[发明专利]一种环氧树脂复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供的环氧树脂复合材料的制备方法，包括：将双酚AF完全溶解在环氧氯丙烷中，然后加入催化剂反应以得到树脂醚化物；使树脂醚化物和NaOH溶液反应，得到双酚AF氯醚醇；在双酚AF氯醚醇中滴加NaOH溶液，得到含氟环氧树脂；将含氟环氧树脂和固化剂混合均匀后，加入催化剂，混合、固化，制得环氧树脂复合材料。本发明还提供了由上述方法制备的环氧树脂复合材料及其作为电子材料和透波材料的应用。本发明通过在树脂结构中引入F，形成C‑F替代C‑H，使树脂结构的极性降低，从而制备出具有低介电常数和介电损耗，并且同时具有良好的热稳定性的环氧树脂复合材料，其可广泛地应用于印刷电路板、涂料、微电子等领域。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体而言，一种环氧树脂复合材料及其制备方法和应用

背景技术

环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上的环氧基团的一类有机高分子化合物，具有粘接性能好、变形收缩率小、机械强度高、原料来源丰富、成本低廉、易于加工成型等特点，广泛用于印刷电路板、涂料、微电子等领域。但是环氧树脂在固化后存在易开裂、耐疲劳性差以及介电常数高等缺点，使得一般环氧树脂的介电性能根本无法满足当今低介电材料的要求，因此，迫切需要研究具有低介电常数的环氧树脂复合材料。

目前，低介电环氧树脂复合材料的制备方法一般是通过在环氧树脂中添加具有低介电常数的填料，如中空玻璃微珠、介孔二氧化硅和POSS等，使用中空玻微珠可有效降低材料介电常数，但会明显降低复合材料的力学强度。中国专利CN106189087以POSS作为改性剂来制备POSS型环氧树脂复合材料，也可降低材料的介电常数，但POSS价格极其昂贵，增加了材料的制造成本。因此，通过简单易行、经济有效的方法制备介电性能良好的介电材料具有十分重要的意义。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提供了一种制造成本低且工艺简单的环氧树脂复合材料的制备方法，以提供一种具有低介电常数的环氧树脂复合材料。

根据本发明的一个方面，提供了一种环氧树脂复合材料的制备方法，包括：将双酚AF溶解在环氧氯丙烷中，然后加入相移催化剂反应以得到树脂醚化物；使所述树脂醚化物和NaOH溶液反应，得到双酚AF氯醚醇；在所述双酚AF氯醚醇中滴加所述NaOH溶液，得到含氟环氧树脂；将所述含氟环氧树脂和固化剂混合均匀后，加入催化剂，混合、固化，制得环氧树脂复合材料。

在上述制备方法中，将双酚AF完全溶解在环氧氯丙烷中，然后加入催化剂反应以得到树脂醚化物的步骤包括：在60～80℃下，将双酚AF完全溶解在环氧氯丙烷中，然后加入质量分数为0.05％～0.15％的相移催化剂四丁基溴化铵反应，保温0.5～1.5小时，以得到树脂醚化物，其中，所述双酚AF与所述环氧氯丙烷的摩尔比为1：2～1：6。

在上述制备方法中，将双酚AF完全溶解在环氧氯丙烷中，然后加入相移催化剂反应以得到树脂醚化物的步骤进一步包括：在70℃下，将双酚AF完全溶解在环氧氯丙烷中，然后加入质量分数为0.1％的相移催化剂四丁基溴化铵反应，保温1小时，以得到树脂醚化物，其中，所述双酚AF与所述环氧氯丙烷的摩尔比为1：4。

在上述制备方法中，使所述树脂醚化物和NaOH溶液反应，得到双酚AF氯醚醇的步骤包括：使所述树脂醚化物与质量分数为25％～35％的NaOH溶液在60～90℃下保温反应1～3小时，之后，去除过量的未反应的环氧氯丙烷，得到所述双酚AF氯醚醇，其中，所述双酚AF与NaOH的摩尔比为1：0.1～0.2。

在上述制备方法中，使所述树脂醚化物和NaOH溶液反应，得到双酚AF氯醚醇的步骤进一步包括：使所述树脂醚化物与质量分数为30％的NaOH溶液在70℃下保温反应2小时，之后，去除未反应的环氧氯丙烷，得到所述双酚AF氯醚醇，其中，所述双酚AF与NaOH的摩尔比为1：0.2。