[发明专利]高频低介电性功能化石墨烯/主链苯并噁嗪复合树脂及其原位插层溶液制备方法

说明书

本发明涉及高频低介电性功能化石墨烯/主链苯并噁嗪复合树脂及其原位插层溶液制备方法。制备方法：将功能化氧化石墨烯通过超声分散方法分散于有机溶剂中，得到0.1～10g/L的功能化氧化石墨烯均匀分散液；将主链苯并噁嗪二元或三元树脂预聚体溶于相应有机溶剂中，得到质量浓度为10～30％的预聚体溶液；将功能化氧化石墨烯分散液与预聚体溶液进行共混得到均匀混合液，使得混合液中氧化石墨烯或功能化氧化石墨烯与主链苯并噁嗪二元或三元树脂预聚体质量比为0.1～1：99～99.9；将所得混合液在80～140℃下反应2～8h，再于100～220℃固化反应4～24h。本发明的复合树脂固化时间短、固化无收缩，纳米粒子分散性好，具有低介电常数、低介电损耗、良好的耐热性、耐湿性和机械性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一类功能化氧化石墨烯增强主链苯并噁嗪复合树脂及其原位插层溶液制备方法。

背景技术

苯并噁嗪是以酚类、醛类和伯胺类化合物为原料合成的一类含杂环结构的高分子单体，在加热和/或催化剂作用下开环聚合，生成含氮且类似酚醛树脂的网状结构，称为聚苯并噁嗪或苯并噁嗪树脂。苯并噁嗪树脂不仅具有良好的阻燃效果和耐化学性能，而且具有低收缩率、低介电常数和灵活的分子设计性等优点，并可在无催化剂的情况下加热固化，且无小分子放出。但苯并噁嗪树脂在实际应用中也存在一些缺点，如交联密度低；固化反应温度高、固化时间长；普通苯并噁嗪聚合后树脂较脆；热性能也有待进一步提高等。

近期，一种新型结构的主链型苯并噁嗪树脂得到了广泛关注，即其合成单体的主链、均聚物及其共聚物主链上含有噁嗪环或其开环产物。主链型苯并噁嗪(main chainbenzoxazine) 是两千年以来发展起来的一类新型的苯并噁嗪树脂，从化学结构设计和应用性能方面与传统的单官能度和双官能度苯并噁嗪树脂有根本的区别。传统的单官能度和双官能度苯并噁嗪单体上有且只有1个或2个噁嗪环，主链苯并噁嗪单体含有2n个噁嗪环。因此，主链苯并噁嗪单体趋向于交联而获得高的分子量以及优秀的韧性，而且这种苯并噁嗪单体能溶于溶剂，也能在熔融态下进行加工，加热固化后的材料仍然是热固性聚合物。因为主链型苯并噁嗪树脂兼有热固性树脂和热塑性树脂的一些优点，具有良好的应用前景，可作为电子封装、印刷电路板、航空以及膜材料使用。为了满足现有技术对低介电常数、低介电损耗、高耐热性、高耐燃性及柔韧性等综合性能方面更高要求的材料需要，构筑二元、三元共聚树脂体系，进行复合改性研究具有十分重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种高频低介电性功能化氧化石墨烯增强主链苯并噁嗪复合树脂及其原位插层溶液制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种功能化氧化石墨烯增强主链苯并噁嗪复合树脂，其为功能化氧化石墨烯改性主链苯并噁嗪/碳氢树脂二元树脂，或功能化氧化石墨烯改性主链苯并噁嗪/环氧树脂/碳氢树脂三元树脂，按重量份计功能化氧化石墨烯0.1～5份，主链苯并噁嗪/碳氢树脂二元树脂或主链苯并噁嗪/环氧树脂/碳氢树脂三元树脂5～99.9份；所述的功能化氧化石墨烯为羧基化氧化石墨烯或氨基化氧化石墨烯；

所述主链苯并噁嗪/碳氢树脂二元树脂是由主链苯并噁嗪50～90重量份和碳氢树脂10～ 50重量份交联聚合得到的主链苯并噁嗪/碳氢树脂二元预聚体固化得到的；所述的主链苯并噁嗪/环氧树脂/碳氢树脂三元树脂由主链苯并噁嗪50～80重量份；环氧树脂10～20重量份；碳氢树脂10～30重量份交联聚合得到的主链苯并噁嗪/环氧树脂/碳氢树脂三元共聚体系固化得到的。

按上述方案，本发明所述主链苯并噁嗪具有以下结构：

为DDM型主链苯并噁嗪，

或为ODA型主链苯并噁嗪。

其中n＝2.5～20。