POSS改性的脲类衍生物及其制备方法、环氧树脂组合物技术

本发明专利技术涉及有机合成领域，特别是涉及POSS改性的脲类衍生物及其制备方法、环氧树脂组合物。本发明专利技术通过将笼型倍半硅氧烷(POSS)骨架与一定链长的脲类相连，制得式I中所示的POSS改性的脲类衍生物，该衍生物可作为环氧树脂的固化剂。采用该固化剂能使得环氧树脂能在150℃左右的中等温度下以较快的速度固化，最快2.5min左右可固化，相较传统技术中该温度下以小时为单位的固化时间，大大提升了效率；此外，还能维持固化前的凝胶化时间不至于太短，最长可达3.2min，预留了足够的操作时间。同时，如此快速固化得到的产物还具有较高的性能，具有抗冲击强度高、弯曲模量高、耐热稳定性好等优点。耐热稳定性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
POSS改性的脲类衍生物及其制备方法、环氧树脂组合物


[0001]本专利技术涉及有机合成领域，特别是涉及POSS改性的脲类衍生物及其制备方法、环氧树脂组合物。

技术介绍

[0002]环氧树脂固化物具有优异的粘接强度和耐高低温性，且介电性能良好，易加工成型，因此被广泛应用于航空航天、建筑、机械等领域。然而，环氧树脂在中温(150℃左右)固化时，存在反应不完全、固化时间较长的问题；若人为地在中温加快固化速率，则会导致得到的固化物脆性大、耐冲击强度低，需要增韧改性。传统技术中，通常加入聚酰胺、聚醚胺、聚氨酯或橡胶等增韧剂来提高环氧树脂固化物的韧性，但这同时也会降低材料的弯曲模量和耐热稳定性。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要提供一种POSS改性的脲类衍生物及其制备方法，该衍生物可以用作环氧树脂的固化剂，使得环氧树脂能在中温条件下快速固化，且固化产物具有抗冲击强度高、弯曲模量高、耐热稳定性好的优点。
[0004]本专利技术的一个方面，提供了一种POSS改性的脲类衍生物，其具有式I所示的结构：
[0005][0006]其中，X每次出现，独立地选自
‑
(CR4R5)
n
‑
或亚苯基；
[0007]n每次出现，独立地选自1、2、3、4、5或6；
[0008]R2～R5每次出现，分别独立地选自
‑
H、
‑
D、
‑
F、
‑
Cl、
‑
Br、甲基、甲氧基或乙基；
[0009]*为连接位点。
[0010]在一些实施方式中，POSS改性的脲类衍生物，具有式II所示的结构：
[0011][0012]其中，X每次出现，独立地选自
‑
(CR4R5)
n
‑
或1,4
‑
亚苯基；
[0013]n每次出现，独立地选自1、2、3、4、5或6；
[0014]R2、R4、R5每次出现，分别独立地选自
‑
H、甲基或乙基；
[0015]*为连接位点。
[0016]本专利技术的另一方面，提供了前述POSS改性的脲类衍生物的制备方法，其包括以下步骤：
[0017]将式III所示的化合物和式IV所示的化合物与羰基二咪唑在氮气或氩气保护、20℃～35℃条件下反应，制备所述POSS改性的脲类衍生物；
[0018][0019]本专利技术的又一方面，还提供了一种环氧树脂组合物，其按质量份计，包括以下组分：
[0020]环氧树脂
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100份、
[0021]POSS改性的脲类衍生物
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5～53份、
[0022]填料
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0～150份、以及溶剂；
[0023]其中，所述POSS改性的脲类衍生物为前述的POSS改性的脲类衍生物。
[0024]在一些实施方式中，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、线性酚醛型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂、双酚A酚醛型环氧树脂、四甲基双酚F型环氧树脂、双酚M型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚E型环氧树脂、双酚P型环氧树
脂、三官能酚型环氧树脂、四官能酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、萘酚酚醛型环氧树脂、蒽型环氧树脂、酚酞型环氧树脂、苯氧基型环氧树脂、降冰片烯型环氧树脂、金刚烷型环氧树脂、芴型环氧树脂、联苯型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、双环戊二烯酚醛型环氧树脂、芳烷基型环氧树脂、芳烷基酚醛型环氧树脂、分子中含有亚芳基醚结构的环氧树脂、脂环族环氧树脂、多元醇型环氧树脂、含硅环氧树脂、含氮环氧树脂、含磷环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂以及缩水甘油酯环氧树脂中的一种或多种。
[0025]在一些实施方式中，所述填料选自二氧化硅、石英玻璃粉、云母粉、空心玻璃微珠、微晶玻璃、锂霞石、二氧化钛、氧化镁、氢氧化镁、氢氧化铝、滑石粉、氧化铝、碳化硅、氮化硼、氮化铝、氧化钼、硫酸钡、钼酸锌、硼酸锌、锡酸锌、氧化锌、钛酸锶、钛酸钡、钛酸钙、钒酸锆、钨酸锆、钨酸铪、微晶玻璃、锂霞石、粘土、高岭土、复合硅微粉、E玻璃粉、D玻璃粉、L玻璃粉、M玻璃粉、S玻璃粉、T玻璃粉、NE玻璃粉以及Q玻璃粉中的一种或多种。
[0026]本专利技术还提供了一种环氧树脂涂层，其由前述任一实施方式的环氧树脂组合物固化而成。
[0027]本专利技术还提供了一种预浸料，其包括增强体和附着于所述增强体表面的前述任一实施方式的环氧树脂组合物；或，包括增强体和设置于所述增强体表面的前述的环氧树脂涂层。
[0028]在一些实施方式中，所述增强体由植物纤维、动物纤维、矿物纤维以及合成纤维中的一种或多种制得。
[0029]本专利技术还提供了一种层压板，其包括一张或多张片状的前述任一实施方式所述的预浸料。
[0030]本专利技术还提供了一种覆金属箔层压板，其包括前述的层压板和设置于所述层压板一侧或两侧的金属箔。
[0031]本专利技术还提供了一种印制线路板，其包括前述的层压板和/或前述的覆金属箔层压板。
[0032]通过将笼型倍半硅氧烷(POSS)骨架与一定链长的脲类相连，制得式I中所示的POSS改性的脲类衍生物，该衍生物可作为环氧树脂的固化剂，使得环氧树脂能在150℃左右的中等温度下以较快的速度固化，最快2.5min左右可固化，相较传统技术中该温度下以小时为单位的固化时间，大大提升了效率；此外，还能维持固化前的凝胶化时间不至于太短，最长可达3.2min，预留了足够的操作时间。同时，如此快速固化得到的产物还具有较高的性能，具有抗冲击强度高、弯曲模量高、耐热稳定性好等优点。
具体实施方式
[0033]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0034]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在专利技术的描述中，“多种”的含义是至少两种，例如两种，三种等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两
个等，除非另有明确具体的限定。
[0035]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0036]本专利技术中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种POSS改性的脲类衍生物，其特征在于，具有式I所示的结构：其中，X每次出现，独立地选自
‑
(CR4R5)
n
‑
或亚苯基；n每次出现，独立地选自1、2、3、4、5或6；R2～R5每次出现，分别独立地选自
‑
H、
‑
D、
‑
F、
‑
Cl、
‑
Br、甲基、甲氧基或乙基；*为连接位点。2.根据权利要求1所述的POSS改性的脲类衍生物，其特征在于，具有式II所示的结构：其中，X每次出现，独立地选自
‑
(CR4R5)
n
‑
或1,4
‑
亚苯基；n每次出现，独立地选自1、2、3、4、5或6；R2、R4、R5每次出现，分别独立地选自
‑
H、甲基或乙基；*为连接位点。3.根据权利要求1或2所述的POSS改性的脲类衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将式III所示的化合物和式IV所示的化合物与羰基二咪唑在氮气或氩气保护、20℃～35℃条件下反应，制备所述POSS改性的脲类衍生物；
4.一种环氧树脂组合物，其特征在于，按质量份计，包括以下组分：环氧树脂
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100份、POSS改性的脲类衍生物
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5～53份、填料
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0～150份、以及溶剂；其中，所述POSS改性的脲类衍生物为权利要求1或2所述的POSS改性的脲类衍生物。5.根据权利要求4所述的环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健雄，张新权，梁荣强，
申请(专利权)人：广东盈骅新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：