[发明专利]二氧化硅纳米粒子填充的苯并噁嗪组合物

说明书

                          发明背景

发明领域

可固化的组合物如苯并噁嗪基组合物，在航空和航天工业内的应用中非常有用，例如作为可热固化的组合物用作基体树脂或粘合剂，并形成本发明的基础，其中此可固化的组合物用平均粒子直径在10^-9米数量级的二氧化硅进行填充。

相关技术的简要说明

具有多种固化剂的环氧树脂已经广泛用于航空和电子工业作为粘合剂及作为基体树脂，用于与各种底材的预浸渍组件中。

文献中已经报导了苯并噁嗪自身通常具有高玻璃化转变温度、良好的电性能(例如介电常数)和低可燃性。

已知环氧树脂和苯并噁嗪的共混物。例如见：美国专利号4,607,091(Schreiber)、5,021,484(Schreiber)、5,200,452(Schreiber)和5,445,911(Schreiber)。这些共混物在电子工业中似乎是潜在有用的，因为环氧树脂可以降低苯并噁嗪的熔体粘度，允许采用较高的填充剂用量，而同时维持可加工粘度。但是，环氧树脂常常会非希望地增加苯并噁嗪的聚合的温度。

还已知环氧树脂、苯并噁嗪和酚醛树脂的三元共混物。见美国专利号6,207,786(Ishida)和S.Rimdusit和H.Ishida，“以苯并噁嗪、环氧树脂和酚醛树脂的三元体系为基础的新型电子包装材料的开发”，聚合物，41，7941-49(2000)。

美国专利号6,323,270(Ishida)提及并要求保护一种以有效形成纳米复合材料用量的粘土和一种苯并噁嗪单体、低聚物和/或聚合物形成的纳米复合材料组合物。粘土被描述为包括若干薄片的硅酸盐或包括若干薄片的水合铝硅酸盐。阅读‘270专利，粘土是一般由岩石风化衍生得到的土壤组分，其可以是粒子尺寸小于约200微米，如小于约100微米，象小于约50微米的附聚体，它的例子是蒙脱石、凹凸捧石粘土、伊利石、斑脱土和多水高岭石。

不管技术状况如何，还未公开、教导或建议制备以苯并噁嗪和平均粒子直径为10^-9米数量级的二氧化硅的结合为基础的可热固化的组合物，更不用说具有提高的应用性能的组合物。

                          发明概述

本发明的组合物可热固化和包括苯并噁嗪组分和二氧化硅组分的结合，其中二氧化硅具有10^-9米数量级的平均粒子直径。

一方面，本发明提供包括下列各结构式的苯并噁嗪组分

其中o为1-4，X是直接的键(当o是2时)、烷基(当o是1时)、亚烷基(当o是2-4时)、羰基(当o是2时)、硫醇基(当o是1时)、硫醚(当o是2时)、亚砜(当o是2时)或砜(当o是2时)，和R₁是烷基如甲基、乙基、丙基和丁基，或芳基，或

其中p是1-4，Y选自联苯基(当p是2时)、二苯基甲烷(当p是2时)及其衍生物、二苯基异丙烷(当p是2时)、二苯基硫化物(当p是2时)、二苯基亚砜(当p是2时)、二苯基砜(当p是2时)或二苯基酮(当p是2时)，和R₄选自氢、卤素、烷基或链烯基；和平均粒子直径为10^-9米数量级的二氧化硅组分。

在本发明此方面的更特定的实施方案中，苯并噁嗪组分包含在一个或多个下列结构式中：

其中X选自直接的键、CH₂、C(CH₃)₂、C＝O、S、S＝O或O＝S＝O，和R₁、R₂和R₃相同或不同，选自烷基如甲基、乙基、丙基和丁基、链烯基如烯丙基，或芳基，和R₄选自氢、卤素、烷基或链烯基。

本发明的组合物的固化反应产物能够证明至少有提高的模量和韧性之一，而没有热/湿玻璃化转变温度的显著损失。

                         发明详述

如上所述，本发明一般地提供包括苯并噁嗪组分和平均粒子直径为10^-9米数量级的二氧化硅组分结合的可热固化的组合物。

一方面，本发明提供包括下列各结构式的苯并噁嗪组分