[发明专利]新型耐高温低介电双苯并噁嗪树脂

说明书

技术领域

本发明涉及热固性树脂及其制备技术领域，特别涉及一种新型耐高温低介电双苯并噁嗪树脂。

背景技术

酚醛树脂以其良好的耐热性、阻燃性、力学强度、耐腐蚀性和电绝缘性等优点而广泛的应用，但因有需高温或强酸催化固化，固化时有小分子挥发物放出等缺点，往往其使用受到限制。苯并噁嗪是由氧原子和氮原子构成的六元杂环体系，在加热和/或催化作用下开环聚合，可形成类似聚酚醛结构的聚苯并噁嗪树脂。苯并噁嗪除了具有与普通酚醛树脂相当的耐热性、阻燃性、力学强度、耐腐蚀性和电绝缘性等优点以外，其在固化成型过程中无小分子释放，制品孔隙率低，接近“零”体积收缩，是一种环保无毒害的热固性树脂，因而受到广泛关注。

近年来，关于苯并噁嗪研究有很多。绝大多数研究是关于苯并噁嗪的合成方法、聚合、混合、修饰、性质以及苯并噁嗪单体的降解。从实际应用潜力上来说，绝大多数研究在性能提升上的效果不是很显著的。PBO是聚亚苯基苯并二噁唑(Poly-p-phenylene benzobisthiazole)的简称，是20世纪80年代美国为发展航天航空事业而开发的复合材料用增强材料，是含有杂环芳香族的聚合物家族中最有发展前途的一个成员，被誉为21世纪超级纤维，其商品名为Zylon，现已正式上市，正在开发纤维和复合材料的用途。PBO是一种溶致性液晶高分子，具有高强度、高模量、耐高温和环境稳定性好的优异特性，其性能胜过著名的Kevlar纤维，在世界上引起了极大的重视。

发明内容

有鉴于此，本发明针对已有苯并噁嗪树脂性能上的不足，研发出了一种含苯并噁唑结构的耐高温低介电的双苯并噁嗪。作为全芳杂环的噁唑环的热稳定性和化学稳定性非常好，其分解温度可高达700℃，因此本发明将噁唑环引入到苯并噁嗪分子链中可大大提高苯并噁嗪的耐高温性能。该苯并噁嗪为液晶分子，具有液晶分子通常拥有的良好的力学性能，其热性能和介电性能远远优于目前存在的其他苯并噁嗪树脂。

其可以广泛应用于复合材料基体、高温机械表面涂层、航空航天材料、微电子包装材料。除此之外，作为一种环保无毒害型高性能热固性树脂，逐渐代替部分传统的苯并噁嗪树脂，可以广泛应用于具有高性能要求的材料制备上。

具体实施方式

下面结合原理和具体操作实施例对本发明作进一步说明。

本发明研发出了一种新型耐高温低介电双苯并噁嗪树脂。不同于普通结构的引入基团，该苯并噁嗪树脂将PBO中的苯并噁唑结构作为主要基团引入到苯并噁嗪结构中。引入苯并噁唑环，可以改善苯并噁嗪的耐热性和力学性能，降低其介电常数，形成一种液晶分子结构。这种含苯并噁唑结构的双苯并噁嗪树脂，玻璃化转变温度高达402°C，并且其在800°C，残碳率高达62%。在介电性能上，其在150°C以下的介电常数为2.1-2.3，介电损耗的数值低于0.003，这意味着其在微电子包装材料行业有着巨大应用潜力。目前所研发出来的其他苯并噁嗪树脂玻璃化温度约200°C左右，最低介电常数在3以上。从所测性能数据来看，本发明所研发的苯并噁嗪树脂的性能远远优于其他苯并噁嗪树脂。