氰酸酯作为环氧树脂固化剂的研究进展(1).pdf

原材料与设备覆铜板资讯2021年第2期

【编者按】日本《网状聚合物论文集》（ネツトワークポリマー論文集）杂志在2019年～2020年连载
刊登了日本热固性树脂专家小池常夫的长篇技术综述文章。该文对为环氧树脂固化剂的氰酸酯，在品
种、性能、应用等方面作了全面、深入的阐述，反映并总结了氰酸酯固化剂，当前的技术新发展、新应用。
此译文，在我刊以连载方式的刊登，想必会对我们高频、高耐热性覆铜板树脂开发，有着很好的参
考作用。此文的编译者是一位长期从事覆铜板开发工作的工程技术人员。他在对这篇高深专业技术内
容的原文作编译中，付出了心血，作了大量、细致、严谨的工作，本刊特此表示感谢。

氰酸酯作为环氧树脂固化剂的研究进展（1）

陕西荣泰联信电子科技有限公司王金龙编译

摘要：本文对环氧树脂固化剂的氰酸酯，在品种、性能、应用等方面作了全面、深入的阐述，并反映并总结
了氰酸酯固化剂，当前的技术新发展、新应用。
关键词：环氧树脂；固化剂；氰酸酯；研究进展

氰酸酯是电气电子材料以及高性能复先进技术领域对材料耐热性水平提出更高
合材料领域中使用的最重要高性能热固性要求的时候，环氧树脂的耐热性比不上有些
材料之一。为了了解用作环氧树脂固化剂的高耐热网状聚合物，因此环氧树脂的使用受
氰酸酯的整体情况，本文对包括商品化的各到限制。为了提高环氧树脂的耐热性，人们
种骨架结构氰酸酯的化学结构和CAS编号做了各种尝试，除了使用常规芳香族胺或耐
进行了研究和分类。热型苯基树脂作为环氧树脂固化剂以外，还
环氧树脂和氰酸酯之间的固化反应存在使用了一些其他的耐热性固化剂。
多种形式，由于其中包括氰酸酯的自聚反作为一个典型的应用例子，是氰酸酯
应，因此不存在固定的当量配比。根据研究（CE）引起了人们的注意。CE与双马来酰
论文引用的数据，重点考查了反应与配比的亚胺（BMI）的复合体系双马来酰亚胺/氰酸
关系。酯树脂（俗称BT树脂），BT树脂与环氧树脂
选择了环氧树脂/氰酸酯固化体系的一（EP）组合使用，在电子材料和复合材料领域
些基本特性进行评价，并提出了最佳配比。中已开发出了很多高耐热材料。用于BT树
这些性能包括：固化行为、玻璃化转变温度、脂的最基本的CE是双酚A型CE。但近年
拉伸和弯曲性能、冲击强度、热膨胀、热稳定来，新开发了多种骨架结构类型的CE，并且
性、吸水率和介电性能。对这些CE在赋予环氧树脂（EP）耐热性方面
进行了研究。
1.环氧树脂及固化物氰酸酯简介因此，我们调查了迄今为止已经开发的
CE的类型和CAS编号，并将其化学结构与
环氧树脂（EP）广泛用于电子材料和复市面上销售的CE一起分类整理后汇总于表
合材料领域，具有举足轻重的作用。然而，在中。在日本发表的论文中，对于CE作为环氧

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树脂（EP）固化剂时的固化反应和固化物性尿酸烷基酯，并通过重排生成异氰脲酸烷基
能的优缺点都有明确的说明。对CE的性能酯。（d）异氰脲酸烷基酯开环并与环氧基反
（特别是阻燃性）改进趋势也进行了叙述。应形成噁唑烷酮环（5元环）。
应该关注的方面是，环氧树脂（EP）和除了图1所示的四种反应（[a）至（d）]
CE哪个应该作为重点，哪个是主体树脂，那外，CE在固化过程中还可能促使环氧树脂彼
个是固化剂，目前还存在争议。本文是从环此间的聚合反应，形成复合交联结构。环氧
氧树脂的立场出发，从“作为环氧树脂固化树脂/氰酸酯的反应可以在没有催化剂的情
剂的氰酸酯”的观点进行解释。况下进行固化反应，也可以在有催化剂的情
况下进行反应。使用催化剂时，催化剂主要
2.环氧树脂与氰酸酯的反应机理是以辛酸锌为代表的锌、铜等金属羧酸盐和
咪唑等碱性催化剂。
氰酸酯是含有氰酸酯基（-O-C≡N，以下我们用一个例子来尝试分析上述固化反
简称为OCN基）的化合物的总称。氰酸酯与应机理。

环氧基环化反应生成5元环（噁唑啉环或噁Bartolomeo等人[7]使用双酚A型CE
唑酮环）。含二官能（OCN基团）以上的氰酸（BADCE）和双酚A型环氧树脂（DGEBA）的
酯化合物可以作为环氧树脂的固化剂。图组合（BADCE/DGEBA=75/25wt）进行了

1显示了EP/CE的基本反应机理[1]～[7]。反应机理研究。其这项研究工作，主要是跟
主要反应有以下四种（:a）环氧基和OCN踪了在180℃反应期间以下四个红外（IR）吸

基形成噁唑啉环，再通过其重排形成噁唑酮收强度的数据：（1）环氧基（915cm-1），（2）

环。（b）OCN基三聚生成耐热的六元环OCN基（2270cm-1），（3）异氰脲酸酯环（1684

（1.3.5三嗪环），基本的氰尿酸烯丙酯。（c）cm-1），（4）噁唑烷酮环（1770cm-1）。在这些
通过氰尿酸烯丙酯