硅微粉作為一種典型的無(wú)機(jī)填料，具有“三高”（高絕緣性、高熱傳導(dǎo)、高熱穩(wěn)定性）、“三低”（低熱膨脹系數(shù)、低介電常數(shù)、低原料成本）以及“兩耐”（耐酸堿、耐磨性）的優(yōu)良特性，在覆銅板中得到廣泛應(yīng)用，是覆銅板中主要的無(wú)機(jī)填料，提高印刷電路板機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，防止印刷電路板變形和龜裂，加強(qiáng)耐熱性能及提高耐化學(xué)性能。
但硅微粉屬于極性、親水性物質(zhì)，顆粒小，比表面積大，形態(tài)多為球形或卵形，當(dāng)硅微粉填料分散到極性小的有機(jī)高分子樹(shù)脂中，其相容性差，影響材料的加工性能和使用質(zhì)量。隨著硅微粉的添加，向基體中帶入許多微氣孔，使材料致密性下降，材料絕緣性降低；而且硅微粉與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合過(guò)程中易引起界面效應(yīng)，吸引空間電荷，產(chǎn)生空隙，使復(fù)合材料的介電常數(shù)提高，材料的介電性能下降。
為解決上述問(wèn)題，廣州豫順發(fā)明專(zhuān)利《一種覆銅板用改性球形硅微粉及其制備方法》提供了一種球形硅微粉改性方法，具體方案如下：
?。?）羧基化硅微粉的制備方法：將γ?氨丙基三乙氧基硅烷、丁二酸酐、N,N?二甲基甲酰胺加入反應(yīng)釜中分散均勻，加入硅微粉、去離子水分散均勻，控制溫度60?80℃，保溫?cái)嚢??6h，洗滌、干燥，得到羧基化硅微粉。
其中，γ?氨丙基三乙氧基硅烷、丁二酸酐、N,N?二甲基甲酰胺、硅微粉、去離子水的添加比為0.2?0.5g：0.1?0.2g：50?200mL：10g：5?10mL。
?。?）將羧基化硅微粉、N,N?二甲基甲酰胺、DL?1?（1?萘基）乙胺、N,N'?羰基二咪唑加入反應(yīng)釜A中分散均勻，控制溫度80?90℃，保溫24?48h，離心、洗滌、干燥，得到組分一。
其中，羧基化硅微粉、N,N?二甲基甲酰胺、DL?1?（1?萘基）乙胺、N,N'?羰基二咪唑的添加比為10g：100?200mL：2?5g：2?5g。
?。?）將組分一、四氯甲烷加入反應(yīng)釜B中分散均勻，加入液溴，避光常溫反應(yīng)24?36h，過(guò)濾、洗滌、干燥，得到組分二。
其中，組分一、四氯甲烷、液溴的添加比為10g：100?200mL：0.5?2g。
?。?）氮?dú)夥諊?，將組分二、對(duì)甲?；脚鹚帷⑻妓徕?、1,4?二氧六環(huán)加入反應(yīng)釜C中分散均勻，加入去離子水、四（三苯基膦）合鈀，控制溫度70?80℃，保溫反應(yīng)24?48h，過(guò)濾、層析，得到組分三。
其中，組分二、對(duì)甲?；脚鹚?、碳酸鉀、1,4?二氧六環(huán)、去離子水、四（三苯基膦）合鈀的添加比為1g：0.05?0.15g：0.2?0.4g：10?20mL：0.3?1mL：0.01?0.02g。
?。?）氮?dú)夥諊校瑢⒔M分三、氰基乙酸、四氫呋喃加入反應(yīng)釜D中分散均勻，加入哌啶分散均勻，控制溫度回流反應(yīng)9?12h，過(guò)濾、洗滌、干燥，得到改性球形硅微粉。
其中，組分三、氰基乙酸、四氫呋喃、哌啶的添加比為10g：1?1.5g：100?200mL：1-1.5mL。
該發(fā)明利用丁二酸酐與γ?氨丙基三乙氧基硅烷發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，在硅烷偶聯(lián)劑上接枝羧基基團(tuán)，并利用γ?氨丙基三乙氧基硅烷的可水解基團(tuán)水解生成硅醇，與硅微粉表面羥基反應(yīng)形成硅氧烷，得到羧基化硅微粉，實(shí)現(xiàn)對(duì)硅微粉進(jìn)行表面有機(jī)化處理，改善硅微粉在樹(shù)脂體系中的分散性，提高硅微粉和樹(shù)脂之間的相容性，改善復(fù)合材料的機(jī)械性能、力學(xué)性能。
該發(fā)明以N,N'?羰基二咪唑作為活化劑對(duì)羧基化硅微粉表面羧基基團(tuán)進(jìn)行活化，再利用DL?1?（1?萘基）乙胺的氨基與硅微粉表面羧基發(fā)生酰胺反應(yīng)，在硅微粉表面接枝萘芳香環(huán)，得到組分一；將組分一與液溴混合反應(yīng)，在萘芳香環(huán)上鹵化，得到組分二；并以組分二、對(duì)甲酰基苯硼酸為原料、以四（三苯基膦）合鈀作為催化劑、通過(guò)Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)，得到組分三；最后利用組分三表面的醛基與氰基乙酸在哌啶作用下，經(jīng)過(guò)Knoevenagel縮合反應(yīng)得到改性球形硅微粉。
該發(fā)明制備的硅微粉與覆銅板基料環(huán)氧樹(shù)脂混合時(shí)，硅微粉表面含有的羧基基團(tuán)與環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，將硅微粉通過(guò)分子鏈與環(huán)氧樹(shù)脂有機(jī)連接，改善兩種材料的界面相容性，從而改善復(fù)合材料的綜合性能和增加粘結(jié)強(qiáng)度。而且隨著硅微粉與環(huán)氧樹(shù)脂的交聯(lián)，在環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)分子中引入萘芳香環(huán)不僅提高環(huán)氧樹(shù)脂的耐熱性，而且在環(huán)氧樹(shù)脂體系中引入萘分子結(jié)構(gòu)可以降低環(huán)氧樹(shù)脂線膨脹率；在環(huán)氧樹(shù)脂中引入更多非吸水性結(jié)構(gòu)單元和更多的疏水性的羥基結(jié)構(gòu)，可以降低環(huán)氧樹(shù)脂體系的吸水率。該發(fā)明制備的硅微粉添加在覆銅板基料中與環(huán)氧樹(shù)脂有機(jī)結(jié)合，有效解決了普通環(huán)氧樹(shù)脂耐濕熱性較差、線膨脹系數(shù)偏高等缺陷。
該發(fā)明制備的硅微粉作為填料添加在覆銅板環(huán)氧樹(shù)脂中，硅微粉不僅具有占有空間體積較大的基團(tuán)、有機(jī)分子鏈，而且引入雙鍵化合物等可以改善環(huán)氧樹(shù)脂的介電性能，賦予覆銅板較小且穩(wěn)定的介電常數(shù)（Dk）和介電損耗（Df），有效解決了環(huán)氧樹(shù)脂介電性能差，解決了一般環(huán)氧樹(shù)脂不適用于高頻高速情況下信號(hào)的快速傳輸問(wèn)題，使信號(hào)在介質(zhì)中傳輸?shù)耐暾愿谩?br />
資料來(lái)源：《一種覆銅板用改性球形硅微粉及其制備方法》
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