[发明专利]高韧性高导热环氧-亚胺树脂体系及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于环氧-亚胺树脂体系及其制备和应用领域，特别涉及一种高韧性高导热环氧-亚胺树脂体系及其制备方法和应用。

背景技术

随着航空航天、电子电气事业的发展和电机电器技术的提高，对耐高温电气绝缘材料，包括电气绝缘板、电气绝缘胶带(如云母带等)，浸渍绝缘漆、电磁线漆等的需求量越来越大。

随着时代科技的进步，大功率电气、电子产品的飞速发展，高性能化的科技产品运行过程中必然会产生更多的热量，所产生的热如果得不到及时的散去，必然会降低产品的功效、缩短产品的使用寿命，更可怕的是有可能造成安全生产事故。因此，电气、电子行业中绝缘高分子材料急需能够导热化，以便积极有效地向外散热，保证它们运行过程的稳定可靠。

目前，生产导热绝缘高分子材料最简单有效的办法莫过于在绝缘高分子材料中添加高导热性无机填料，此方法能有效地提高材料的热导率，且工艺简单易行有利于工业化生产。

环氧树脂是一种具有良好的粘接性能，粘接强度高，粘接面广的树脂体系，它能与许多金属(如铁、钢、铜、铝、金属合金等)或非金属材料(如玻璃、陶瓷、木材、塑料等)的粘接，且粘接强度非常高，甚至可以超过被粘材料本身的强度。此外，它还具有良好的电气绝缘性能、加工性能和优异的尺寸稳定性能。然而由于它本身的延伸率低、脆性大，大大限制了其应用。

聚酰亚胺树脂是一类综合性能非常优异的高分子材料，具有特别优异的耐热性、耐低温性、阻燃性、电气绝缘性能和力学性能，被广泛地应用于电子微电子、航空航天、激光、光电等高科技领域。

聚酰亚胺树脂也是一种综合性能优良的耐高温电气绝缘材料，是目前世界上200级及以上耐高温绝缘材料的主要品种之一。其耐热性高，可在200℃下长期使用，具有良好的力学性能、介电性能、耐化学腐蚀性能和耐低温性能，但与玻璃纤维的粘附性能较差。

聚酰亚胺本身不仅可以制备薄膜、纤维、工程塑料、粘合剂、涂料、电气绝缘漆等，而且又可以作为热固性树脂(如环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、不饱和聚酯等)或含热固性树脂的高分子体系的耐高温增韧改性剂。

中国发明专利CN1927908A公开了一种含酚羟基聚酰亚胺粉末的制备方法，其主要特征在于：(1)摩尔比为1∶1的含酚羟基芳香族二元胺化合物或含酚羟基芳香族二元胺与其它二元胺的混合物和芳香族二元酐在强极性非质子有机溶剂中，氮气保护下，于0℃～30℃下反应3～12小时后，得到透明粘稠的聚羟基酰胺酸溶液，其中，强极性非质子有机溶剂占整个反应体系的质量百分数为5％～30％；(2)氮气气氛中，加入共沸脱水剂，加热升温，于120℃～160℃的温度范围内，回流共沸脱水亚胺化反应5～18小时，冷却至室温，过滤，洗涤，真空干燥，得到含酚羟基聚酰亚胺粉末，其中，共沸脱水剂与强极性非质子有机溶剂的体积比为0.1～10∶1。

将含亚胺结构的树脂引入到环氧树脂体系中，不仅可以显著地提高环氧体系的耐热性，而且可以同时大大改善其韧性。因此，聚酰亚胺树脂或聚醚酰亚胺树脂是良好的耐高温增韧改性剂。然而，聚酰亚胺树脂与环氧树脂间的相容性较差，因此，在聚酰亚胺分子结构中引入可与环氧基发生化学反应的活性基团(氨基、羟基、羧基等)，可达到理想的效果。

虞鑫海等【耐高温单组分环氧胶粘剂的研制[J].粘接，2008，29(12)：16-19】公开的一种耐高温单组分环氧胶粘剂，其中以2，2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷单体为原料制得了“含活性反应基团聚醚酰亚胺树脂(HPEI)”改性剂，制得了耐高温单组分环氧胶粘剂。

中国发明专利CN101914357A公开了一种环氧-有机硅聚酰亚胺粘合剂及其制备方法，该粘合剂的基本组成为：质量百分数为10％-15％的有机硅聚酰亚胺(SPI)树脂、质量百分数为15％-35％的多官能环氧树脂、质量百分数为5％-10％的固化剂和促进剂、质量百分数为45％-65％的有机溶剂。