[发明专利]一种热致自修复可回收环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热致自修复可回收环氧树脂及其制备方法，由包括质量比为0.5‑0.6∶0.1‑0.2∶1的六方氮化硼基功能性添加剂、含呋喃的POSS和线形环氧低聚物在内的原料通过Diels‑Alder反应制成。本发明具备低介电常数和良好导热性能够满足电子材料领域所需要的低介电常数、高导热性需求，其低介电常数由POSS提供，高导热性能由hBN提供，环氧树脂的自修复及可回收性能通过改性六方氮化硼所含有的酰亚胺基团与体系中呋喃基团之间在加热时所发生的Diels‑Alder逆反应来实现。

技术领域

本发明属于有机材料技术领域，具体涉及一种热致自修复可回收环氧树脂及其制备方法。

背景技术

在电子、微电子材料领域中，为了加快信号的传输速度，降低信号干扰以及感应耦合，迫切需要开发低介电常数材料；此外，为有效解决材料工作时的发热问题，高导热性能也是该类材料所必须的。聚倍半硅氧烷(POSS)，Si和O元素构成纳米尺寸的笼型结构，具有良好的耐热性；其中空结构，由于能够向聚合物基体中引入纳米尺度的气隙，能够降低纳米复合材料的介电常数；六方氮化硼(hBN)是一类具有高导热性、高耐热性、较强的润滑性、抗氧化性、较好的抗腐蚀性等优异性能的材料，常被用于作为功能性添加剂，在导热材料、耐磨材料、防腐材料等材料领域均有着广泛的应用，此外，基于其高导热性，hBN在制备热响应的智能材料，如热致自修复材料、热致形状记忆材料等领域也发挥着重要作用。因此，结合POSS和hBN制备具有低介电常数、高导热性能的材料在电子、微电子领域中具有重要意义。CN 110128821 A公开了一种含POSS及氮化硼的高导热低介电常数的双马来酰亚胺-三嗪树脂。但在该体系中，所使用的树脂是氰酸酯树脂、双马来酰亚胺及环氧树脂三种组分共聚物，基体树脂不具备自修复、可回收等性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种热致自修复可回收环氧树脂。

本发明的另一目的在于提供上述热致自修复可回收环氧树脂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种热致自修复可回收环氧树脂，由包括质量比为0.5-0.6∶0.1-0.2∶1的六方氮化硼基功能性添加剂(m-hBN-OH)、含呋喃的POSS(F-POSS)和线形环氧低聚物(FA-DGEBA)在内的原料通过Diels-Alder反应制成；其中，

上述六方氮化硼基功能性添加剂由N-(丙基三乙氧基硅烷)马来酰亚胺(Mi-Si)和羟基化的六方氮化硼(hBN-OH)反应制得；

上述含呋喃的POSS由八氨基苯基POSS和异氰酸糠酯反应制得；

上述线形环氧低聚物由糠胺(FA)和双环氧化合物DGEBA反应制得。

在本发明的一个优选实施方案中，所述N-(丙基三乙氧基硅烷)马来酰亚胺和羟基化的六方氮化硼的质量比为0.5-6∶1。

进一步优选的，所述N-(丙基三乙氧基硅烷)马来酰亚胺由包括3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)、马来酸酐、氯化锌和六甲基二硅胺烷在内的原料制成。

更进一步优选的，所述3-氨基丙基三乙氧基硅烷与马来酸酐的摩尔比为1∶1。

在本发明的一个优选实施方案中，所述八氨基苯基POSS与异氰酸糠酯的摩尔比为1∶8.1-9.0。

在本发明的一个优选实施方案中，所述糠胺和双环氧化合物的摩尔比为1∶0.5-2。

上述热致自修复可回收环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将糠胺和双环氧化合物DGEBA混合于DMF中，于110-120℃反应12-24h后停止反应，旋蒸除去DMF后得到线形环氧低聚物；