聚苯並噁嗪組合物的製作方法

2023-05-01 22:18:41

專利名稱：聚苯並噁嗪組合物的製作方法
技術領域：
本發明描述了一種使用五氟銻酸催化劑製備聚苯並II惡嗪的方法。
背景技術：
苯並U惡嗪和含有苯並Pf嗪的組合物是已知的(參見例如美國專利5，M3，516 和 6，207，786 (Ishida 等人)；S. Rimdusit 和 H. Ishida，「Development of New Class of Electronic Packaging Materials Based on Ternary Systems of Benzoxazine, Epoxy, and Phenolic Resins(基於苯並ff惡嗪、環氧樹脂和酚醛樹脂的三元體系的新一類電子封裝材料的開發)」，Polymer,41, 7941-49 (2000)；和 H. Kimura 等人，「New Thermosetting Resin from Bisphenol Α-based Benzoxazine and Bisoxazoline (來自基於雙酷A 的苯並 Iff惡嗪和雙P惡唑啉的新型熱固性樹脂)，，，J. App. Polym. Sci.，72，1551-58 (1999)。美國專利7，517，925 (Dershem等人)描述了苯並P惡嗪化合物和由苯並P惡嗪化合物製備的熱固性樹脂組合物。該組合物據說可用於增加微電子組件內的界面處的粘合力並且在固化時回縮減小且具有低熱膨脹係數(CTE)。美國專利7，053，138 (Magendie等人)描述了在製造預浸材料和層合材料中的包含苯並Ul嗪和熱塑性或熱固性樹脂的組合物。該組合物據稱可產生具有高玻璃化轉變溫度的防火層合樹脂。美國專利6，376，OSO(Gallo)描述了製備聚苯並U惡嗪的方法，該方法包括加熱包含苯並P惡嗪和雜環二羧酸的模製組合物至足以固化該模製組合物的溫度，從而形成所述聚苯並卩惡嗪。該組合物據稱在後固化之後體積變化接近零。美國專利6，207，586(Ishida等人)聲稱苯並U惡嗪單體生成聚合物的聚合過程被認為是將Pg嗪環轉化成另一種結構(如線型聚合物或較大的雜環)的離子開環聚合反應。 據認為鏈轉移步驟限制了所得聚合物的分子量並引起某種程度的支化。通常使用FIlR(傅立葉變換紅外)分析來監測U惡嗪環向聚合物的轉化，以估計不同溫度下的聚合轉化率。還可使用NMR(核磁共振)譜來監測苯並Ι 惡嗪單體向聚合物的轉化。環氧樹脂粘合劑已廣泛用於結構粘合劑應用，並且滿足了許多要求嚴格的工業應用。然而，環氧樹脂具有許多明顯的限制其應用的缺陷，包括受限的高溫穩定性、高吸溼性、 回縮和大量的聚合放熱。已提出用聚苯並卩惡嗪來克服環氧樹脂的這許多限制。聚苯並U惡嗪具有較低的固化放熱、較小的回縮、具有較高的熱穩定性、較少的副產物，並且易於由苯並U惡嗪製備，而苯並IPg嗪又易於由胺、甲醛和酚以高收率製備。然而，製備聚苯並嗯嗪的現有方法需要較高的溫度，並且通常產生高度交聯的脆性聚合物。降低聚合溫度的努力包括添加各種酚或路易斯酸促進劑，或使苯並U惡嗪與環氧化物或其他單體(諸如苯酚-甲醛)共聚。然而，所得聚苯並U惡嗪-環氧樹脂混合物仍保留了對環氧樹脂的許多限制，從而不得不放棄其許多可貴的特性(如環氧樹脂的韌性)。

發明內容
本發明涉及包含苯並IPg嗪化合物和五氟銻酸催化劑的可固化組合物。該可固化組合物可固化以製備可用於塗層、密封劑、粘合劑和許多其他應用的固化組合物。本發明還提供了包含苯並卩惡嗪化合物和五氟銻酸催化劑的可固化組合物，該可固化組合物在固化時可用於高溫結構化粘合劑應用中。本發明還提供了製備聚苯並U惡嗪的方法，該方法包括在一定的溫度下將所述可固化組合物加熱足夠的時間，以改進聚合。本發明克服了許多聚苯並P惡嗪聚合的顯著缺陷，包括降低聚合溫度和減少放熱。 在一些實施例中，產物聚苯並嗯嗪為具有良好熱穩定性的柔性固體，故可用於許多工業應用。如本文所用，術語「苯並卩惡嗪」包括具有特徵性苯並P惡嗪環的化合物和聚合物。
在下面示出的苯並Pl惡嗪基團中，R為單胺或聚胺的殘基。
權利要求
1.一種可聚合組合物，其包含a)苯並嚅嗪，和b)取代的五氟銻酸催化劑，其通式為H*SbF5X_，其中X為滷素、羥基或OR基團，其中OR 為脂族或芳族醇的殘基。
2.根據權利要求1所述的可聚合組合物，其中所述OR基團為2-(2-羥基乙氧基)乙氧基。
3.根據權利要求1所述的可聚合組合物，其中所述OR基團為具有至少32的分子量和至少1個伯或仲羥基官能度的脂族醇的殘基。
4.根據權利要求1所述的可聚合組合物，其中所述醇選自乙二醇、二甘醇和三甘醇。
5.根據權利要求1所述的可聚合組合物，其中X為亞烷基二醇的殘基。
6.根據權利要求1所述的可聚合組合物，其還包含增韌劑。
7.根據權利要求1所述的可聚合組合物，其中所述增韌劑的存在量介於所述苯並卩惡嗪的約3重量％和35重量％之間。
8.根據權利要求1所述的可聚合組合物，其中所述增韌劑為具有橡膠相和熱塑性相兩者的聚合物化合物。
9.根據權利要求8所述的可聚合組合物，其中所述增韌劑為接枝聚合物，所述接枝聚合物具有聚合的雙烯橡膠核和與其接枝的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、單乙烯基芳香烴或其混合物的殼。
10.根據權利要求9所述的可聚合組合物，其中所述橡膠核包含聚合的丁二烯或丁二烯和苯乙烯的聚合的混合物。
11.根據權利要求10所述的可聚合組合物，其中所述殼包含甲基丙烯酸酯。
12.根據權利要求11所述的可聚合組合物，其中所述甲基丙烯酸酯包含低級烷基取代的甲基丙烯酸酯。
13.根據權利要求10所述的可聚合組合物，其中所述殼包含單乙烯基芳香烴。
14.根據權利要求13所述的可聚合組合物，其中所述烴選自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、 乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、乙基乙烯基苯、異丙基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯和乙基氯苯乙煉。
15.根據權利要求8所述的可聚合組合物，其中所述增韌劑為核-殼聚合物，其中所述核為玻璃化轉變溫度低於約0°C的橡膠聚丙烯酸酯聚合物，並且所述殼與其接枝並且為玻璃化轉變溫度高於約25°C的熱塑性聚丙烯酸酯聚合物。
16.根據權利要求15所述的可聚合組合物，其中所述核選自聚丙烯酸丁酯和聚丙烯酸異辛酯，並且所述殼為聚甲基丙烯酸甲酯。
17.根據權利要求5所述的可聚合組合物，其中所述增韌劑為Tg低於約25°C的彈性體顆粒，其為可自由基聚合單體和可溶於所述可固化組合物的聚合物型穩定劑的聚合的混合物。
18.根據權利要求1所述的可聚合組合物，其包含衍生自脂族胺和芳胺的苯並II惡嗪的混合物。
19.根據權利要求1所述的可聚合組合物，其包含衍生自聚(亞烷氧基)二胺的苯並
20.聚合的根據權利要求1所述的組合物，其包含一種或多種下式的聚合物 OH R1 R1「，η每個R1為H或烷基，並且為脂族醛的殘基；R2為H、共價鍵或多價(雜)烴基，優選為H、共價鍵或二價烷基；R5為伯氨基化合物R5(NH2)m的(雜)烴殘基，其中m為1-4 ；並且y+z為至少2，以及所述催化劑的殘基。
21.根據權利要求20所述的聚合的組合物，其中R5為聚(亞烷氧基)基團。
22.根據權利要求20所述的聚合的組合物，其中R5包含芳族基團和脂族基團的混合物。
23.根據權利要求20所述的聚合的組合物，其中所述催化劑的所述殘基包括氟化銻
全文摘要
本發明描述了包含苯並嗪化合物和五氟銻酸催化劑的可固化組合物。所述可固化組合物可固化以製備可用於塗層、密封劑、粘合劑和許多其他應用的固化組合物。
文檔編號C08G73/02GK102575006SQ201080047128
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月10日 優先權日2009年8月26日
發明者伊利耶·戈羅迪舍 申請人:3M創新有限公司