[发明专利]纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料及其制备方法，是一种采用纳米氮化硅的刚性和含有活性稀释剂的双马来酰亚胺预聚体的反应性共同作用来制备氰酸酯树脂复合材料。

背景技术

氰酸酯树脂具有力学性能优、耐热性高、吸水率低的优点，更重要的是其介电性能优异，是新一代电子封装材料和透波复合材料优选的树脂基体。但与其它的热固性树脂一样，该树脂也存在性脆的弱点。目前关于氰酸酯的增韧改性方法很多，主要有与热固性树脂共聚、与热塑性塑料共混、与弹性体共混等，但这些方法在增韧的同时各有其缺点。其中，热塑性塑料和弹性体改性会牺牲体系的耐热性，而单独使用热固性树脂改性的增韧效果不显著。有机-无机纳米复合材料不仅可具有无机材料的特点和性质，如无机材料的耐热性、高温稳定性、低热膨胀系数，而且可兼具有机聚合物的韧性、延展性和易加工性，因此，纳米粒子改性聚合物成为材料科学研究的热点。但由于有机组分和无机组分在热力学上是不相容的以及纳米粒子的易团聚性，不利于无机粒子在有机基体中的分散，对于制备有机-无机纳米复合材料无疑是一个非常不利的因素。因此，要制备具有良好性能的有机-无机纳米复合材料，提高无机纳米粒子在基体中的分散性显得尤为重要。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料及其制备方法，可以提供一种高韧性、高强度、低摩擦、超耐磨及优异的耐热性和介电性能的氰酸酯树脂复合材料及其制备方法。

技术方案

本发明的技术特征在于配方组成按质量计为：氰酸酯树脂100份，双马来酰亚胺树脂预聚体10～50份，纳米氮化硅粒子0.5～15份。

所述的双马来酰亚胺预聚体是由含有活性稀释剂苯乙烯和二烯丙基双酚A改性的二苯甲烷型双马来酰亚胺组成。

所述的纳米氮化硅粒子的表面经过偶联剂γ-(2、3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷处理。

一种制备纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特征在于制备步骤如下：

(1)将氰酸酯树脂加热熔融后，加入双马来酰亚胺预聚体加热搅拌，反应10～50min；

(2)在上述预聚体中加入经偶联剂处理的纳米氮化硅，利用高速均质搅拌机分散均匀后，浇入到预热好的模具中；

(3)抽真空除去气泡后，放入烘箱中进行固化；固化工艺为三段连续固化法：140～160℃下固化1～4小时，170～180℃下固化1～4小时，190～200℃下固化1～4小时；

(4)最后在220～240℃下后处理2～6小时，即得纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料。

有益效果

本发明相对于现有技术，其的优点为：

(1)本发明同时采用纳米氮化硅和含有活性稀释剂的双马来酰亚胺预聚体来改性氰酸酯树脂，属于一种新型的三元复合材料体系。

(2)本发明利用含有活性稀释剂的双马来酰亚胺预聚体来改性氰酸酯树脂，该预聚体的粘度很低，且在较宽的温度范围内保持不变，有利于纳米粒子在树脂基体中的分散。

(3)本发明所使用的双马来酰亚胺预聚体在常温下为液体，可与氰酸酯树脂发生反应，对氰酸酯树脂固化具有促进作用，无需催化剂，就可使复合材料在较低的温度下固化。

(4)本发明所使用的纳米氮化硅经过偶联剂KH-560处理。该偶联剂端位的环氧基可与氰酸酯单体反应，增加了无机纳米粒子和有机树脂之间的相容性，改善了两相间的界面粘结程度。

(5)本发明的纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料，不仅具有优良的力学性能、热性能、介电性能，而且具有优异的摩擦性能。因此，除了可作为电子领域的集成电路板或封装材料外，还可用作航空航天、化工机械、汽车家电等领域的自润滑轴承、齿轮、压缩机的滑片等零部件。

(6)本发明纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料的制备方法具有操作工艺简单、无污染等特点，是一种适用性广的制备有机-无机纳米复合材料的方法。

附图说明

图1：为本发明的制备的工艺流程图

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步描述：

本发明专利所采用一种含有活性稀释剂的双马来酰亚胺树脂预聚体和纳米氮化硅来共同作用，以获得综合性能良好的氰酸酯树脂复合材料。