苯并惡嗪改性二苯醚層壓玻璃布板

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1、苯并噁嗪改性二苯醚玻璃布層壓板的制備及性能劉鋒李仕文趙成邵亞婷四川東材企業(yè)集團(tuán)公司（621000）摘要本文介紹了一種改性二苯醚樹脂的合成及其玻璃布層壓板的制備方法，并對(duì)其性能進(jìn)行了全面測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用苯并噁嗪改性二苯醚樹脂制備的玻璃布層壓板其工藝性優(yōu)于苯酚改性二苯醚樹脂，為二苯醚的改性提供了一種新的方法，且成本較低，可以用作H級(jí)絕緣材料，具有廣闊的市場(chǎng)前景。關(guān)鍵詞苯并噁嗪二苯醚玻璃布層壓板前言聚二苯醚樹脂是一類重要的熱固性聚合物，它具有耐高溫、耐輻射以及優(yōu)良的機(jī)械電氣性能，但由于其固化溫度高、成型工藝性差，因此一般均采用苯酚改性二苯醚樹脂作為復(fù)合材料的基體樹

2、脂，苯酚改性后的二苯醚樹脂具有成本低、固化溫度低等特點(diǎn)近年來被廣泛地應(yīng)用于玻璃布層壓板的制備，由于該技術(shù)路線采用六次甲基四胺作為固化催化劑，層壓制品存在著后處理時(shí)間長，固化時(shí)有大量小分子放出，制品空隙率較大、熱態(tài)機(jī)械強(qiáng)度保持率較低等缺陷。苯并噁嗪樹脂是近年來開發(fā)的一種新型耐熱樹脂體系，它具有固化過程中無小分子放出，固化工藝性好等特點(diǎn)。本文研究了用苯并噁嗪改性二苯醚樹脂，所制得的苯并噁嗪二苯醚樹脂保留了二苯醚樹脂固有的熱穩(wěn)定性，克服了苯酚改性二苯醚樹脂游離酚含量高、固化時(shí)放出小分子、制品空隙率較大、層壓制品熱態(tài)機(jī)械強(qiáng)度保持率較低的缺點(diǎn)。且成本低于苯酚改性二苯醚玻璃布層

3、壓板，具有廣闊的市場(chǎng)前景。1試驗(yàn)部分1.1樹脂合成1.1.1原材料聚二苯醚樹脂工業(yè)品苯酚工業(yè)品催化劑A　　　　　化學(xué)純甲醛(37%)工業(yè)品胺類工業(yè)品催化劑B　　　　　化學(xué)純?nèi)軇　　　　　　』瘜W(xué)純1.1.2合成工藝及性能指標(biāo)首先聚二苯醚樹脂、苯酚在催化劑A作用下生成如圖1結(jié)構(gòu)的苯酚改性二苯醚，苯酚改性二苯醚與甲醛、胺類化合物在催化劑B的作用下合成含有苯并噁嗪環(huán)的改性二苯醚樹脂（其結(jié)構(gòu)如圖2），該樹脂在加熱或催化劑作用下苯并噁嗪發(fā)生開環(huán)聚合反應(yīng)生成含氮且類似酚醛樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。樹脂的溶液性能指標(biāo)見表1。圖1圖2表1樹脂的性能項(xiàng)目指標(biāo)外觀棕紅色透明液體粘度（4#粘度計(jì)2

4、3℃±2℃）15s～40s固體含量（130℃±2℃0.5h）55%～60%成型時(shí)間（160℃±2℃）6min～12min游離酚含量（%）≤7.02.2玻璃布預(yù)浸料的制備用苯并噁嗪改性二苯醚樹脂溶液浸漬KH560處理無鹼玻璃布，在雙效立式上膠機(jī)上按如下工藝條件制備預(yù)浸料。車速∶1.0m/min～9.0m/min，塔溫∶100℃～150℃預(yù)浸料的性能指標(biāo)見表2。表2預(yù)浸料的性能項(xiàng)目指標(biāo)外觀褐黃色樹脂含量（40±2）%可溶性樹脂含量≥90%揮發(fā)物含量≤2%2.3玻璃布層壓板的制備將預(yù)浸料裁成所需尺寸，按工藝要求鋪放，兩面墊上涂有脫模劑的光滑不銹鋼板，再墊上墊紙及鐵板后送入

5、壓機(jī)，其壓制工藝條件如表3所示。表3層壓板壓制工藝預(yù)熱熱壓溫度（℃）壓力（Mpa）時(shí)間（min）溫度（℃）壓力（Mpa）時(shí)間（min）80～1601～730～60185±57120按上述工藝壓制成型后冷卻至50℃以下出模，經(jīng)一定溫度和時(shí)間的后處理后即得苯并噁嗪改性二苯醚玻璃布層壓板。2結(jié)果與討論2.1苯并噁嗪改性二苯醚樹脂的配方篩選2.1.1聚二苯醚樹脂與苯酚的配比分析由聚二苯醚樹脂與苯酚的反應(yīng)機(jī)理可知，1mol聚二苯醚樹脂可以與2mol苯酚反應(yīng)，為了減少游離的聚二苯醚樹脂，一般采用苯酚過量的方法，以使聚二苯醚樹脂完全與苯酚發(fā)生反應(yīng)，但苯酚過量太多，樹脂的耐熱性會(huì)隨

6、之受到影響。因此聚二苯醚樹脂與苯酚的摩爾比一般在1∶2.5~4.5之間，考慮到下一步形成苯并噁嗪環(huán)的要求，我們選擇其摩爾比為1∶3.0~3.5。2.1.2催化劑B的用量與膠化時(shí)間的控制催化劑B的用量關(guān)系到苯并噁嗪環(huán)成環(huán)率的高低和膠化時(shí)間的長短。用量越大膠化時(shí)間越長，苯并噁嗪環(huán)成環(huán)率降低，樹脂的機(jī)械性能下降，壓制板材時(shí)容易造成流膠太多；用量太少膠化時(shí)間縮短，不能形成苯并噁嗪環(huán)，樹脂的耐熱性降低，壓制工藝性差；一般選擇催化劑B的用量為催化劑A用量的8~14倍，以達(dá)到最佳工藝要求。2.1.3胺類化合物的用量胺類化合物的用量直接關(guān)系到苯并噁嗪環(huán)成環(huán)率的高低。其與苯酚的摩爾比

7、一般在1∶0.5~2.5之間，用量太少苯并噁嗪成環(huán)率低，用量太多反應(yīng)劇烈，容易造成膠化，我們選擇其摩爾比為1∶1.2~1.7。2.2苯并噁嗪改性二苯醚樹脂的結(jié)構(gòu)與耐熱性分析苯并噁嗪改性二苯醚樹脂的紅外光譜見圖3，圖中波數(shù)1100cm–1～900cm–1之間可見較強(qiáng)的苯并噁嗪環(huán)的特征吸收峰。圖3苯并噁嗪改性二苯醚樹脂的紅外光譜苯并噁嗪改性二苯醚樹脂粉末快速熱老化結(jié)果見表4表4快速熱老化數(shù)據(jù)（升溫速度5℃/min、空氣中）失重率（%）5101522253035404550溫度（℃）325381421469502536575605660675注：以上數(shù)據(jù)由核工業(yè)第九研