苯并恶嗪环氧树脂酚醛树脂三元体系的固化行为与热性能研究

《苯并恶嗪环氧树脂酚醛树脂三元体系的固化行为与热性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn苯并噁嗪/环氧树脂/酚醛树脂三元体系的固化行为与热性能研究雷雅杰，贺战锋，陈文瑾，刘孝波电子科技大学微电子与固体电子学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都(610054)E-mail：liuxb@uestc.edu.cn摘要：对不同比例的环氧树脂和苯并噁嗪、酚醛树脂树脂共混时的固化行为进行研究，结果表明：环氧树脂的加入，降低了苯并噁嗪树脂的粘度，提高了流动性，但增高了体系的固o化温度，酚醛树脂的加入能使开环固化温度降低近50C。三元共聚物的玻璃化温度最高达oo到141.65C，起始分解温度为315.57C，

2、阻燃级别达到V0级，体现了较好的耐热性和阻燃性。并且环氧树脂含量的变化对共聚物的性能影响不大，在对共混体系要求低粘度时，可以尽可能增加环氧树脂的含量。关键词：苯并噁嗪；环氧树脂；酚醛树脂；固化行为；热性能由于环氧树脂具有优良的综合性能和适中的价格，目前在民用和军事电子产品中得到广泛的应用。但是环氧树脂存在耐热性差、韧性不好和需添加固化剂及阻燃剂的缺点，原有的单一环氧基体树脂已经不能满足电子与通信技术对基板高性能和多功能的需要，特别是传统基板采用的环氧树脂需添加卤系阻燃剂才能达到阻燃的目的，目前已经证实在燃烧时，会产[1]生大量有毒、有害气体及烟雾，危及人们

3、的生命安全。苯并噁嗪是一种含N的类似酚醛树脂的新型树脂，开环聚合后自身具有优良的阻燃性[2-4]和耐高温性。为了制备一种新型的无卤阻燃基体树脂，同时又要求具有较好的热学、力学性能。我们研究苯并噁嗪/环氧树脂/酚醛树脂三元共混体系。环氧树脂充当活性稀释剂，降低苯并噁嗪树脂粘度，固化时有利于气体的逸出，防止制品形成空洞，影响性能。环氧树脂还能增加交联密度，使制品的力学性能得到提高。酚醛树脂是常用的环氧树脂的固化剂，[5]其固化环氧树脂时还可以使基板的玻璃化转变温度提高，在环氧树脂稀释的苯并噁嗪中添加酚醛树脂，能促使苯并噁嗪开环，降低体系的固化温度。1.实验部分

4、1.1苯并噁嗪树脂单体的合成[6]苯并噁嗪树脂单体由双酚A、苯胺、多聚甲醛为原料，以甲苯为溶剂，按溶剂法，以1：o2：4的摩尔比加入三颈烧瓶，在102C下回流5小时而得，预聚体为橙黄色粘稠状液体。反应方程式Scheme1：Scheme1Thesynthesisofbenzoxainemonomer合成的预聚体中含有未反应的原料和生成的二聚体和其他多聚物，需将生成的树脂进行提-1-http://www.paper.edu.cn纯。将合成的树脂预聚体溶于乙醚中，然后用1NNaOH溶液洗涤三次，再用1NHCl溶液洗涤一次，最后用去离子水洗至中性。将乙醚相和水相分

5、离，再用无水硫酸钠吸收乙醚相中的o残余水份，将干燥的乙醚溶液在40C下真空干燥，得到浅黄色粉末。置于干燥器中备用。1.2实验测试DSC分析：采用美国TA公司DSC-Q100差示扫描热分析仪对单体的固化行为进行研究。采用高纯铟作为温度和能量校准物，纯氮气氛，流速为40ml/min，参比物为α-Al2O3。为了o避免苯并噁嗪分解，实验温度范围设定在30-300C，标准DSC铝盘作为样品盘，样品重量在5-7mg之间。TGA分析：采用美国TA公司Q50热重分析仪，在高纯N2气氛下，N2流量为o60ml/min，升温速率为20C/min。将在烘箱中完全固化的样条作固

6、化产物的热裂解实验。可燃性测试：采用国标5130-85中电气绝缘层压板实验方法中的可燃性FV法测试固化样条的[7]阻燃性能。2.结果与讨论2.1DSC对不同比例的苯并噁嗪/环氧体系固化行为表征o环氧树脂在没有固化剂或者促进剂的情况下加热到300C都不会固化。将不同比例混合ooo的苯并噁嗪/环氧树脂体系以10C/min的升温速率，从60C升温至300C，测定不同比例共混物的固化特征温度及放热量。为了叙述的简洁，以B代表苯并噁嗪、E代表环氧树脂、P代表酚醛树脂，例如BE13表示苯并噁嗪树脂和环氧树脂按1：3的质量比混合；BEP121表示苯并噁嗪树脂、环氧树脂、

7、酚醛树脂按1：2：1的质量比混合。从图1和表1可看出，苯并噁嗪/环氧树脂共混时，当环氧树脂含量低时，二元体系固o化反应不需要加入任何固化促进剂。在150C以上固化反应迅速进行，出现单一放热反应峰。与苯并噁嗪单体固化曲线对比可以明显看出加入环氧树脂后，体系放热反应峰右移，也就是固化温度升高。而且随着环氧树脂在体系中所占比例的提高，体系的起始固化温度和峰顶固化温度及最终固化温度都向高温方向移动。随着环氧树脂含量的增加，反应放热量逐步减少。当环氧树脂含量超过80%时，观察不到固化峰，体系不能固化。[8]按照Ishida提出的环氧/苯并噁嗪均聚理论：苯并噁嗪开环固

8、化过程中会产生酚羟基，而酚羟基能与环氧树脂发生交联反应，促进环氧树