[發(fā)明專利]一種聚苯并噁嗪/介孔分子篩雜化材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910033296.6
• 申請日: 2009-06-15
• 公開（公告）號: CN101921477A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 陳橋;吳禎祺;吳剛
• 申請（專利權）人: 東麗纖維研究所(中國)有限公司
• 主分類號: C08L79/04
• 分類號: C08L79/04;C08K7/22;C08K7/26;C08G73/06
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

技術領域

本發(fā)明屬于有機/無機雜化材料領域，具體涉及一種新型聚苯并噁嗪/介孔分子篩雜化材料及其制備方法。

背景技術

目前，蜜胺樹脂，環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯樹脂，雙馬來酰亞胺及聚酰亞胺等熱固性樹脂已被廣泛應用于各領域中。但它們都存在一些缺點，如：蜜胺樹脂固化時會產(chǎn)生揮發(fā)性的副產(chǎn)物；環(huán)氧樹脂及不飽和聚酯樹脂的阻燃性差，固化時存在較大體積收縮；雙馬來酰亞胺及聚酰亞胺價格較高。與之相比，聚苯并噁嗪克服了上述性能缺點，成本上也有一定的優(yōu)勢，所以作為一種具有較大潛力的高性能材料，其有望代替蜜胺樹脂，環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯樹脂，雙馬來酰亞胺及聚酰亞胺等高性能材料而被廣泛應用于電工、電子、信息、軍事、航空和航天等各個領域。

聚苯并噁嗪是以苯并噁嗪類化合物為中間體，在加熱或催化劑的作用下，使其發(fā)生開環(huán)聚合，生成含氮且類似酚醛樹脂的網(wǎng)狀結構的聚合物。而中間體——苯并噁嗪類化合物一般采用伯胺類化合物、酚類化合物和甲醛縮合而成。苯并噁嗪類化合物的合成及其發(fā)生開環(huán)聚合的反應式如下：

作為在傳統(tǒng)的酚醛樹脂的基礎上發(fā)展起來的一類新型熱固型樹脂，聚苯并噁嗪不僅保持了傳統(tǒng)酚醛樹脂耐高溫特性、阻燃性能、良好的電性能以及力學性能，而且改進了酚醛樹脂脆性大、固化時有小分子釋放、強酸催化腐蝕設備、以及污染環(huán)境等不足之處，此外其還具有低吸水性、較低的介電常數(shù)，固化過程中體積收縮近似零以及分子可設計性強等特性。

由于聚苯并噁嗪同時具有優(yōu)良的介電特性及耐熱性，其亦可作為基板及封裝材料等應用于電子領域。但為了應對近年來對電子部件高密度化(小型化)及信號傳遞高速化的要求，低介電常數(shù)的聚苯并噁嗪將具有更為廣闊的應用前景。目前，改善聚苯噁秦介電常數(shù)較為常用的手段是：利用不同原材料獲得具有特定結構的苯并噁秦類化合物，如CN?101273081?A，CN101228207A。雖然通過這種方法可獲得性能良好的聚苯并噁嗪，但是具特殊結構原材料的使用會明顯提高其生產(chǎn)成本。截至目前，通過有機-無機雜化的方法改善聚苯并噁嗪介電性能的研究尚無文獻報道。

自1992年Mobil公司研究人員首次報道具有規(guī)整孔道結構的M41S系列介孔分子篩以來，介孔分子篩就以其獨特的長程有序的孔結構、狹窄的孔徑分布、高比表面積、高孔隙率和較高的熱穩(wěn)定性[Nature?1992，359，710]等優(yōu)異特性，迅速引起了廣泛關注。利用介孔分子篩的規(guī)整孔結構和孔道的可修飾性特點，不僅可以作為烯烴和其它氣態(tài)單體聚合的納米反應器，得到納米纖維或納米聚合物導線[Science，1999，285，2113]，而且可以作為無機粒子與有機聚合物雜化制備具有高孔隙率和良好界面結構的雜化材料。

將介孔分子篩用于制備低介電雜化材料方面的研究已經(jīng)引起學者的關注，在聚酰亞胺或者環(huán)氧樹脂引入少量的介孔分子篩可以明顯降低基體材料的介電常數(shù)[Polymer48(2007)318-329；Composites?Science?and?Technology(2008)，1570-1578；CN1783357A]，但同時會引起基體樹脂材料原有性能的損失。基于上述，本發(fā)明首先采用溶液混合的方法制備了苯并噁嗪類化合物/介孔分子篩復合前驅物，而后經(jīng)分段固化獲得聚苯并噁嗪/介孔分子篩雜化材料，其在降低了聚苯并噁嗪介電常數(shù)的同時，提高或保持了其原有機械性能。

而將介孔分子篩用于制備低介電雜化材料方面的研究尚處于起步的階段，介孔分子篩的引入，能否降低材料的介電常數(shù)與很多因素有關，其中最重要的只有介孔分子篩在體系中達到均勻分散，才能達到降低材料介電常數(shù)同時，保持其原有性能的目的。本發(fā)明的發(fā)明點在于提高了聚苯并噁嗪原有性能的同時，降低了其介電常數(shù)。將無機物引入到聚合物中，由于兩者相容性差，勢必會引起材料原有性能的降低，本發(fā)明通過特定的制備工藝，獲得的雜化材料的性能不只是單純材料自身性能的疊加，而是存在協(xié)同效應的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是避免上述不足之處提供一種聚苯并噁嗪/介孔分子篩雜化材料。

本發(fā)明的另一目的是提供上述聚苯并噁嗪/介孔分子篩雜化材料的制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到：

一種聚苯并噁嗪/介孔分子篩雜化材料，主要由苯并噁嗪類化合物和介孔分子篩組成，其中介孔分子篩在雜化材料中的質(zhì)量百分含量為0.5～15％，為了使介孔分子篩在聚合物基體中分散更為均勻，不發(fā)生團聚，介孔分子篩在雜化材料中的質(zhì)量百分含量優(yōu)選為1-7％。