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)悸省⑤^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 |
|
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劑。客戶可以根據(jù)不同要求選擇合適的固化促進劑。代表性高活性固化促進劑AMEX 462的催化性能和目前市場上常用的一款促進劑的比較列于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劑，能夠較好的解決這一矛盾。代表性的潛伏型固化促進劑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并噁嗪的固化 (Figure 3)。
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