[发明专利]一种低介电损耗的树脂基复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种低介电损耗的树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

（1）制备含氮配位环状硼酸酯的端异氰酸酯预聚物，包括：

采用芳基硼酸类化合物和端基带有活性氢的含氮邻羟基化合物在室温下反应，再通过减压蒸馏、萃取后得到含有活泼氢的氮配位的环状硼酸酯化合物；

将含有活泼氢的氮配位环状硼酸酯化合物与异氰酸酯类化合物反应，得到含氮配位环状硼酸酯的端异氰酸酯预聚物；

（2）将步骤（1）制备的含氮配位环状硼酸酯的端异氰酸酯预聚物用于交联含羟基结构单元的聚苯乙烯，得到含有动态共价键环状硼酸酯基的交联聚苯乙烯，完成低介电损耗的树脂基复合材料的制备；

步骤（2）中，含羟基结构单元的聚苯乙烯的制备方法包括：以过氧化苯甲酸叔丁酯为引发剂，以乙酸丁酯作为溶剂，以苯乙烯和羟基单体为反应单体，在100^oC~140^oC下反应，获得含羟基结构单元的聚苯乙烯；

所述的羟基单体为丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或两种；

过氧化苯甲酸叔丁酯与苯乙烯和羟基单体混合物的摩尔比为1：（0.1~2）；

羟基单体的质量百分比浓度为25%~60%。

2.根据权利要求1所述的一种低介电损耗的树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的含有活泼氢的氮配位的环状硼酸酯化合物的结构式为，

式中，R₁为活性氢或带有活性氢的基团，R₂为带有活性氢的基团。

3.根据权利要求1所述的一种低介电损耗的树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的芳基硼酸类化合物为苯基硼酸、二苯基硼酸、萘硼酸、菲硼酸、蒽硼酸、苄氧基苯硼酸、4,4'-联苯基二硼酸、2-羟基苯硼酸、3-羟基苯硼酸、4-羟基苯硼酸、1,4-苯二硼酸、2-羟甲基苯硼酸、4-羟甲基苯硼酸、2-氨基苯硼酸、3-氨基苯硼酸、4-氨基苯硼酸、2-羟甲基萘硼酸、甲基苯硼酸、羧基苯硼酸和乙基苯硼酸中的一种或多种；

所述的端基带有活性氢的含氮邻羟基化合物为二乙醇胺、三乙醇胺和N-（3-氨基丙基）二乙醇胺中的一种或多种；

所述的异氰酸酯类化合物为甲苯二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯、对1,4-甲基苯亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷二异氰酸酯、呋喃二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种低介电损耗的树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，将含有活泼氢的氮配位的环状硼酸酯化合物与异氰酸酯类化合物反应，得到氮配位环状硼酸酯的端异氰酸酯预聚物的步骤具体包括：

按照异氰酸酯类化合物中的异氰酸酯基与氮配位的环状硼酸酯化合物中的氨基和羟基的摩尔比为（1~2.5）：1，合成得到含氮配位环状硼酸酯的端异氰酸酯预聚物；

将氮配位的环状硼酸酯类化合物溶于无水DMF中，加热搅拌，获得溶液A；

将异氰酸酯类化合物加入无水DMF中，加热回流搅拌，获得溶液B；

将溶液A滴加至溶液B中，反应，得到氮配位环状硼酸酯的端异氰酸酯预聚物。

5.根据权利要求1所述的一种低介电损耗的树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）具体包括：

（2.1）将步骤（1）获得的氮配位环状硼酸酯的端异氰酸酯预聚物倒入含羟基结构单元的聚苯乙烯溶液中，在80^oC~120^oC温度下加热搅拌至形成凝胶；

（2.2）将步骤（2.1）获得的凝胶倒入聚四氟乙烯膜上转移至真空环境固化得到含有动态共价键环状硼酸酯基的交联聚苯乙烯；

（2.3）采用蒸馏水对交联聚苯乙烯索氏提取，然后置于鼓风烘箱中处理直至恒重，得到交联聚苯乙烯。