[發明專利]一種改性雙馬來酰亞胺樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201610043318.7
• 申請日: 2016-01-23
• 公開（公告）號: CN105418923B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 梁國正;韓賢超;顧嬡娟;袁莉
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08G73/12
• 分類號: C08G73/12
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種熱固性樹脂及其制備方法，特別涉及一種改性雙馬來酰亞胺樹脂及其制備方法，屬于高性能聚合物技術領域。

背景技術

隨著新一代微電子行業領域技術的飛速發展，對高性能樹脂的需求日益增大，除了高耐熱性、高韌性的要求外，對低介電常數、低介電損耗提出了更多的要求。雙馬來酰亞胺（BMI）樹脂是耐熱熱固性樹脂的典型代表之一，然而，其韌性和介電性能有待進一步改善。

一般可通過降低分子極性密度的方法降低聚合物的介電常數。由于空氣的介電常數為1，因此在聚合物中引入多孔材料或致孔劑是制備低介電常數材料的一個簡單而有效的方法。

迄今，研究者們分別將環糊精、介孔硅（SBA-15）和倍半硅氧烷（POSS）等材料作為致孔劑，加入到樹脂中制備低介電常數樹脂。但是，這些致孔劑不易在有機基體中有效分散，因此，通常需要在表面引入較多的活性基團，然而，這些活性基團的引入常常增大了樹脂的極性，部分抵消了降低介電常數的功效，同時也常常不易于獲得低介電損耗。此外，若基體中孔的體積分數超過30%時，孔傾向于相互貫穿，導致材料易于吸濕而使介電常數升高；同時，過多的孔也會易于形成裂紋，降低材料的力學性能。因此，設計合適的致孔劑的結構在制備新型高性能樹脂時至關重要。

無機剛性粒子增韌是熱固性樹脂增韌的方法之一。人們曾利用無機介孔材料進行增韌。例如，Jiao等人（參見文獻：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）制備了一種介孔二氧化硅功能化的POSS（POSS-MPS），并用于改性環氧樹脂。當POSS-MPS含量為5.0wt%時，剛性環氧樹脂的彎曲強度、沖擊強度均有顯著的提高，介電常數和損耗雖有降低，但最低介電常數和損耗仍然分別為3.66和0.017，還有待進一步降低。

金屬有機骨架（MOFs）是有機配體與合適的金屬陽離子之間通過自組裝過程得到的，具有大孔隙率、高比表面、選擇性吸附、熱穩定性較高等特點，在氣體儲存、氣體吸附分離、選擇性及手性催化劑、微反應器、分子識別、藥物傳輸、光電性能應用等眾多領域顯示出誘人的應用前景。2014年，Roy等率先將MOF-5引入環氧樹脂（EP）中，制備了MOF-5/EP，研究了MOF-5加入對樹脂力學的影響（參見文獻：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）。發現添加0.3wt%MOF-5可以使懸臂梁缺口沖擊強度、斷裂能G_Ic和斷裂韌性K_Ic分別提高68%、30%和36%。但是，該研究沒有報道介電性能方面的工作；此外，所使用的MOF-5在潮濕環境中穩定性不佳，暴漏在潮濕空氣中2天就已經有局部的結構坍塌（參見文獻：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）。

綜上所述，現有技術在高性能樹脂研發方面取得了很大的進展，獲得了在某項性能得到顯著改善的樹脂品種，但是，在兼具耐熱性、韌性、介電性能等多項性能的方面還有待進一步完善。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，提供一種兼具低介電常數、低介電損耗、高韌性、高剛性、高耐熱性的改性雙馬來酰亞胺樹脂及其制備方法。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種改性雙馬來酰亞胺樹脂的制備方法，包含如下步驟：