苯并恶嗪改性二苯醚层压玻璃布板.doc

苯并噁嗪改性二苯醚玻璃布层压板
的制备及性能

刘锋李仕文赵成邵亚婷
四川东材企业集团公司（621000）

摘要本文介绍了一种改性二苯醚树脂的合成及其玻璃布层压板的制备方法，并对其性能进行了全面测试。实验结果表明，采用苯并噁嗪改性二苯醚树脂制备的玻璃布层压板其工艺性优于苯酚改性二苯醚树脂，为二苯醚的改性提供了一种新的方法，且成本较低，可以用作H级绝缘材料，具有广阔的市场前景。
关键词苯并噁嗪二苯醚玻璃布层压板

前言

聚二苯醚树脂是一类重要的热固性聚合物，它具有耐高温、耐辐射以及优良的机械电气性能，但由于其固化温度高、成型工艺性差，因此一般均采用苯酚改性二苯醚树脂作为复合材料的基体树脂，苯酚改性后的二苯醚树脂具有成本低、固化温度低等特点近年来被广泛地应用于玻璃布层压板的制备，由于该技术路线采用六次甲基四胺作为固化催化剂，层压制品存在着后处理时间长，固化时有大量小分子放出，制品空隙率较大、热态机械强度保持率较低等缺陷。苯并噁嗪树脂是近年来开发的一种新型耐热树脂体系，它具有固化过程中无小分子放出，固化工艺性好等特点。本文研究了用苯并噁嗪改性二苯醚树脂，所制得的苯并噁嗪二苯醚树脂保留了二苯醚树脂固有的热稳定性，克服了苯酚改性二苯醚树脂游离酚含量高、固化时放出小分子、制品空隙率较大、层压制品热态机械强度保持率较低的缺点。且成本低于苯酚改性二苯醚玻璃布层压板，具有广阔的市场前景。

1试验部分
1.1树脂合成
1.1.1原材料
聚二苯醚树脂工业品
苯酚工业品
催化剂A化学纯
甲醛(37%)工业品
胺类工业品
催化剂B化学纯
溶剂化学纯
1.1.2合成工艺及性能指标
首先聚二苯醚树脂、苯酚在催化剂A作用下生成如图1结构的苯酚改性二苯醚，苯酚改性二苯醚与甲醛、胺类化合物在催化剂B的作用下合成含有苯并噁嗪环的改性二苯醚树脂（其结构如图2），该树脂在加热或催化剂作用下苯并噁嗪发生开环聚合反应生成含氮且类似酚醛树脂的网状结构。树脂的溶液性能指标见表1。

图1

图2
表1树脂的性能
项目指标外观棕红色透明液体粘度（4#粘度计23℃±2℃）15s～40s固体含量（130℃±2℃0.5h）55%～60%成型时间（160℃±2℃）6min～12min游离酚含量（%）≤7.0
2.2玻璃布预浸料的制备
用苯并噁嗪改性二苯醚树脂溶液浸渍KH560处理无硷玻璃布，在双效立式上胶机上按如下工艺条件制备预浸料。
车速∶1.0m/min～9.0m/min，塔温∶100℃～150℃
预浸料的性能指标见表2。
表2预浸料的性能
项目指标外观褐黄色树脂含量（40±2）%可溶性树脂含量≥90%挥发物含量≤2%
2.3玻璃布层压板的制备
将预浸料裁成所需尺寸，按工艺要求铺放，两面垫上涂有脱模剂的光滑不锈钢板，再垫上垫纸及铁板后送入压机，其压制工艺条件如表3所示。
表3层压板压制工艺
预热热压温度（℃）压力（Mpa）时间（min）温度（℃）压力（Mpa）时间（min）80～1601～730～60185±57120按上述工艺压制成型后冷却至50℃以下出模，经一定温度和时间的后处理后即得苯并噁嗪改性二苯醚玻璃布层压板。

结果与讨论

2.1苯并噁嗪改性二苯醚树脂的配方筛选
2.1.1聚二苯醚树脂与苯酚的配比分析
由聚二苯醚树脂与苯酚的反应机理可知，1mol聚二苯醚树脂可以与2mol苯酚反应，为了减少游离的聚二苯醚树脂，一般采用苯酚过量的方法，以使聚二苯醚树脂完全与苯酚发生反应，但苯酚过量太多，树脂的耐热性会随之受到影响。因此聚二苯醚树脂与苯酚的摩尔比一般在1∶2.5~4.5之间，考虑到下一步形成苯并噁嗪环的要求，我们选择其摩尔比为1∶3.0~3.5。
2.1.2催化剂B的用量与胶化时间的控制
催化剂B的用量关系到苯并噁嗪环成环率的高低和胶化时间的长短。用量越大胶化时间越长，苯并噁嗪环成环率降低，树脂的机械性能下降，压制板材时容易造成流胶太多；用量太少胶化时间缩短，不能形成苯并噁嗪环，树脂的耐热性降低，压制工艺性差；一般选择催化剂B的用量为催化剂A用量的8~14倍，以达到最佳工艺要求。
2.1.3胺类化合物的用量
胺类化合物的用量直接关系到苯并噁嗪环成环率的高低。其与苯酚的摩尔比一般在1∶0.5~2.5之间，用量太少苯并噁嗪成环率低，用量太多反应剧烈，容易造成胶化，我们选择其摩尔比为1∶1.2~1.7。
2.2苯并噁嗪改性二苯醚树脂的结构与耐热性分析
苯并噁嗪改性二苯醚树脂的红外光谱见图3，图中波数1100cm–1～900cm–1之间可见较强的苯并噁嗪环的特征吸收峰。

图3苯并噁嗪改性二苯醚树脂的红外光谱
苯并噁嗪改性二苯醚树脂粉末快速热老化结果见表4
表4快速热老化数据（升温速度5℃/min、空气中）
失重率（%）5101522253035404550温度（℃）3253