[发明专利]一种低介电高韧性氰酸酯胶粘剂及其制备方法

说明书

一种低介电高韧性氰酸酯胶粘剂及其制备方法，属于高分子材料领域。用双酚AF型环氧树脂（DGEBHF）和有机金属盐催化剂共同改性氰酸酯，解决其介电性不良、韧性差、粘接性不足的问题，用于电子产品的粘接。其特征在于它包括以下步骤：（1）按70～95%的比例称取氰酸酯树脂，在100～120℃熔化后降温至75～90℃，加入4.9～29.975%的DGEBHF搅拌至透明，得到预混胶粘剂；（2）在步骤（1）制备的预混胶粘剂中加入0.25～1‰的有机金属盐催化剂在75～90℃混合均匀后，制得低介电高韧性氰酸酯胶粘剂。本发明具有优异的介电性、韧性、粘接性、固化性，且制备工艺简单、设备要求低、绿色环保。

技术领域

本发明涉及一种低介电高韧性氰酸酯胶粘剂及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

氰酸酯树脂（Cyanate Ester Resin，CE）是一类端基带有—OCN的树脂，固化后形成三嗪环共振结构，具有介电常数低、介电损耗低、尺寸稳定性高、耐热性优良和粘接性能好等优良特性，是一种理想的电子产品胶粘剂树脂基体。然而，普通氰酸酯胶粘剂固化后形成的三嗪环结构高度对称、结晶度高、交联密度大，使得普通氰酸酯韧性较差，成为限制其应用的重要因素；另外，普通氰酸酯胶粘剂在相对较低温度下（一般用于电子产品中的胶粘剂要求固化温度低于200 ℃）不能完全固化，残留的强极性—OCN化学基团会增加氰酸酯固化物的介电常数和介电损耗，但电子产品，特别是高频电子产品要求其胶粘剂具有较低的介电常数和介电损耗，以提高信号的传输速度和信号强度。因此，开发一种介电性能优异、韧性高，且粘接性好、固化温度低、固化时间短的氰酸酯胶粘剂成为当务之急。

目前，对氰酸酯树脂的增韧方法主要有：用无机物增韧、与橡胶弹性体共混、与热塑性树脂共混、与热固性树脂单体共聚等。

用无机物增韧主要包括：用纤维增韧、与晶须共混增韧、与无机纳米粒子共混增韧等。纤维增韧氰酸酯的原理在于：复合材料在破坏时发生玻璃纤维/树脂基体的界面脱粘, 这将使得材料的破坏区域增大，破坏过程延长，从而在破坏过程中吸收了较多的能量，复合材料的韧性得到提高。如：中国专利CN 201110398338.3公开了一种基于PBO纤维增强的氰酸酯复合材料，以PBO纤维为增强材料，以改性双酚A型氰酸酯树脂为基体，用高温模压成型法制备PBO纤维增强的氰酸酯复合材料，材料具有较高的韧性。中国专利CN201610125164.6公开了一种氰酸酯树脂合金及其制备方法，采用玻璃纤维、碳纤维等增强氰酸酯，产品具有良好的力学性能。与晶须共混增韧氰酸酯的原理在于：晶须在材料破坏过程中，能起到“锚钉”和阻止微裂纹扩展的作用，是氰酸酯树脂的韧性以及复合材料的层间剪切强度得到改善的主要原因。唐玉生等研究了不同类型晶须材料，即硼酸铝晶须、钛酸钾晶须和硫酸钙晶须对氰酸酯树脂的增韧改性作用，研究结果表明，三种晶须材料均可提高氰酸酯树脂的韧性。中国专利CN 200610037966.8公开了一种聚苯胺包覆TiO₂晶须/氰酸酯复合材料，产品不仅具有良好的吸波性能，而且具有较强的韧性。与无机纳米粒子共混增韧氰酸酯的原理在于：纳米粒子具有特殊的纳米尺寸效应以及表面界面效应，能够与氰酸酯树脂之间通过物理或化学吸附作用，形成了特殊的界面层，材料受应力作用时，此界面层可以起到抑制银纹增长的作用，从而提高氰酸酯材料的韧性。王君龙等用纳米SiO₂对氰酸酯进行改性，当纳米SiO₂质量分数为2%～4%时氰酸酯改性体系的弯曲强度提高了44%～73%，冲击强度提高了83%～150%。姚雪莉等采用不同分散工艺制备了SiO₂/CE复合材料，实验表明SiO₂可以增韧氰酸酯。但是，无机物的表面性质与有机氰酸酯相差较大，导致无机增韧剂分散不均，且界面处易开裂。另外，无机物的引入使胶粘剂的粘接力快速下降。