[发明专利]一种可低温固化的含硅苯并噁嗪树脂及其制备方法

说明书

本发明提供一种可低温固化的含硅苯并噁嗪树脂及其制备方法，由于本发明所制备的含硅苯并噁嗪树脂中具有活性较高的伯胺基团，可以催化苯并噁嗪树脂的固化，因而该苯并噁嗪树脂具有较低的固化温度，采用DSC测试其固化活性，结果显示该方法可以显著的降低苯并噁嗪的固化温度。

技术领域

本发明属于树脂制备领域，具体涉及一种含有硅元素且可以低温固化的杂化苯并噁嗪树脂的制备方法。

背景技术

苯并噁嗪树脂是一种新型酚醛树脂，该树脂固化过程中无小分子放出。相较于传统的酚醛、环氧等树脂，该树脂固化过程无体积收缩。而且通过调整分子结构，可以获得一系列不同性能的苯并噁嗪树脂，但是一般而言，苯并噁嗪树脂的阻燃性能较差，需要添加阻燃剂以改善苯并噁嗪树脂的阻燃性能。常规的卤素阻燃剂和磷系阻燃剂均对环境和人身有一定的危害，因此近年发展出了新型的硅系阻燃剂。CN 102134254B公布了一种使用含伯胺的硅烷偶联剂合成含硅苯并噁嗪树脂的方法，通过此种方法向苯并噁嗪树脂中引入硅元素，可以显著的提高体系的800℃残碳。CN 109867792A公布了一种通过硅氢加成反应，向含有降冰片烯结构的苯并噁嗪树脂中引入硅元素的方法，该方法同样可以显著提高苯并噁嗪树脂的残碳。但是上述方法制备的含硅苯并噁嗪树脂的固化温度均＞220℃，不利于成型加工，对生产设备提出较苛刻的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种可低温固化的含硅苯并噁嗪树脂及其制备方法，所述杂化苯并噁嗪不但具有良好的阻燃效果，且可以在较低温度下固化，利于成型加工。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种可低温固化的含硅苯并噁嗪树脂，由式(1)所示的苯并噁嗪树脂与式(2)所示的有机硅树脂通过硅氢加成反应得到；

其中，R1和R5中至少一个为不饱和官能团；R2和R3各自独立的为甲基、苯基或氨基；R4为苯基或者硅。

优选的，不饱和官能团为烯丙基、炔丙基或者降冰片烯。

所述的可低温固化的含硅苯并噁嗪树脂的制备方法，其特征在于，将式(1)所示的苯并噁嗪树脂与式(2)所示的有机硅树脂加入溶剂中，再加入催化剂，进行硅氢加成反应，反应结束后去除溶剂，得到含硅苯并噁嗪树脂。

优选的，式(1)所示的苯并噁嗪树脂由一元酚或多元酚与一元胺或多元胺反应制备得到。

优选的，式(2)所示的有机硅树脂由氯硅烷与氨气、间苯二胺或对苯二胺发生氨解反应制得。

优选的，所述氯硅烷为一氯硅烷、二氯硅烷和三氯硅烷中的一种或多种的混合物，当为多种的混合物时，至少其中的一种氯硅烷含有硅氢键。

优选的，所述催化剂为乙酰丙酮镍或氯铂酸。

优选的，所述溶剂为四氢呋喃、甲苯或石油醚。

优选的，苯并噁嗪树脂与有机硅树脂的用量关系满足硅氢键与苯并噁嗪树脂中支链上不饱和官能团的摩尔比为30％-100％。

优选的，所述硅氢加成反应的温度为50-120℃之间，反应时间为2-5h。与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

由于本发明所制备的含硅苯并噁嗪树脂中具有活性较高的伯胺基团，可以催化苯并噁嗪树脂的固化，因而该苯并噁嗪树脂具有较低的固化温度，采用DSC测试其固化活性，结果显示该方法可以显著的降低苯并噁嗪的固化温度。本发明所制备的苯并噁嗪树脂通过硅氢加成和催化固化引入了较多的硅元素，因而具有较高的残碳。采用TGA测试固化后树脂800℃时的残留率，测试结果显示通过此方法可以制备高残留率(＞60％)的苯并噁嗪树脂。

进一步的，通过改变苯并噁嗪树脂与有机硅树脂比例，可以方便的调节制备的杂化树脂的硅含量。

附图说明