點擊圖片查看大圖AMEX?系列并噁嗪樹脂
1. 并噁嗪樹脂簡介
并噁嗪(Benzoxazine)是酚、甲醛和胺按照摩爾比1:2:1縮合而得的并氧氮雜六元環(huán)類化合物。它在加熱或催化劑作用下發(fā)生開環(huán)聚合，生成具有含氮且類似酚醛樹脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚并噁嗪(Polybenzoxazine)，因此又名新型酚醛樹脂。并噁嗪樹脂目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到大量工業(yè)產(chǎn)品中，如耐高溫復(fù)合材料、高性能覆銅板、高品質(zhì)塑封料等。它還可以與其它樹脂(如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂等)或添加劑(催化劑、增韌劑等)復(fù)合來進(jìn)一步提高性能。
并噁嗪樹脂及其固化物具有許多優(yōu)良性能，包括：
? 可室溫存儲和運輸
? 相對低的熔融粘度便于成型加工
? 固化時不需要強酸或強堿為催化劑且無小分子放出
? 低固化放熱和低收縮
? 良好的尺寸穩(wěn)定性
? 低吸水性和優(yōu)良的電氣性能
? 優(yōu)良的自阻燃性
? 耐高溫耐化學(xué)腐蝕
? 出色的機械性能
正是由于上述的各種優(yōu)點，使得并噁嗪樹脂展示出巨大的應(yīng)用潛能，可以作為無鹵樹脂產(chǎn)品應(yīng)用于復(fù)合材料、交聯(lián)劑、覆銅板等產(chǎn)品中。如下表所示，與市場上目前所用的熱固性樹脂相比，并噁嗪樹脂的性能優(yōu)勢主要在于它的高模量、高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、高的熱穩(wěn)定性和殘?zhí)悸?、較低的吸水率、良好的電氣性能。同時它的合成原料來源廣泛、價格低廉；固化過程無揮發(fā)物，成型操作易于控制；制品孔隙率低、性能優(yōu)良等優(yōu)點，是一種應(yīng)用前景廣闊的樹脂。
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熱固性樹脂的性能對比 |
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性 能 |
環(huán)氧樹脂 |
酚醛樹脂 |
雙馬來酰亞胺 |
并噁嗪 |
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使用溫度 |
180 |
200 |
200 |
280 |
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Tg(oC) |
130-220 |
170 |
220-380 |
170-340 |
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拉伸強度(MPa) |
60-90 |
20-40 |
50-90 |
80-125 |
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拉伸模量(GPa) |
3.1-3.8 |
3.0-5.0 |
3.5-4.5 |
3.8-4.5 |
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伸長率(%) |
3.0-4.3 |
~0.3 |
~3.0 |
2.3-2.9 |
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起始分解溫度(oC) |
300-360 |
260-340 |
360-400 |
380-400 |
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固化溫度(oC) |
RT-180 |
150-190 |
220-300 |
160-220 |
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固化收縮率(%) |
>3 |
>8 |
~0 |
~0 |
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介電常數(shù)(1GHz) |
3.8-4.5 |
4.0-10.0 |
3.4-3.7 |
3.0-3.5 |
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密度(g/cm3) |
1.2-1.3 |
1.2-1.3 |
1.2-1.3 |
~1.2 |
并噁嗪樹脂和環(huán)氧樹脂比較：
? 更好的高溫性能
? 較低的固化放熱和固化收縮
? 更好的阻燃性和低煙低毒性
并噁嗪樹脂和酚醛樹脂比較：
? 制品孔隙率低
? 反應(yīng)中無水分子放出
? 更好的機械性能
并噁嗪樹脂和雙馬來酰亞胺樹脂比較：
? 較低的固化溫度和時間
? 原料易得、成本低
? 韌性更好
本產(chǎn)品采用先進(jìn)工藝和技術(shù)，發(fā)展了AMEX?系列并噁嗪樹脂和配方，能夠滿足各種工業(yè)應(yīng)用需求。在用戶考察和挑選我們的產(chǎn)品時，請重點關(guān)注AMEX?系列樹脂以下幾個方面的優(yōu)勢：
* 穩(wěn)定性和反應(yīng)性
* 耐熱性
* 韌性和抗沖擊性
* 產(chǎn)品工藝性
2. 產(chǎn)品介紹
2.1 并噁嗪樹脂
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樹脂牌號 |
軟化點 [oC] |
粘度 [Pa.s] |
凝膠時間@ 190oC [min] |
Tg(DSC) [oC] |
韌 性 |
評 論 |
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AMEX 411 |
60-70 |
0.6-0.9 a |
14.3-22.5 |
~175 |
-- |
? 耐高溫 ? 良好的阻燃性 ? 高模量 ? 低吸水性 ? 高尺寸穩(wěn)定性 ? 室溫穩(wěn)定、儲存和運輸 ? 可與環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂等配合使用
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AMEX 412 |
55-65 |
0.3-0.5 a |
5.1-8.1 |
~170 |
-- |
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AMEX 413 |
75-85 |
6.3-9.5 a |
3.3-5.1 |
~195 |
-- |
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AMEX 421 |
80-90 |
2.1-3.2 a |
3.7-5.9 |
~200 |
中等 |
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AMEX 422 |
-- |
0.2-0.4 b |
8.6-13.5 |
~160 |
中等 |
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AMEX 4411 |
-- |
0.7-1.0 b |
13.8-21.6 |
~245 |
中等 |
? 低粘度易操作 ? 良好的韌性和抗沖擊性 ? 低固化放熱和收縮 ? 室溫穩(wěn)定、儲存和運輸 ? 良好的抗紫外性 ? 優(yōu)良的機械和熱性能 ? 良好阻燃性和低毒性 ? 適合RTM或VARTM工藝 |
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AMEX 4421 |
-- |
0.02-0.08 b |
15.1-23.7 |
~200 |
中等 |
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AMEX 4423 |
-- |
0.10-0.16 b |
10.2-16.0 |
~175 |
優(yōu)良 |
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說明：所有上述樹脂均可以根據(jù)客戶需要制成在各種溶劑中的各種固含量的溶液。a @120oC. b @100oC. |
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2.2 并噁嗪樹脂的增韌
未經(jīng)增韌處理的樹脂普遍脆性較高(低抗沖擊性)，無法滿足實際應(yīng)用需要，所以提高樹脂韌性至關(guān)重要。但是，在提高韌性的同時如何盡量保持樹脂本身的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和模量，這是一具有很大挑戰(zhàn)性的難題。盡管采用目前傳統(tǒng)的熱固樹脂增韌劑可以增韌并噁嗪樹脂，但是，測試結(jié)果表明，在大多數(shù)情況下，這些常規(guī)的增韌劑會明顯降低終并噁嗪樹脂產(chǎn)品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和模量。
我們發(fā)展了一系列性能優(yōu)異的增韌劑，能夠在大大提高樹脂韌性的同時又較好地保持樹脂產(chǎn)品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和模量。 Figure 1 中列舉了一些使用AMEX 451和AMEX 453增韌劑的代表性測試數(shù)據(jù)(抗裂韌性和拉伸測試)。
2.3 并噁嗪樹脂固化促進(jìn)劑
一般來說，并噁嗪樹脂本身反應(yīng)活性很低，在高溫下（>180oC）才能發(fā)生固化反應(yīng)得到熱固材料。它的DSC分析中zuida放熱溫度通常>200oC，起始放熱溫度>180oC。這很不利于它的工業(yè)應(yīng)用。但是我們可以通過加入固化促進(jìn)劑來降低并噁嗪及其配方的固化溫度、加速它們的固化。
我們根據(jù)不同應(yīng)用需求，發(fā)展了一些列不同催化活性和特性的并噁嗪樹脂及配方固化促進(jìn)劑?？蛻艨梢愿鶕?jù)不同要求選擇合適的固化促進(jìn)劑。代表性高活性固化促進(jìn)劑AMEX 462的催化性能和目前市場上常用的一款促進(jìn)劑的比較列于Figure 2。
樹脂傳遞模塑（RTM）和真空輔助樹脂傳遞模塑工藝（VARTM）是一種目前綜合指標(biāo)較高的樹脂基復(fù)合材料成型工藝，但對于基體樹脂要求較高。 其中關(guān)鍵的技術(shù)是：注射時樹脂應(yīng)具有較低的粘度和較長的適用期，便于大型制件的注射成型；而在溫度升高時固化反應(yīng)能夠快速進(jìn)行，盡可能減少對模具的占用時間，并且固化反應(yīng)溫度盡可能低，減少能耗節(jié)約成本。華萃新材開發(fā)出了一系列潛伏型固化促進(jìn)劑，能夠較好的解決這一矛盾。代表性的潛伏型固化促進(jìn)劑AMEX 466 能夠和并噁嗪樹脂在120 oC下保持基本穩(wěn)定，同時能夠在溫度升高后較好的促進(jìn)并噁嗪的固化 (Figure 3)。
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