[发明专利]一种蓖麻油改性苯并噁嗪树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种蓖麻油改性苯并噁嗪树脂及其制备方法。一种蓖麻油改性苯并噁嗪树脂，其是将二异氰酸酯和蓖麻油以及双羟甲基苯并噁嗪单体进行一步反应后经交联固化而得。制备：将蓖麻油和双羟甲基苯并噁嗪单体在溶剂中混合均匀，按照二异氰酸酯中的氰酸基与蓖麻油和双羟甲基苯并噁嗪单体中的总羟基的物质的量为1：1的摩尔比，将二异氰酸酯缓慢滴加到反应溶液中反应，冷却后得到蓖麻油基聚氨酯苯并噁嗪预聚体；将得到的预聚体溶液固化得到蓖麻油改性苯并噁嗪树脂。该方法引入天然可再生资源蓖麻油作为原料制备的改性苯并噁嗪树脂，具有良好的相容性、柔韧性能和优异的介电性能，合成工艺简单。

技术领域

本发明涉及有机高分子材料技术领域，具体涉及蓖麻油改性苯并噁嗪树脂、制备方法及其应用。

背景技术

苯并噁嗪(BOZ)是一种由酚类、甲醛、伯胺通过Mannich反应得到的含有O、N元素的六元杂环化合物，在加热条件下便可发生开环聚合，生成含氮且类似于酚醛树脂的交联网状结构。聚苯并噁嗪作为一种新型的热固性树脂，具有优异的电绝缘性、较好的耐热性、阻燃性、低吸水率以及良好的力学性能等优点。特别值得关注的是苯并噁嗪树脂可在无催化剂的情况下加热固化，固化过程中无小分子放出，制品的空隙率低，近似零收缩，并且具有灵活的分子设计性。作为一种重要的工程聚合材料，聚苯并噁嗪树脂在航空航天、微电子等高新技术领域具有广阔的应用前景。

电子信息行业向高频、高速方向的发展，对基体材料介电性能提出了更高的要求，纯的聚苯并噁嗪树脂的介电常数在～3.5的范围，并不能满足高频高速的要求。在实际应用中，聚苯并噁嗪还存在产品较脆，柔韧性能较差等缺点。聚氨酯(PU)是一类分子主链中含有重复氨基甲酸酯基团聚合物的统称，由异氰酸酯与羟基化合物聚合而成。聚氨酯树脂具有优良的韧性、良好的耐油、耐磨性以及卓越的易加工性能，因而在日常生活和工业生产中有着非常广泛的应用。将聚氨酯树脂与苯并噁嗪共聚不仅可以降低苯并噁嗪树脂的介电常数，提高苯并噁嗪树脂的柔韧性，而且还大大提升了聚氨酯的热性能。传统的聚氨酯改性苯并噁嗪聚氨酯共聚物一般仅仅是利用苯并噁嗪固化开环产生的酚羟基与氰酸根反应得到，共聚反应不完全、结构不均一。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的不足而提供一种蓖麻油改性苯并噁嗪树脂及其制备方法。该方法引入天然可再生资源蓖麻油作为原料制备的改性苯并噁嗪树脂，具有良好的相容性、柔韧性能和优异的介电性能，合成工艺简单。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

提供一种蓖麻油改性苯并噁嗪树脂，其是将二异氰酸酯和蓖麻油以及双羟甲基苯并噁嗪单体进行一步反应后经交联固化而得。

上述方案中，所述蓖麻油和双羟甲基苯并噁嗪单体的摩尔比为1：3-5。

上述方案中，所述的双羟甲基苯并噁嗪单体具有以下结构：

时为己二胺型双羟甲基苯并噁嗪单体

时为4,4'-二氨基二苯甲烷型双羟甲基苯并噁嗪单体。

按上述方案，所述的二异氰酸酯类物质为六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯。优选为具有低极性长脂肪链结构的六亚甲基二异氰酸酯。

提供一种上述蓖麻油改性苯并噁嗪树脂的制备方法，具体为：将蓖麻油和双羟甲基苯并噁嗪单体在溶剂中混合均匀，按照二异氰酸酯中的氰酸基(NCO)与蓖麻油和双羟甲基苯并噁嗪单体中的总羟基(OH)的物质的量为1：1的摩尔比，将二异氰酸酯缓慢滴加到反应溶液中反应，冷却后得到蓖麻油基聚氨酯苯并噁嗪预聚体；将得到的预聚体溶液固化得到蓖麻油改性的苯并噁嗪树脂。

上述方案中，所述反应温度60℃～110℃，搅拌反应30min至4h。

上述方案中，所述溶剂为丙酮、甲苯、二甲苯、乙醇、三氯甲烷、二甲基甲酰胺、1，4-二氧六环中任意一种或多种的混合物。