[發(fā)明專利]一種阻燃六方氮化硼/熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310024735.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103059567A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁國(guó)正;金文琴;顧嬡娟;袁莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué);顧嬡娟
• 主分類號(hào): C08L79/08
• 分類號(hào): C08L79/08;C08L79/04;C08L63/00;C08K9/10;C08K9/06;C08K9/04;C08K9/02;C08K3/38
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料及其制備方法，特別涉及一種阻燃六方氮化硼/熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，飛速發(fā)展的電子信息、電氣絕緣等產(chǎn)業(yè)對(duì)高性能高分子材料的性能提出了更多更高的要求，其中低熱膨脹系數(shù)和高阻燃性成為重要的性能指標(biāo)。

我們知道，聚合物本身常常不具有良好的低熱膨脹系數(shù)和高阻燃性。為了獲得高阻燃性或者低熱膨脹系數(shù)，人們展開(kāi)了大量研發(fā)工作。但是，公開(kāi)報(bào)道的工作是針對(duì)單一性能（低熱膨脹系數(shù)或者高阻燃性）而展開(kāi)的，迄今兼具低熱膨脹系數(shù)和高阻燃性的研發(fā)工作鮮見(jiàn)報(bào)道。

已有研究表明，在聚合物中添加阻燃劑或具有低熱膨脹系數(shù)的無(wú)機(jī)填料是制備高阻燃性或低熱膨脹系數(shù)的高分子材料的有效方法。但是，如果直接將阻燃劑和具有低熱膨脹系數(shù)的無(wú)機(jī)填料加入聚合物中，所得到的復(fù)合材料并不能很好地兼顧高阻燃性和低熱膨脹系數(shù)。究其原因主要是目前高效的阻燃劑基本以有機(jī)阻燃劑為主，它們普遍具有高熱膨脹系數(shù)，而具有低膨脹系數(shù)的無(wú)機(jī)粒子的阻燃效果不佳。此外，無(wú)機(jī)粒子的表面活性低，導(dǎo)致其與有機(jī)樹(shù)脂間的界面作用力不佳。這些因素都限制了兼具低膨脹系數(shù)和高阻燃性的高性能高分子材料的研發(fā)。因此，研發(fā)兼具高阻燃性、低熱膨脹系數(shù)的高性能高分子材料仍然是一項(xiàng)有重大應(yīng)用前景和意義的工作。

功能體成為制備的前提樹(shù)脂具有重大應(yīng)用前景。因此，如何在保持現(xiàn)有熱固性樹(shù)脂所具有的優(yōu)良性能上，使之兼具高阻燃性與低膨脹系數(shù)等特點(diǎn)，具有十分重要的意義。

六方氮化硼是具有層狀晶體結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)材料，其具有無(wú)機(jī)材料中最小的熱膨脹系數(shù)，此外，它還具有突出的耐熱性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和耐腐蝕性等優(yōu)異特性。但是，與其他無(wú)機(jī)材料相比，六方氮化硼的應(yīng)用還十分有限，這是因?yàn)榱降鸨砻娴幕钚曰鶊F(tuán)極少，表面改性的難度高。而現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于六方氮化硼的表面改性的目的集中在引進(jìn)活性基團(tuán)，未涉及改善阻燃的功能。

磷腈系列化合物是一類具有優(yōu)異阻燃性的阻燃劑，不僅活性高、安全無(wú)毒，而且具有自熄性。然而，以六方氮化硼和磷腈為基本組成，研發(fā)兼具高阻燃性、低熱膨脹系數(shù)及與樹(shù)脂具有良好界面作用力的新型功能體,?制備新型的熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

????為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種兼具高阻燃、低膨脹系數(shù)的阻燃六方氮化硼/熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是提供一種阻燃六方氮化硼/熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：?

1、在N₂保護(hù)下，按質(zhì)量計(jì)，將1份六方氮化硼與20～50份甲苯混合均勻，加入0.05～0.1份硅烷偶聯(lián)劑，在100～110℃的溫度條件下進(jìn)行回流處理8～10h；反應(yīng)結(jié)束后，抽濾，洗滌，烘干，得到偶聯(lián)化處理的六邊氮化硼；

2、按質(zhì)量計(jì)，將1份偶聯(lián)化處理的六方氮化硼與30～50份溶劑A混合均勻，加入5～8份催化劑三乙胺后，在冰水浴、N₂氣保護(hù)下，攪拌1～2h后得到混合物；?

3、按質(zhì)量計(jì)，將2～6份氯磷腈溶解在25～100份溶劑A中，在0.5～2h內(nèi)緩慢加入到步驟2得到的混合物中，在60～80℃的溫度條件下反應(yīng)8～12h；洗滌，過(guò)濾后，得到氯磷腈化的六方氮化硼；

4、按質(zhì)量比40:1:1～200:3:1，將溶劑B、試劑A與氯磷腈化的六方氮化硼混合，所述的試劑A為對(duì)苯二胺、對(duì)苯二酚、縮水甘油中的一種；加入催化劑三乙胺，催化劑與試劑A的質(zhì)量比為4:1～4:3；在20～80℃的溫度下攪拌8～12h，洗滌，抽濾，烘干后，得到含磷腈結(jié)構(gòu)的六方氮化硼；

5、按質(zhì)量計(jì)，將3～50份含磷腈結(jié)構(gòu)的六方氮化硼與100份熔融態(tài)的可熱固化樹(shù)脂混合均勻，經(jīng)固化處理后即得到一種阻燃六方氮化硼/熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料。

本發(fā)明所述的硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷，或它們的任意組合。所述的溶劑A為四氫呋喃、苯、二甲苯，或它們的任意組合。所述的溶劑B為四氫呋喃、丙酮、乙醇、乙醚，或它們的任意組合。所述的氯磷腈為六氯三聚磷腈。所述的熱固性樹(shù)脂為自身可熱固化的樹(shù)脂，包括雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂及其改性樹(shù)脂、氰酸酯樹(shù)脂及其改性樹(shù)脂中的一種，或它們的任意組合；所述的熱固性樹(shù)脂還可以為自身不能熱固化的樹(shù)脂與固化劑組成的樹(shù)脂體系，包括環(huán)氧樹(shù)脂等。

本發(fā)明技術(shù)方案還包括一種制備得到的阻燃六方氮化硼/熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料。