[发明专利]一种改性双马来酰亚胺树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热固性树脂及其制备方法，特别涉及一种改性双马来酰亚胺树脂及其制备方法，属于高性能聚合物技术领域。

背景技术

随着新一代微电子行业领域技术的飞速发展，对高性能树脂的需求日益增大，除了高耐热性、高韧性的要求外，对低介电常数、低介电损耗提出了更多的要求。双马来酰亚胺（BMI）树脂是耐热热固性树脂的典型代表之一，然而，其韧性和介电性能有待进一步改善。

一般可通过降低分子极性密度的方法降低聚合物的介电常数。由于空气的介电常数为1，因此在聚合物中引入多孔材料或致孔剂是制备低介电常数材料的一个简单而有效的方法。

迄今，研究者们分别将环糊精、介孔硅（SBA-15）和倍半硅氧烷（POSS）等材料作为致孔剂，加入到树脂中制备低介电常数树脂。但是，这些致孔剂不易在有机基体中有效分散，因此，通常需要在表面引入较多的活性基团，然而，这些活性基团的引入常常增大了树脂的极性，部分抵消了降低介电常数的功效，同时也常常不易于获得低介电损耗。此外，若基体中孔的体积分数超过30%时，孔倾向于相互贯穿，导致材料易于吸湿而使介电常数升高；同时，过多的孔也会易于形成裂纹，降低材料的力学性能。因此，设计合适的致孔剂的结构在制备新型高性能树脂时至关重要。

无机刚性粒子增韧是热固性树脂增韧的方法之一。人们曾利用无机介孔材料进行增韧。例如，Jiao等人（参见文献：Jiao J, Wang L, Lv P, et al. Improved dielectric and mechanical properties of silica/epoxy resin nanocomposites prepared with a novel organic–inorganic hybrid mesoporous silica: POSS–MPS[J]. Materials Letters, 2014, 129: 16-19）制备了一种介孔二氧化硅功能化的POSS（POSS-MPS），并用于改性环氧树脂。当POSS-MPS含量为5.0wt%时，刚性环氧树脂的弯曲强度、冲击强度均有显著的提高，介电常数和损耗虽有降低，但最低介电常数和损耗仍然分别为3.66和0.017，还有待进一步降低。

金属有机骨架（MOFs）是有机配体与合适的金属阳离子之间通过自组装过程得到的，具有大孔隙率、高比表面、选择性吸附、热稳定性较高等特点，在气体储存、气体吸附分离、选择性及手性催化剂、微反应器、分子识别、药物传输、光电性能应用等众多领域显示出诱人的应用前景。2014年，Roy等率先将MOF-5引入环氧树脂（EP）中，制备了MOF-5/EP，研究了MOF-5加入对树脂力学的影响（参见文献：Roy P K, Ramanan A. Toughening of epoxy resin using Zn₄O (1, 4-benzenedicarboxylate)₃ metal–organic frameworks[J]. RSC Advances, 2014, 4(94): 52338-52345）。发现添加0.3wt%MOF-5可以使悬臂梁缺口冲击强度、断裂能G_Ic和断裂韧性K_Ic分别提高68%、30%和36%。但是，该研究没有报道介电性能方面的工作；此外，所使用的MOF-5在潮湿环境中稳定性不佳，暴漏在潮湿空气中2天就已经有局部的结构坍塌（参见文献：Jiang J, Feng Y, Chen M, et al. Synthesis and hydrogen-storage performance of interpenetrated MOF-5/MWCNTs hybrid composite with high mesoporosity[J]. International Journal of hydrogen Energy, 2013, 38(25): 10950-10955）。

综上所述，现有技术在高性能树脂研发方面取得了很大的进展，获得了在某项性能得到显著改善的树脂品种，但是，在兼具耐热性、韧性、介电性能等多项性能的方面还有待进一步完善。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种兼具低介电常数、低介电损耗、高韧性、高刚性、高耐热性的改性双马来酰亚胺树脂及其制备方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种改性双马来酰亚胺树脂的制备方法，包含如下步骤：