本发明专利技术提供一种含咔唑结构的新型环氧树脂及其制备方法和应用。环氧树脂具有如式(1)所示结构：其中，n为自然数；R1为氢原子、卤素原子、脂肪族基、卤代脂肪族基、烷氧基、硅氧基；R2为杂环基、芳环基、脂环基。本发明专利技术环氧树脂分子链中咔唑的引入能够改善材料的耐湿热性能，同时其力学性能较传统双酚A环氧树脂也能获得较大改善。所述含咔唑结构的新型环氧树脂固化后可适用电子封装材料领域。封装材料领域。
【技术实现步骤摘要】
含咔唑结构的环氧树脂及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，同时涉及了电子封装材料领域，具体地说，是涉及一种含咔唑结构的新型环氧树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]环氧树脂因其具有优异的粘接性能、化学稳定性、热稳定性、力学性能和相对较低的介电系数，同时具备成本低廉、收缩率低、易加工成型等优势，不仅在电子封装材料中具有举足轻重的地位，而且广泛地应用于电子电气、航天航空等各个领域。
[0003]针对传统环氧树脂所存在的问题，人们引入多芳环体系及其衍生物来对其进行广泛的研究。
[0004]例如在专利(公布号CN102352023A)中通过引入螺环类膨胀单体的方法来解决树脂内应力大的问题，具体包括步骤：首先对螺环原碳酸酯预聚体合成，再进行改性环氧树脂的制备：将配好的预聚体，合成摩尔比为2:1，3:2，4:3和环氧树脂于室温下在烧杯中混合，加入混合树脂重量3％的三氟化硼乙胺固化剂搅匀，将盛有混合物的烧杯超声波清洗器中混合1小时，然后再放入真空烘箱中脱气泡2小时。
[0005]在专利(公布号CN100999567A)中通过在分子主链中引入金刚烷的方法来提升树脂耐高温、耐湿的性能，具体包括步骤：首先通过二卤金刚烷合成了二(羟苯基)金刚烷，再通过二(羟苯基)金刚烷与环氧氯内烷合成了主链含有金刚烷结构的环氧树脂。
[0006]在专利(公布号CN102659719A)中通过构建含有蒽环的大刚性基团的骨架结构来赋予树脂较高的玻璃化转变温度，具体包括步骤：(1)合成蒽结构反应：将催化剂A加入到原料邻苯二甲醚中，控制温度
‑
5～10℃，滴加脂肪醛，反应18～32h(小时)，合成蒽结构四元醚；(2)醇化反应：将上述蒽结构四元醚在溶剂a中溶解，加入催化剂B常温反应2～4h，生成蒽结构四元醇；(3)醚化反应：用溶剂b溶解四元醇，在催化剂C条件下加入蒽型四元醇的摩尔数的8～15倍的环氧氯丙烷，发生醚化反应，醚化反应温度为40～70℃，反应时间为3～7h；(4)闭环反应：加入四元醇摩尔比5～8倍的碱溶液，闭环反应温度为50～80℃，反应时间为3～6h，完成闭环反应；(5)加入酸中和过量的碱，水洗除盐后回收环氧氯丙烷，精制得到四官能团环氧树脂。
[0007]虽然目前已报道的相关研究取得了诸多的成果，但并不能完全兼顾各方面的性能以解决传统环氧树脂所存在的问题，因此，还需要另觅新的途径来寻求突破。
技术实现思路
[0008]咔唑具有对称的大平面共轭结构，拥有出色的耐高温、耐候、疏水等特性，可以将其作为骨架结构制备可应用于电子封装的双酚型环氧树脂。为了解决以上现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种包含咔唑结构的新型环氧树脂及其制备方法和应用。
[0009]本专利技术目的之一为提供一种含咔唑结构的环氧树脂(PCBZ)，具有如式(1)所示结构：
[0010][0011]其中，n为自然数，优选地，n为0～200的自然数。
[0012]其中，R1为氢原子、卤素原子、脂肪族基、卤代脂肪族基、烷氧基、硅氧基。卤素基团、脂肪族基、卤代脂肪族基等侧基的引入能够提升材料的疏水性；另外脂肪族基、卤代脂肪族基等侧基的引入也可以提升其在溶剂里的溶解性能，使其更具可加工性。
[0013]进一步地，R1为氢原子、卤素原子、C5～C
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脂肪族基、C5～C
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卤代脂肪族基、C5～C
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烷氧基、Si3～Si
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硅氧基中的一种。
[0014]其中，R2为杂环基、脂环基、芳环基。
[0015]进一步地，咔唑上2,7位或3,6位上R2基团单独存在；如，3,6位上存在R2基团或2,7存在R2基团。
[0016]进一步地，R2为取代或未取代的含杂原子N、O、F、Si、P、S的杂环基、取代或未取代的不超过5个环的脂环基、取代或未取代的单芳环基、取代或未取代的多芳环基中的一种。
[0017]进一步地，取代或未取代的含杂原子N、O、F、Si、P、S的杂环基包括呋喃基、噻吩基、吡咯基、噻唑基、咪唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、吲哚基、喹啉基、以及经取代的以上基团等其中的一种，但不仅限于此。杂环基的引入有利于提高热稳定性及一定程度上提高玻璃化转变温度。
[0018]进一步地，上述的芳环基团包括苯基、苯醚基、苯硫醚基、苯亚砜基、苯砜基、苯酮基、苯羰基、苯酰胺基、苯酰亚胺基、苯联萘基、苯联蒽基、苯联螺环基、苯联芴基、苯联芘环基；联苯基、联苯醚基、联苯硫醚基、联苯亚砜基、联苯砜基、联苯酮基、联苯羰基、联苯酰胺基；萘基、萘醚基、萘硫醚基、萘亚砜基、萘砜基、萘酮基、萘羰基、萘酰胺基、萘酰亚胺基、萘联蒽基、萘联螺环基、萘联芴基、萘联芘环基；蒽基、蒽醚基、蒽硫醚基；芴基、芘环基及芴环和芘环等的相关衍生物；以及经取代的以上基团，但不仅限于此。醚键、亚砜、砜、酮及酰胺和芳环基团的引入有利于提高热稳定性及一定程度上提高玻璃化转变温度。
[0019]进一步地，上述的脂环基包括螺环基以及相关衍生物，但不仅限于此。
[0020]本专利技术目的之二为提供所述含咔唑结构的环氧树脂的制备方法，包括：在相催化剂存在下化合物II(CBZ)与环氧氯丙烷反应，接着加入碱得到所述环氧树脂，其中所述化合物II具有式(2)所示结构，
[0021][0022]R1为氢原子、卤素原子、脂肪族基、卤代脂肪族基、烷氧基、硅氧基；R2为杂环基、脂环基、芳环基。
[0023]进一步地，R1为氢原子、卤素原子、C5～C
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脂肪族基、C5～C
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卤代脂肪族基、C5～C
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烷氧基、Si3～Si
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硅氧基中的一种。
[0024]进一步地，R2为取代或未取代的含杂原子N、O、F、Si、P、S的杂环基、取代或未取代的不超过5个环的脂环基、取代或未取代的单芳环基、取代或未取代的多芳环基中的一种。
[0025]本专利技术中新型环氧树脂通过单体分子化合物II(CBZ)制备得到，
[0026]当R1为上述基团时，单体分子CBZ可包含如下结构式，但不限于如下的结构式：
[0027][0028]当R2为含有取代或未取代的杂原子N、O、F、Si、P、S的杂环基时，单体分子CBZ可包含如下结构式，但不限于如下的结构式：
[0029][0030]进一步地，上述的芳环基团包括苯基、苯醚基、苯硫醚基、苯亚砜基、苯砜基、苯酮基、苯羰基、苯酰胺基、苯酰亚胺基、苯联萘基、苯联蒽基、苯联螺环基、苯联芴基、苯联芘环基；联苯基、联苯醚基、联苯硫醚基、联苯亚砜基、联苯砜基、联苯酮基、联苯羰基、联苯酰胺基；萘基、萘醚基、萘硫醚基、萘亚砜基、萘砜基、萘酮基、萘羰基、萘酰胺基、萘酰亚胺基、萘联蒽基、萘联螺环基、萘联芴基、萘联芘环基；蒽基、蒽醚基、蒽硫醚基；芴基、芘环基及芴环和芘环等的相关衍生物；以及经取代的以上基团，但不仅限于此；醚键、亚砜、砜、酮及酰胺和多芳环基团的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含咔唑结构的环氧树脂，具有如式(1)所示结构：其中，n为自然数；R1为氢原子、卤素原子、脂肪族基、卤代脂肪族基、烷氧基、硅氧基；R2为杂环基、芳环基、脂环基。2.根据权利要求1所述的环氧树脂，其特征在于：R1为氢原子、卤素原子、C5～C
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脂肪族基、C5～C
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卤代脂肪族基、C5～C
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烷氧基、Si3～Si
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硅氧基；R2为取代或未取代的含杂原子N、O、F、Si、P、S的杂环基、取代或未取代的不超过5个环的脂环基、取代或未取代的单芳环基、取代或未取代的多芳环基。3.根据权利要求2所述的环氧树脂，其特征在于：R2为呋喃基、噻吩基、吡咯基、噻唑基、咪唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、吲哚基、喹啉基、苯基、苯醚基、苯硫醚基、苯亚砜基、苯砜基、苯酮基、苯羰基、苯酰胺基、苯酰亚胺基、苯联萘基、苯联蒽基、苯联螺环基、苯联芴基、苯联芘环基、联苯基、联苯醚基、联苯硫醚基、联苯亚砜基、联苯砜基、联苯酮基、联苯羰基、联苯酰胺基、萘基、萘醚基、萘硫醚基、萘亚砜基、萘砜基、萘酮基、萘羰基、萘酰胺基、萘酰亚胺基、萘联蒽基、萘联螺环基、萘联芴基、萘联芘环基、蒽基、蒽醚基、蒽硫醚基、芴基、芘环基、螺环基、以及螺环、芴环和芘环的相关衍生物。4.一种根据权利要求1～3之任一项所述环氧树脂的制备方法，包括：在相催化剂存在下化合物II与环氧氯丙烷反应，接着加入碱得到所述环氧树脂，其中所述化合物II具有式(2)所示结构，5.根据权利要求4所述的环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述化合物II具有如下所示结构：
和/或，所述相催化剂选自苄基三乙基氯化铵、三甲基苄基氯化铵、三烷基甲基氯化铵、三辛基甲基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、冠醚、聚乙二醇中的至少一种；和/或，所述碱选自...
【专利技术属性】
技术研发人员：张藕生，曹君，王鑫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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