[发明专利]一种高导电高韧性苯并噁嗪复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高导电高韧性苯并噁嗪复合材料及其制备方法，涉及高分子复合材料领域。其配方为，包括按重量计的苯并噁嗪单体70‑90份，导电填料1‑20份，无机填料1‑10份，偶联剂0.1‑10份，催化剂0.02‑5份。本发明的复合材料通过共混、超声等对苯并噁嗪树脂进行改性，提高其导电性能的同时，有效提高复合材料的韧性。本发明制备方法较为简单，实施方便，对于提高生产效率，简化生产流程，扩大苯并噁嗪应用领域都具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种高导电高韧性苯并噁嗪组合物及制备方法，属于高分子材料高性能改性技术领域。

背景技术

苯并噁嗪是一种由酚类化合物、伯胺类化合物和醛类化合物为原料合成的苯并六元杂环化合物，单体在加热或催化剂的作用下固化形成苯并噁嗪树脂。具有熔融粘度低、催化剂温和、耐热性好、介电常数低、阻燃性能好等多种优点，因此，苯并噁嗪在层压板、耐火材料、绝缘材料等领域已经有了广泛的应用前景。但由于其本身导电性能极差，在导电材料领域的应用尚未有报道。此外，苯并噁嗪树脂作为热固性材料，普遍存在内应力大、脆性大、耐冲击性能低等缺陷，这些缺陷也极大的限制了苯并噁嗪在更高要求场景的应用，因此，苯并噁嗪韧性的提升对其应用范围的扩大具有重要意义。

碳纳米管、石墨烯、碳纤维等碳基填料，普遍具有优异的电学性能、高的比表面积以及良好的机械性能。在电子、信息、生物医药及能源领域都有着重要应用。碳纳米管和石墨烯作为纳米材料，在热、力、超声等条件下能够较好的分散在溶液中。同时碳基材料含有大量共轭结构，使其与共轭结构聚合物相容性良好。专利201510627715提供了一种化学改性的所及化氧化石墨烯用以降低苯并噁嗪树脂固化温度，提高耐热性能。专利201910993651.8也通过在苯并噁嗪复合材料中引入石墨烯的方式，得到了超高频低介电性羧基化石墨烯增强复合材料。以上专利均提高了苯并噁嗪基树脂的机械性能，但是其制备方法中都会存在以下问题： (1)填料化学改性过程，涉及试剂较多、反应过程复杂，难以实现大批量应用；(2)填料的化学改性破坏其本身的导电性能，难以实现苯并噁嗪基树脂导电性能的提升。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种高导电高韧性苯并噁嗪组合物及制备方法。

一种高导电高韧性苯并噁嗪复合材料，包括重量份数计的以下组分：

所述苯并噁嗪中间体分子为双酚A/苯胺型苯并噁嗪单体、双酚F/苯胺型苯并噁嗪单体、双酚A/丙烯胺型苯并噁嗪单体、酚酞/丙烯胺型苯并噁嗪单体、双酚F/丙烯胺型苯并噁嗪单体或双酚A/联苯胺苯并噁嗪单体中的一种或多种。

优选的，导电填料为碳纳米管、改性碳纳米管、石墨烯、石墨烯纳米片中的一种或多种。

优选的，溶剂为甲苯、二甲苯、丙酮、三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、1，4-二氧六环、四氢呋喃中的一种或多种。

优选的，所述无机填料包括碳纤维、云母、片状二氧化硅、玻璃纤维中的一种或多种。

优选的，偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷KH550、硅烷偶联剂A-172、硅烷偶联剂 KH-560、硅烷偶联剂KH-570/580、磷酸酯、钛酯酸化合中的一种或多种。

优选的，所述催化剂为锡羧酸盐类催化剂、铝羧酸盐类催化剂、稀土羧酸盐类催化剂和锌羧酸盐类催化剂中的一种或多种。

一种制备高导电高韧性苯并噁嗪复合材料的方法，包括如下步骤：

(1)将1-20份导电填料与0.1-10份偶联剂加入100-200份溶剂中，室温下超声分散30-60min，随后磁力搅拌1-3h；在分散过程中，偶联剂附着在导电填料表面，更有利于导电填料分撒在苯并噁嗪基体上；