[发明专利]一种含有氰基与酚酞侧基的均相双马来酰亚胺三嗪树脂及其制备方法

说明书

本发明属于高性能高分子材料技术领域，涉及一种含有氰基与酚酞侧基的均相双马来酰亚胺三嗪树脂(简称BT树脂)及其制备方法，该制备方法将含有氰基和酚酞侧基的双马来酰亚胺单体与双酚A型氰酸酯单体混合以制备均相BT树脂体系，还可以进一步添加二烯丙基双酚A作为改性剂与催化剂，制备新型均相BT树脂体系。本发明合成了含氰基和酚酞侧基的均相体系的BT树脂，与商业化非均相的BT树脂体系相比，其玻璃化转变温度、弯曲强度、冲击强度均得到提高，加工工艺性良好，该树脂体系具有优异的综合性能。可作为一类新型高性能树脂基体,而广泛应用于航空航天、电子电气等国防及工业领域中。

技术领域

本发明属于高性能高分子材料技术领域，涉及一种含有氰基与酚酞侧基的均相双马来酰亚胺三嗪树脂及其制备方法。

背景技术

双马来酰亚胺三嗪树脂(简称BT树脂)是一种具有优良介电性能、耐热性能和较低吸湿率的热固性树脂。现如今，已逐步取代环氧树脂，在电路板等微电子行业占据了主导地位。然而，传统的BT树脂加工过程中必须使用对人体及环境有害的高沸点溶剂来溶解单体并降低混合物的粘度。不仅如此，BT树脂的固化物韧性较差，固化后的体系为两相体系，有两个玻璃化转变温度，较低的那个严重限制了其应用。因此通过改性获得加工性能优异，韧性和玻璃化转变温度较高的均相BT树脂体系显得尤为重要。

酚酞类双酚单体中的两个苯酚环平面呈扭曲状且与Cardo环侧基形成接近垂直的平面夹角，将该结构引入到BT树脂中可以得到力学性能和热性能均优异的树脂体系。B.F.Zang等人在【Polymer(2009),50:817-824】报道了含酚酞的氰酸酯的合成方法，并进一步得到了力学性能和玻璃化转变温度优良的BT树脂。G.L.Wu等人在【J.Polym.Res(2014),21:615-623】同样公开了一种含酚酞侧基的氰酸酯和BT树脂的制备方法，所得树脂体系韧性得到明显提高，但玻璃化转变温度较低。

氰基活性官能团具有强吸电子效应，它的存在可以增强聚合物的分子间作用力，赋予材料优异的机械性能和耐热性。CN104629052A仅公布含氰基和酚酞结构的双马来酰亚胺单体的制备方法，但它并没有被用于制备高性能的均相BT树脂。

二烯丙基双酚A(DABPA)是BT树脂优异的改性剂，同时作为氰酸酯的催化剂，它可以促使氰酸酯在较低温度下发生三嗪化反应，改善树脂体系的加工性能。W.X.Wang等在【工程塑料应用(2011),39(3):27-30】报道了DABPA对商业化BT树脂的改性研究，得到了力学性能和介电性能优良的改性BT树脂体系，但DABPA的含量对BT树脂体系的结构和性能的影响并未进行深入研究。W.X.Wang等在【双马三嗪-BT树脂体系的改性及其复合材料研究[D].上海：华东理工大学材料科学与工程学院,2010】研究了DABPA对含有商业化二苯甲烷型双马(BDM)和双酚A型氰酸酯(BADCy)的BT树脂体系的结构和性能的影响，发现不加入DABPA时，体系存在相分离，有两个玻璃化转变温度，加入DABPA后，虽然得到了均相BT树脂体系，但玻璃化转变温度最高只有265℃。

发明内容

本发明的目的在于克服传统BT树脂的缺陷，提供一种同时含有氰基和酚酞侧基的均相BT树脂体系的制备方法，该树脂体系具有较高的玻璃化转变温度，同时体系的分子链被延长，交联密度得以降低，因此具有较好的韧性和加工工艺性。此外，氰基和刚性酚酞侧基的存在还可以赋予该树脂体系良好的耐热性能。综上所述，本发明得到了力学性能、热性能等综合性能优异的新型BT树脂体系。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种含有氰基与酚酞侧基的均相双马来酰亚胺三嗪树脂，该均相双马来酰亚胺三嗪树脂由氰基和酚酞侧基的双马来酰亚胺单体(MCBMI)与双酚A型氰酸酯(BADCy)混合制备而成，所述均相双马来酰亚胺三嗪树脂体系结构如下所示：

上述含有氰基与酚酞侧基的均相双马来酰亚胺三嗪树脂的制备方法，包括以下步骤：