高频通讯情况下的需求。同时本发明专利技术还提供了一种制备能够获取具有合理粒径且不易发生团聚的球形二氧化硅填料的方法。

Organo silane compounds, fillers, resin compositions and copper clad plates

The present invention provides an organic silane compound and a spherical silica filler made of the organo silane compound. The low dielectric constant and dielectric loss of the silica filler can meet the needs of the copper clad plate under high frequency communication. At the same time, the invention also provides a method for preparing spherical silica fillers with reasonable particle size and not easy to reunite.

【技术实现步骤摘要】
有机硅烷化合物、填料、树脂组合物及覆铜板
本专利技术涉及覆铜板
，具体的是利用有机硅烷化合物为原料制备获得球形二氧化硅填料，以及利用该球形二氧化硅填料获取的树脂组合物体系。
技术介绍
在覆铜板的制造过程中，添加填料可以赋予覆铜板许多独特的性能，满足一些更加复杂的需求。球形二氧化硅填料具有优异的电气特性，比如高绝缘性、高传导性、高稳定性、耐磨性，低的热膨胀系数、低介电常数等，使得其在覆铜板领域内具有较高的应用价值。由于当前电子产品的往轻、薄、短、小趋势发展，希望覆铜板越来越薄、越来越轻，所以当前覆铜板对于填料粒度的要求是小于10微米的。从理论上说，二氧化硅粒径越小，越有利于填充体系的结合，但实际在覆铜板的制作工艺中，二氧化硅越细，越容易结团，不容易分散，但如果粒径太大，又易产生沉降。所以从工艺角度来讲，选择一个合理的粒径范畴，是一个很重要的参数。覆铜板中使用的球形二氧化硅的最大粒度直径不能小于0.7微米，当小于0.7微米，会导致材料黏度提高，使得制得的覆铜板(覆铜板上胶黏度：＜500mpa.s)会出现表观差，上胶困难等问题。覆铜板中使用的球形二氧化硅，主要有两种方式获得：一种是将石英粉通过高温熔融球形化制得。这种球形二氧化硅的介电常数(约3.80)，介电损耗(约0.001)，其与当前市面上大量使用的熔融石英的介电常数(约3.82)，介电损耗(约，0.001)相当。此种方式获得的球形二氧化硅成本最低，只需要将粉体材料通过高温熔融球化即可。但是熔融方法不易制作小粒度粉体，尤其是制作粉体在高温熔融时，粉体粘连，导致不能得到所需的球形化产品。另一种是通过化学合成的方法合成球形二氧化硅。使用此种方法合成的二氧化硅与熔融石英具有相当的介电常数，其介电常数约(3.81)，介电损耗约(0.001)，并可以制得各种粒度的产品，且产品球化良好，只是成本较高，主要有两方面：一是原料成本高，因为所使用的是所需对象的化合物进行合成；二是环保成本高，合成中会产生三废，需要增加环保投入。公开号为CN106587083A名称为一种高绝缘性球形二氧化硅微粉的制备方法中，公开了一种通过高温熔融的方式制得的二氧化硅球微粉的方法。该方法所制得的是一种高绝缘的球形二氧化硅，电导率为5-10μS/cm，Na+为0.1-0.35ppm，平均粒径D50＝0.3-3μm。但是该种方法的缺点是：当颗粒向火焰中部流动，颗粒之间碰撞加剧，而且中部火焰温度较高，颗粒之间通过碰撞形成较大颗粒。颗粒继续向火焰下游流动，此时火焰温度降低，通过碰撞粘附在一起的颗粒不能发生全凝并形成球形颗粒，只能形成树枝状的聚集体，此时颗粒的数目进一步减少，颗粒的尺寸变化不大。火焰淬灭之后，温度进一步降低，颗粒停止生长。通过这种方法生产出来的球形二氧化硅粒径不均匀，且含有大量非球形颗粒。公开号为CN104192853B名称为一种球形二氧化硅的生产方法中，公开了利用化学合成的方式制备球形二氧化硅的方法。具体来说是利用丁乙醇和乙二胺与水玻璃(Na2SiO3)混合后作为原料以一定比例(水玻璃占比>90％)在一定的条件反应制得球形二氧化硅。通过此方法能够得到粒度均匀且为球形的二氧化硅颗粒。但是，由于此方法中要添加碱金属钠离子作为原料，容易使材料中碱金属钠离子残留，导致所制得的球形二氧化硅介电常数高，介电损耗高。已知的是，现有技术中的无机填料的介电常数均大于4，无法适应于高频通讯的
而熔融石英填料的介电常数能够接近于3.82介电损耗为0.003，但是熔融石英是在1700℃烧制而成的，其颗粒粒径不均匀且耗能高。为此申请人对现有技术进行充分研究后，结合多年的实际生产经验研发一种球形二氧化硅填料。该球形二氧化硅填料是通过具有极低极性的有机硅烷化合物合成出来的，所述的球形二氧化硅填料具有极佳的分散性且粒度均匀。更重要的是该球形二氧化硅的填料具有低于3.3的介电常数和低于0.001的介电损耗。申请人提供一种化学合成具有粒径合理且分散均匀并具有低介电常数和低介电损耗的填料并将之应用于覆铜板领域里仍是可期的。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种有机硅烷化合物，并利用所述的有机硅烷化合物制备一种具有特殊官能团的球形二氧化硅填料，该种球形二氧化硅填料具有较低的介电常数(Dk≤3.3)和较低的介电损耗(Df≤0.001)，同时该球形二氧化硅填料具有应用于覆铜板领域的合理粒径，不易发生团聚。一种有机硅烷化合物，其结构式为：所述的有机硅烷化合物具有如下性质：PH：6～7，熔点：200～260℃，闪点：60～90℃，折光率：1.45～1.48，黏度：10～100map.s。本专利技术提供的有机硅烷化合物具有结构的官能团。所述的官能团具有极低的极性，所以其具有良好的耐湿性，可以显著降低有机硅烷化合物的吸水率。同时有机硅烷化合物其粘度为10～100map.s具有很好的分散性。上述的有机硅烷化合物通过以下方法制得：步骤一，制备化学结构式为的化合物，将摩尔比为1∶1的十氢化萘和氯气加入反应釜中，然后经过强度为20～80cd光照3～10h再精馏制得；步骤二，制备化学结构式为的化合物，将摩尔比为1∶1的乙烯和氯化氢气体分别加入反应釜中，在1～5个大气压下60～120℃加热3～8h制得；步骤三，制备化学结构式为的化合物，将摩尔比为1∶1的化学结构式为的化合物和化学结构式为的化合物混合后倒入反应釜中，在1～5个大气压下60～120℃加热4～9h为制得；步骤四，制备化学结构式为的化合物，将摩尔比为2∶5的化学结构式为的化合物和浓硫酸分别倒入反应釜中，在1～3个大气压下60～120℃下加热5～12h后精馏制得；步骤五，制备有机硅烷化合物，摩尔比为1∶1∶1的化学结构式为的化合物、三甲基氯硅烷和氢氧化钠混合，在1～3个大气压下60～120℃加热5～12h制成有机硅烷化合物。如上的制备过程的化学工艺流程如下：一种球形二氧化硅填料，其表面具有官能团，所述的官能团的结构式为：所述的官能团的质量百分比为6～20％；所述的二氧化硅填料具有以下性质：振实密度[g/ml]：0.4～0.8g/ml，球化率[％]：90～99％，最大粒度直径：0.7～5微米。以上球形二氧化硅填料的介电常数小于3.3，介电损耗小于0.001。振实密度和球化率能够反映出上述二氧化硅填料具有合理颗粒间的间隙以及具有很好的球形结构。一种球形二氧化硅填料的制备方法，经过以下步骤制得：步骤a：制备有机硅烷化合物，所述的有机硅烷化合物结构式为：步骤b.将步骤a中制备获得的有机硅烷化合物与纯水按照摩尔比为2～8∶1混合制成混合溶液；步骤c.将步骤b中的混合溶液倒入反应釜中搅拌，搅拌速度为1000rpm～2500rpm，反应釜的压力为0.2mpa～15mpa，反应釜温度为80～200℃；步骤d.向步骤c所获取的溶液内加入碱性物质将混合液的PH调为8～12，混合时间为5～8h；步骤e.反应时间到后，卸掉压力，开启反应釜夹套冷却水，当温度冷却到室温时放出物料；步骤f.将物料使用压滤机压滤，压滤后材料的水分含量低于1％；步骤g.将压滤制得的物料使用隧道式烘箱，烘箱温度100～150℃，烘制8～15h；步骤h.物料烘干后，使用分级机进行分级，获得最大粒度直径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球形二氧化硅填料，其特征在于，其表面具有官能团，所述的官能团的化学结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种球形二氧化硅填料，其特征在于，其表面具有官能团，所述的官能团的化学结构式为：所述的官能团的质量百分比为6～20％；所述的二氧化硅填料具有以下性质：振实密度[g/ml]：0.4～0.8g/ml，球化率[％]：90～99％，最大粒度直径：0.7～5微米。2.一种有机硅烷化合物，其结构式为：所述的有机硅烷化合物具有如下性质：PH：6～7，熔点：200～260℃，闪点：60～90℃，折光率：1.45～1.48，黏度：10～100map.s。3.根据权利要求2所述的一种有机硅烷化合物，其特征在于，所述的有机硅烷化合物通过以下方法制得：步骤一，制备化学结构式为的化合物，将摩尔比为1∶1的十氢化萘和氯气分别加入反应釜中，然后经过强度为20～80cd光照3～10h再精馏制得；步骤二，制备化学结构式为的化合物，将摩尔比为1∶1的乙烯和氯化氢气体分别加入反应釜中，在1～5个大气压下60～120℃加热3～8h制得；步骤三，制备化学结构式为的化合物，将摩尔比为1：1的化学结构式为的化合物和化学结构式为的化合物混合后倒入反应釜中，在1～5个大气压下60～120℃下加热4～9h制得；步骤四，制备化学结构式为的化合物，将摩尔比为2∶5的化学结构式为均化合物和浓硫酸分别加入反应釜中，在1～3个大气压下60～120℃加热5～12h后精馏制得；步骤五，制备有机硅烷化合物，摩尔比为1∶1：1的化学结构式为的化合物、三甲基氯硅烷和氢氧化钠混合，在1～3个大气压下60～120℃加热5～12h制成有机硅烷化合物。4.一种球形二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，经过以下步骤制得：步骤a：制备有机硅烷化合物，所述的有机硅烷化合物结构式为：步骤b.将步骤a中制备获得的有机硅烷化合物与纯水按照摩尔比为2～8∶1混合制成混合溶液；步骤c.将步骤b中的混合溶液倒入反应釜中搅拌，搅拌速度为1000～2500rpm，反应釜的压力为0.2～15mpa，反应釜温度为80～200℃；步骤d.向步骤c所获取的溶液内加入碱性物质将混合液的PH调为8～12，混合时间为5～8h；步骤e.反应时间到后，卸掉压力，开启反应釜夹套冷却水，当温度冷却到室温时放出物料；步骤f.将物料使用压滤机压滤，压滤后材料的水分含量低于1％；步骤g.将压滤制得的物料使用隧道式烘箱，烘箱温度100～150℃，烘制8～15h；步骤h.物料烘干后，使用分级机进行分级，获得最大粒度直径为0.7～5微米的球形二氧化硅颗粒。5.根据权利要求4所述的球形二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，通过以下方法制备步骤a中的有机硅烷化合物：步骤M1，制备化学结构式为的化合物，将摩尔比为1∶1的十氢化萘和氯气分别加入反应釜中，然后经过强度为20～80cd光照3～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾波，胡林政，夏古俊，徐建霞，
申请(专利权)人：苏州海旭新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32