本發明專利技術提供了一種含氟低介電氰酸酯改性樹脂及其制備方法，以間三氟甲基苯酚mTFMP和環氧氯丙烷ECH為原料，通過烷基化反應制備低介電含氟化合物2?((3?(三氟甲基)苯氧基)甲基)環氧乙烷mTFMPMO，并將其加入到雙酚A型氰酸酯BADCy樹脂基體中，經均勻混合、排除氣泡后，倒入預熱好的模具中，澆注成型制備mTFMPMO?co?BADCy改性樹脂。本發明專利技術的mTFMPMO?co?BADCy改性樹脂具有極優的介電性能、突出的力學性能和優異的耐熱性能等優點。
Fluorine containing low dielectric cyanate modified resin and preparation method thereof
The invention provides a fluorine-containing low dielectric cyanate resin and preparation method thereof, with three mTFMP fluorine methyl phenol and epichlorohydrin ECH as raw materials, through the alkylation reaction of preparation of low dielectric fluorine compound 2 (3 (three (trifluoromethyl) phenoxy) methyl ethylene oxide) mTFMPMO, and added to the bisphenol A cyanate ester BADCy resin matrix, by mixing, remove air bubbles, poured into the preheated mold, casting preparation of mTFMPMO Co BADCy modified resin. The invention of the mTFMPMO Co BADCy modified resin has the mechanical properties and dielectric properties, excellent heat resistance and outstanding advantages such as excellent.
【技術實現步驟摘要】
一種含氟低介電氰酸酯改性樹脂及其制備方法
本專利技術涉及一種低介電改性樹脂，特別是一種含氟低介電氰酸酯改性樹脂，還涉及這種含氟低介電氰酸酯改性樹脂的制備方法。
技術介紹
氰酸酯(CE)樹脂綜合了雙馬來酰亞胺(BMI)樹脂和聚酰亞胺(PI)樹脂的耐高溫性和環氧樹脂(EP)的良好工藝性，在寬廣的溫度和頻率范圍內具有穩定的低介電常數(ε)和介質損耗角正切值(tanδ)，且兼具優異的機械性能、耐熱性能和熱穩定性，低的吸濕性，良好的阻燃性及較高的尺寸穩定性等，廣泛應用于航天航空及微電子工業領域，尤其是雷達天線罩和衛星天線系統等。相比BMI、PI和EP而言，CE樹脂的ε和tanδ更低，但距離理想全波段、高性能雷達罩的應用還存在很大的差距。目前，通常采用與低介電材料共混或與反應型低介電改性劑共聚來降低CE樹脂的ε和tanδ。含氟聚合物因其較大的自由體積，小偶極子距和C-F鍵的低極化性而擁有較低的ε和tanδ。因此，將具有低ε和tanδ、優異耐熱性的含氟化合物引入到氰酸酯樹脂基體中，有望設計制備出低介電和耐高溫的氰酸酯樹脂。
技術實現思路
為了克服現有技術的不足，本專利技術提供一種含氟低介電氰酸酯改性樹脂。該方法采用以間三氟甲基苯酚(mTFMP)和環氧氯丙烷(ECH)為原料，經烷基化反應合成低介電含氟化合物2-((3-(三氟甲基)苯氧基)甲基)環氧乙烷(mTFMPMO)，共聚改性BADCy樹脂基體，制備具有極優介電性能和突出力學性能的mTFMPMO-co-BADCy改性樹脂。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種含氟低介電氰酸酯改性樹脂，組份包括80～95重量份的的雙酚A型氰酸酯樹脂、5～20重量份的2-((3-(三氟甲基)苯氧基)甲基)環氧乙烷和0.1重量份的二月桂酸二丁基錫。所述的2-((3-(三氟甲基)苯氧基)甲基)環氧乙烷的結構式為本專利技術還提供一種上述含氟低介電氰酸酯改性樹脂的制備方法，包括以下步驟：(a)將質量比為16.2：16.6的間三氟甲基苯酚和碳酸鉀在過量丙酮回流下于110～120℃反應30min；然后加入過量環氧氯丙烷繼續在110～120℃下反應4～5h；所述環氧氯丙烷和間三氟甲基苯酚的質量比為46.3～64.8：16.2；反應結束后，用水和二氯甲烷對反應產物萃取10次，其中，水、二氯甲烷和間三氟甲基苯酚的質量比為500：150：16.2；再通過旋轉蒸發濃縮并在硅膠柱上層析得到2-((3-(三氟甲基)苯氧基)甲基)環氧乙烷，將2-((3-(三氟甲基)苯氧基)甲基)環氧乙烷在60℃真空條件下干燥12h；(b)取80～95重量份的雙酚A型氰酸酯樹脂于150℃下磁力攪拌30min至澄清液體；再加入5～20重量份的2-((3-(三氟甲基)苯氧基)甲基)環氧乙烷，在150℃下繼續攪拌30～60min；再滴加0.1重量份的二月桂酸二丁基錫繼續攪拌2～5min，得到混合均勻的混合液；(c)將混合液置于150℃真空下脫泡20～40min，真空度低于-90kPa；隨后倒入150℃的預熱模具中，依次在180℃下保溫2h、在200℃下保溫6h進行固化，冷卻至室溫后在220℃下后固化處理2h，得到含氟低介電氰酸酯改性樹脂。本專利技術的有益效果是：采用低介電含氟化合物mTFMPMO對BADCy樹脂進行共聚改性，使mTFMPMO-co-BADCy改性樹脂的介電性能和力學性能得到很大程度的改善，其ε由現有技術的3.0降低到2.69～2.83；tanδ由現有技術的8.1×10-3降低到6.7×10-3～8.0×10-3；沖擊強度由現有技術的11.4kJ/m2提升到11.9kJ/m2～18.5kJ/m2；彎曲強度由現有技術的112.9MPa提升到121.8MPa～142.5MPa。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術進一步說明，本專利技術包括但不僅限于下述實施例。本專利技術提供的含氟低介電氰酸酯改性樹脂由80～95％重量的雙酚A型氰酸酯(BADCy)樹脂為基體，5～20％重量的2-((3-(三氟甲基)苯氧基)甲基)環氧乙烷(mTFMPMO)為低介電改性劑和0.1％重量的二月桂酸二丁基錫為固化促進劑制備而成，其中：mTFMPMO以間三氟甲基苯酚(mTFMP)和環氧氯丙烷(ECH)為原料，經烷基化反應制備合成，其結構式為：本專利技術還提供一種上述含氟低介電氰酸酯改性樹脂的制備方法，包括下述步驟：(a)將質量比為16.2：16.6的間三氟甲基苯酚(mTFMP)和碳酸鉀(K2CO3)加入到配有冷凝器和攪拌器的三口燒瓶中，過量丙酮回流下于110～120℃反應30min。然后加入過量環氧氯丙烷(質量比，ECH：mTFMP＝46.3～64.8：16.2)繼續在110～120℃下反應4～5h。反應結束后，用水/二氯甲烷(質量比，水：二氯甲烷：mTFMP＝500：150：16.2)萃取10次，再通過旋轉蒸發濃縮并在硅膠柱上層析以得到2-((3-(三氟甲基)苯氧基)甲基)環氧乙烷(mTFMPMO)，放入60℃真空烘箱干燥12h；(b)取80～95％重量的雙酚A型氰酸酯(BADCy)樹脂置于燒杯中于150℃下磁力攪拌30min至澄清液體，再加入5～20％重量步驟(a)的mTFMPMO，150℃下繼續攪拌30～60min，再滴加0.1％重量的二月桂酸二丁基錫繼續攪拌2～5min，使之混合均勻；(c)將步驟(b)的混合液置于150℃真空干燥箱(真空度低于-90kPa)中脫泡20～40min，隨后倒入150℃的預熱模具中，然后在烘箱中按180℃/2h+200℃/6h升溫程序進行固化，冷卻至室溫后，再在220℃下后固化處理2h，得到mTFMPMO-co-BADCy改性樹脂。實施實例1，將16.2g的mTFMP和16.6g的K2CO3加入到配有冷凝器和攪拌器的三口燒瓶中，過量丙酮回流下于110℃反應30min。然后加入46.3g的ECH繼續反應5h。反應結束后，用水/二氯甲烷(質量比，水：二氯甲烷：mTFMP＝500：150：16.2)萃取10次，再通過旋轉蒸發濃縮并在硅膠柱上層析以得到mTFMPMO，放入60℃真空烘箱干燥12h，備用。將76gBADCy樹脂放入燒杯中，150℃下磁力攪拌30min至澄清液體，然后將4gmTFMPMO加入到燒杯中，繼續攪拌30min至淡黃色透明液體，滴加0.08g二月桂酸二丁基錫攪拌2min，使之混合均勻；再置于150℃真空干燥箱中脫泡處理20min后倒入150℃的預熱模具中，按180℃/2h+200℃/6h升溫程序進行固化，冷卻至室溫后，再在220℃后固化處理2h，得mTFMPMO-co-BADCy改性樹脂。經測試，所制得mTFMPMO-co-BADCy改性樹脂的ε和tanδ分別為2.77和8.0×10-3；沖擊強度和彎曲強度分別為11.9kJ/m2和121.8MPa。實施實例2，將16.2g的mTFMP和16.6g的K2CO3加入到配有冷凝器和攪拌器的三口燒瓶中，過量丙酮回流下于120℃反應30min。然后加入55.6g的ECH繼續反應4h。反應結束后，用水/二氯甲烷(質量比，水：二氯甲烷：mTFMP＝500：150：16.2)萃取10次，再通過旋轉蒸發濃縮并在硅膠柱上層析以得到mTFMPMO，放入60℃真空烘箱干燥12h，備用。將76本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種含氟低介電氰酸酯改性樹脂，其特征在于：組份包括80～95重量份的的雙酚A型氰酸酯樹脂、5～20重量份的2?((3?(三氟甲基)苯氧基)甲基)環氧乙烷和0.1重量份的二月桂酸二丁基錫。
【技術特征摘要】
1.一種含氟低介電氰酸酯改性樹脂，其特征在于：組份包括80～95重量份的的雙酚A型氰酸酯樹脂、5～20重量份的2-((3-(三氟甲基)苯氧基)甲基)環氧乙烷和0.1重量份的二月桂酸二丁基錫。2.根據權利要求1所述的含氟低介電氰酸酯改性樹脂，其特征在于：所述的2-((3-(三氟甲基)苯氧基)甲基)環氧乙烷的結構式為3.一種權利要求1所述含氟低介電氰酸酯改性樹脂的制備方法，其特征在于包括下述步驟：(a)將質量比為16.2：16.6的間三氟甲基苯酚和碳酸鉀在過量丙酮回流下于110～120℃反應30min；然后加入過量環氧氯丙烷繼續在110～120℃下反應4～5h；所述環氧氯丙烷和間三氟甲基苯酚的質量比為46.3～64.8：16.2；反應結束后，用水和二氯甲烷對反應產物萃取10次，其中，水、二氯甲烷和間三氟甲基...
【專利技術屬性】
技術研發人員：顧軍渭，董文彩，唐玉生，孔杰，徐爽，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：陜西,61
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