专利名称：纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料及其制备方 法，是一种采用纳米氮化硅的刚性和含有活性稀释剂的双马来酰亚胺预聚体的反应性 共同作用来制备氰酸酯树脂复合材料。
背景技术：
氰酸酯树脂具有力学性能优、耐热性高、吸水率低的优点，更重要的是其介电性 能优异，是新一代电子封装材料和透波复合材料优选的树脂基体。但与其它的热固性 树脂一样，该树脂也存在性脆的弱点。目前关于氰酸酯的增韧改性方法很多，主要有 与热固性树脂共聚、与热塑性塑料共混、与弹性体共混等，但这些方法在增韧的同时 各有其缺点。其中，热塑性塑料和弹性体改性会牺牲体系的耐热性，而单独使用热固 性树脂改性的增韧效果不显著。有机-无机纳米复合材料不仅可具有无机材料的特点和 性质，如无机材料的耐热性、高温稳定性、低热膨胀系数，而且可兼具有机聚合物的韧 性、延展性和易加工性，因此，纳米粒子改性聚合物成为材料科学研究的热点。但由 于有机组分和无机组分在热力学上是不相容的以及纳米粒子的易团聚性，不利于无机 粒子在有机基体中的分散，对于制备有机-无机纳米复合材料无疑是一个非常不利的因 素。因此，要制备具有良好性能的有机-无机纳米复合材料,提高无机纳米粒子在基体中 的分散性显得尤为重要。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/ 氰酸酯树脂复合材料及其制备方法，可以提供一种高韧性、高强度、低摩擦、超耐磨
及优异的耐热性和介电性能的氰酸酯树脂复合材料及其制备方法。技术方案
本发明的技术特征在于配方组成按质量计为氰酸酯树脂100份，双马来酰亚胺
树脂预聚体10~50份，纳米氮化硅粒子0.5 15份。
所述的双马来酰亚胺预聚体是由含有活性稀释剂苯乙烯和二烯丙基双酚A改性的 二苯甲垸型双马来酰亚胺组成。
所述的纳米氮化硅粒子的表面经过偶联剂y-(2、 3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷 处理。
一种制备纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特 征在于制备步骤如下
(1) 将氰酸酯树脂加热熔融后，加入双马来酰亚胺预聚体加热搅拌，反应10 50min;
(2) 在上述预聚体中加入经偶联剂处理的纳米氮化硅，利用高速均质搅拌机分散 均匀后，浇入到预热好的模具中；
(3) 抽真空除去气泡后，放入烘箱中进行固化；固化工艺为三段连续固化法140 160。C下固化1 4小时，170 180。C下固化1 4小时，190 200。C下固化l 4小时；
(4) 最后在220 240。C下后处理2 6小时，即得纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/ 氰酸酯树脂复合材料。
有益效果
本发明相对于现有技术，其的优点为
(r)本发明同时采用纳米氮化硅和含有活性稀释剂的双马来酰亚胺预聚体来改性 氰酸酯树脂，属于一种新型的三元复合材料体系。
(2)本发明利用含有活性稀释剂的双马来酰亚胺预聚体来改性氰酸酯树脂，该预聚体的粘度很低，且在较宽的温度范围内保持不变，有利于纳米粒子在树脂基体中的 分散。
(3) 本发明所使用的双马来酰亚胺预聚体在常温下为液体，可与氰酸酯树脂发生 反应，对氰酸酯树脂固化具有促进作用，无需催化剂，就可使复合材料在较低的温度 下固化。
(4) 本发明所使用的纳米氮化硅经过偶联剂KH--560处理。该偶联剂端位的环氧 基可与氰酸酯单体反应，增加了无机纳米粒子和有机树脂之间的相容性，改善了两相 间的界面粘结程度。
(5) 本发明的纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料，不仅具有优 良的力学性能、热性能、介电性能，而且具有优异的摩擦性能。因此，除了可作为电 子领域的集成电路板或封装材料外，还可用作航空航天、化工机械、汽车家电等领域 的自润滑轴承、齿轮、压縮机的滑片等零部件。
(6) 本发明纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料的制备方法具有 操作工艺简单、无污染等特点，是一种适用性广的制备有机-无机纳米复合材料的方法。
图l:为本发明的制备的工艺流程图
具体实施例方式
现结合附图对本发明作进一步描述
本发明专利所采用一种含有活性稀释剂的双马来酰亚胺树脂预聚体和纳米氮化硅 来共同作用，以获得综合性能良好的氰酸酯树脂复合材料。
制备有机-无机纳米复合材料的方法很多，有溶胶一凝胶法、溶液共混法、熔融共 混法、原位插层法等。由于有机组分和无机组分在热力学上的不相容性以及纳米粒子 的易团聚性，不利于无机粒子在有机基体中的分散。因此，要制备具有良好性能的有机-无机纳米复合材料，关键是控制无机粒子在有机基体中的分散性以及改善两相间的 相容性。
本发明采用含有活性稀释剂的双马来酰亚胺树脂预聚体改性的氰酸酯树脂，该预 聚体粘度低，且在较宽的温度范围内保持不变，有利于无机纳米粒子氮化硅的分散， 并且纳米氮化硅的表面经过含有活性环氧基偶联剂KH-560的处理，增加了无机纳米粒 子和有机树脂之间的相容性。
实施实例1:
首先将100份氰酸酯树脂加热熔融后，加入30份双马来酰亚胺预聚体加热搅拌， 反应10 50rain后，再加入1. 0份经偶联剂KH-560处理的纳米氮化硅，利用高速均质 搅拌机分散均匀后，浇入到预热好的模具中，抽真空除去气泡后，放入烘箱中进行固 化。固化工艺为三段连续固化法140 16(TC下固化1 4小时，170 18(TC下固化l 4小时，190 20(TC下固化1 4小时。最后在220 24(TC下后处理2 6小时，即得 纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料。
实施实例2:
首先将100份氰酸酯树脂加热熔融后，加入30份双马来酰亚胺预聚体加热搅拌， 反应10 50min后，再加入2. 0份经偶联剂KH-560处理的纳米氮化硅，利用高速均质 搅拌机分散均匀后，浇入到预热好的模具中，抽真空除去气泡后，放入烘箱中进行固 化。固化工艺为三段连续固化法140 16(TC下固化1 4小时，170 18(TC下固化l 4小时，190 20(TC下固化1 4小时。最后在220 24(TC下后处理2 6小时，即得
纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料。 实施实例3:
首先将100份氰酸酯树脂加热熔融后，加入20份双马来酰亚胺预聚体加热搅拌， 反应10 50min后，再加入2. 0份经偶联剂KH-560处理的纳米氮化硅，利用高速均质搅拌机分散均匀后，浇入到预热好的模具中，抽真空除去气泡后，放入烘箱中进行固
化。固化工艺为三段连续固化法140 16(TC下固化1 4小时，170 180。C下固化l 4小时，190 20(TC下固化1 4小时。最后在220 240。C下后处理2 6小时，即得 纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料。
本发明纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料的性能指标如下
密度<2. 5g/cm2;布绍硬度>27. Okg/mm2;
弯曲强度>125Mpa;冲击强度〉13. OkJ/lI)2;
介电常数<3. 05;介电损耗角正切Tan5: <0. 014; 摩擦系数<0. 25;磨损率<2. OX 10—6mra7(N m);
玻璃化转变温度〉260°C;初始热分解温度。C: 〉410°C;
最大失重率对应的温度〉435°C。
权利要求
1. 一种纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料，其特征在于配方组成按质量计为氰酸酯树脂100份，双马来酰亚胺树脂预聚体10～50份，纳米氮化硅粒子0.5～15份。
2. 根据权利要求1所述的纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料，其特征在于所述的双马来酰亚胺预聚体是由含有活性稀释剂苯乙烯和二烯丙基双酚A改性的二苯甲垸型双马来酰亚胺组成。
3. 根据权利要求1所述的纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料，其特征在于所述的纳米氮化硅粒子的表面经过偶联剂Y-(2、 3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅垸处理。
4. 一种制备权利要求1~3所述的纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材 料的制备方法，其特征在于制备步骤如下-(1) 将氰酸酯树脂加热熔融后，加入双马来酰亚胺预聚体加热搅拌，反应10 50min;(2) 在上述预聚体中加入经偶联剂处理的纳米氮化硅，利用高速均质搅拌机分散 均匀后，浇入到预热好的模具中；(3) 抽真空除去气泡后，放入烘箱中进行固化；固化工艺为三段连续固化法140 160。C下固化1 4小时，170 18(TC下固化1 4小时，190 200。C下固化l 4小时；(4) 最后在220 240。C下后处理2 6小时，即得纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/ 氰酸酯树脂复合材料。
全文摘要
本发明涉及一种纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料及其制备方法，技术特征在于将氰酸酯树脂加热熔融后，加入双马来酰亚胺预聚体加热搅拌，然后加入经偶联剂处理的纳米氮化硅，利用高速均质搅拌机分散均匀后，浇入到预热好的模具中；抽真空除去气泡后，进行固化，后处理即得纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料。本发明制备的纳米氮化硅/双马来酰亚胺树脂/氰酸酯树脂复合材料，不仅具有优良的力学性能、热性能、介电性能，而且具有优异的摩擦性能。因此，除了可作为电子领域的集成电路板或封装材料外，还可用作航空航天、化工机械、汽车家电等领域的自润滑轴承、齿轮、压缩机的滑片等零部件。
文档编号C08L79/00GK101457021SQ20071019922
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者宁荣昌, 芬 方, 李朋博, 梁国正, 颜红侠 申请人:西北工业大学