[发明专利]一种耐热型苯并噁嗪树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热固性树脂领域，具体是一种耐热型苯并噁嗪树脂及其制备方法。

背景技术

苯并噁嗪是一类由伯胺类化合物、甲醛和酚类化合物经缩合反应得到的含氮六元杂环化合物，可以在加热或路易斯酸催化作用下发生开环聚合，形成结构上类似于酚醛树脂的含氮聚合物。该树脂具有优良的机械性能、耐热性、加工性、固化过程无小分子放出、灵活的分子设计性、固化过程中体积近乎零收缩、低吸水率、低表面能优点。20世纪40年代，国外对酚类中间体、胺类中间体和甲醛的反应进行了较系统的研究，合成了含有苯并噁嗪环状结构的中间体：

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70年代以来，国外就苯并噁嗪的开环聚合反应和制品开发进行了初步研究。90年代以后，国内外在苯并噁嗪中间体的合成、开环聚合反应和结构与性能关系等方面开展了广泛的研究。

然而，传统的苯并噁嗪树脂的热稳定性和阻燃性能仍然不能满足电子、航空航天等领域的要求，使得其在这些领域中的应用受到严重的限制。目前提高苯并噁嗪热稳定性的方法主要是通过分子设计合成出含特殊基团的苯并噁嗪中间体，但是这些苯并噁嗪的合成工艺复杂，使得它们在实际应用中受到了限制。因此，如何研究出一种合成工艺简单、低成本、高热稳定性的苯并恶嗪树脂具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成工艺简单、低成本、高热稳定性的耐热型苯并噁嗪树脂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种耐热型苯并噁嗪树脂，按照质量份数的原料由苯并噁嗪基体树脂45-85份、水溶性硅树脂5-55份和溶剂0-25份组成。

作为本发明进一步的方案：按照质量份数的原料由苯并噁嗪基体树脂50-70份、水溶性硅树脂20-35份和溶剂5-15份组成。

作为本发明进一步的方案：所述苯并噁嗪基体树脂由苯酚、4，4-二氨基二苯甲烷和多聚甲醛制成，苯酚：4，4-二氨基二苯甲烷的摩尔比为1.8-2.5：1，多聚甲醛：4，4-二氨基二苯甲烷的质量比为3.64-6.47。

作为本发明进一步的方案：所述苯并噁嗪基体树脂的制备方法，包括以下步骤：以苯酚、4，4-二氨基二苯甲烷和多聚甲醛为反应起始原料，在反应器中加入水、苯酚和4，4-二氨基二苯甲烷，搅拌，搅拌速度为50-80r/min，搅拌均匀后，将温度升至82-88℃，继续搅拌，边搅拌边缓慢加入多聚甲醛，反应5-5.5h，反应结束后，开始在温度为72-75℃、压强为-0.1MPa的真空条件下脱水，以脱除多余的溶剂和水，直至无气泡产生，得到金黄色液体，即为苯并噁嗪基体树脂。

作为本发明进一步的方案：所述水溶性硅树脂由四官能Si-18和甲基三乙氧基硅烷制成，所述四官能Si-18：甲基三乙氧基硅烷的摩尔比为1：0.6-0.7。

作为本发明进一步的方案：所述水溶性硅树脂的制备方法，包括以下步骤：按比例称取四官能Si-18和甲基三乙氧基硅烷混合，在pH=3、温度为15-30℃的条件下进行水解缩聚反应，制得水溶性硅树脂。

作为本发明进一步的方案：所述溶剂为氯仿、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙酮、丁酮、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多种的混合物。

所述的耐热型苯并噁嗪树脂的制备方法，包括以下步骤：

（1）共混，包括：

1）溶液共混：按比例称取苯并噁嗪基体树脂和水溶性硅树脂，于10-30℃温度下溶解于溶剂中，得到混合溶液，然后制备预浸料及复合材料；或在温度100-110℃，真空度为0.06-0.08MPa的真空条件下脱除溶剂1-1.2h，制备树脂浇铸体；

2）熔融共混：按比例称取苯并噁嗪基体树脂和水溶性硅树脂，在带有搅拌器和加热装置的容器中，混合20-30min，混合温度为80-120℃，冷却备用；或在真空度为0.06－0.08MPa的真空条件下按熔融工艺，制备树脂浇铸体；

3）机械共混：按比例称取苯并噁嗪基体树脂和水溶性硅树脂，将其粉碎为细粉，再在室温下通过机械搅拌或捏合工艺混合均匀，得到固体粉状的混合物，经模压、层压或注射工艺制备复合材料；

（2）共混树脂的热处理成型：将上述共混的复合材料或者树脂浇铸体，在185-200℃温度下，固化3-4h，得到耐热型苯并噁嗪树脂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明方法工艺流程简便，提高了生产效率，操作方便。