[发明专利]苯并噁嗪树脂/含金属铝、钛或镁的倍半硅氧烷组合物

说明书

技术领域

本发明涉及苯并噁嗪树脂/含金属的倍半硅氧烷组合物及其制备方法和由该组合物与其他热固性树脂形成的组合物。

背景技术

苯并噁嗪是一种新型的改性杂环酚醛，它是在传统酚醛树脂的基础上发展起来的一类新型热固性树脂。它是以酚类化合物、醛类和胺类化合物为原料合成的一类中间体，在加热和/或催化条件下发生开环聚合成一种类似酚醛树脂的交联结构。苯并噁嗪不仅具有传统酚醛树脂的优异性能而且它在固化过程中没有小分子放出，制品零收缩，聚合物有良好的耐热性、力学性能、耐高温性、耐潮湿性的特殊优点并且有灵活的分子可设计性。

有关苯并噁嗪及其主要合成方法的背景技术可以参考本发明人在“含N-烯丙基的苯并噁嗪中间体和组合物及其制备方法”（中国专利申请号：03146797.0）、“酚酞型苯并噁嗪中间体和组合物及其制备方法”（中国专利申请号200510087724.5）、“含苯并噁嗪基团的倍半硅氧烷和其组合物及制备方法”（中国专利申请号：200610114117.8）、“2-噁唑啉-苯并噁类化合物和其组合物及制备方法”（中国专利申请号：200610114118.2）和“基于可再生资源的苯并噁嗪树脂和组合物及其制备方法”（中国专利申请号：200910143891.5）中所述的内容。

尽管苯并噁嗪具有优异的性能，但是其固化温度仍然偏高，这限制了它的应用。为降低苯并噁嗪的固化温度，人们已经提出了很多种方法。例如，Y X Wang在1999年报道了五氯化磷、三氯化磷、二氯氧磷、四氯化钛、三氯化铝、对甲基苯磺酸甲酯等催化苯并噁嗪开环聚合(Y X Wang and H Ishida,Polymer,1999,40,4563)。1999年J Dunkers则采用醋酸、己二酸、三氟乙酸、对甲酚等催化苯并噁嗪开环聚合（J Dunkers and H Ishida,J.Polym.Sci.Part A.Polym.Chem.,1999,37,1913）；2001年Ishida在美国专利6225440中将上述阳离子开环聚合催化剂用于苯并噁嗪开环聚合或固化反应。

倍半硅氧烷起源于不断发展的硅树脂复合材料，是一类含有有机-无机杂化结构的化合物，其基本结构为（RSiO _1.5）_n，n为6、8、10、12等，其中R为氢、烷基、烯基、芳基、亚芳基以及由这些基团衍生出来反应性有机官能团。它的结构主要包括无规结构、梯形结构、笼形结构及不完整的笼形结构。倍半硅氧烷既具有高分子材料优良的质轻、韧性好、良好的加工性能、耐腐蚀等优点，又具有无机材料的耐高温、高模量等优点，具体表现为耐热性提高，阻燃性提高，改善抗氧化性、机械性能。它最早应用于航空航天，现有开发出耐高温材料、阻燃材料、防腐涂料、耐高温涂料、透波材料、电绝缘涂料、粘接材料、电致发光材料以及医用材料等应用领域。

多面体倍半硅氧烷（POSS）作为一种新型的有机-无机纳米杂化材料，结合了有机材料和无机材料的优点，成为现在研究的热点课题。POSS已经被用来改性各种各样的材料，包括聚丙烯、聚苯乙烯、氰酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯等，POSS对聚苯并噁嗪树脂的改性研究也有报道，研究者们用不同的方法将POSS引入树脂基体中，或者是通过分子设计将POSS分子与树脂基体分子结合，或者是直接与基体树脂进行共混，POSS的加入提高了基体树脂的动态粘弹性能，耐热性、介电性等。