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来源：《绝缘材料》2019年第9期
作者：严彦1，虞鑫海1，沈海平2
单位：1. 东华大学应用化学系；2. 广德东风电子有限公司
 研究背景氰酸酯(CE)是一种具有优异性能的基体树脂，其固化物具有耐高、热膨胀系数小、吸水率低、介电性能和力学性能优异等特点，被广泛应用于覆铜板行业。但是CE 树脂固化后韧性差，完全固化需要的温度高、时间长，限制了其应用范围。
本研究采用熔融法用低分子量聚苯醚SA90 对CE进行改性，研究SA90 含量对改性树脂凝胶化时间、变温拉伸剪切强度、介电性能、平面应变断裂韧性以及吸水率的影响。
1 重点研究内容1.1 试样制备
按配方量取氰酸酯放入反应釜中，升温至150 ℃熔融，然后按比例添加SA90，在150 ℃下反应一段时间，降温至90 ℃，最后分别加入催化剂DBTDL和2E4MI，充分搅拌均匀，得到黏稠的红褐色改性氰酸酯树脂。根据SA90 的质量分数，将改性氰酸酯分别记为SA90-10% 、SA90-20% 、SA90-30%、SA90-40%。
将涂有改性氰酸酯树脂的标准钢片单面相互搭接，放入烘箱，按固化工艺150 ℃/1 h+180 ℃/2 h+200 ℃/1 h 进行固化，得到拉伸剪切强度标准测试片。
将改性氰酸酯树脂倒入预热模具中，在90 ℃真空除气泡1 h，然后按上述固化工艺固化得到SA90改性氰酸酯固化物。
1.2 结果与讨论
1.2.1 凝胶化时间与表观活化能
图1 为不同SA90 含量改性氰酸酯树脂的凝胶化时间与温度之间的关系。从图1 可以看出，在实验测试的温度范围内，随温度的升高，各改性氰酸酯树脂的凝胶化时间均缩短，表明树脂的反应速率随温度的升高而加快。此外，随着SA90 含量的增加，改性氰酸酯树脂的凝胶化时间也整体缩短。

图1 改性氰酸酯树脂的凝胶化时间-温度曲线
1.2.2 拉伸剪切强度
表1为不同SA90 含量改性氰酸酯分别在25、100、150、200、250 ℃下的拉伸剪切强度数据。由表1可知，当SA90 的质量分数为20%时，改性氰酸酯的整体拉伸剪切强度最大，250 ℃时的拉伸剪切强度为22.9 MPa，证明该体系具有良好的耐热性能。
表1 不同SA90 含量改性氰酸脂树脂的变温拉伸剪切强度

1.2.3 平面应力断裂韧性
图2为不同SA90 含量改性氰酸酯树脂的断裂韧性。从图2可以看出，改性氰酸酯树脂的断裂韧性随着SA90 含量的增加呈先增大后减小的趋势。当SA90 的质量分数为20%时，树脂的断裂韧性最佳。

图2 SA90 含量对改性氰酸酯树脂断裂韧性的影响
1.2.4 介电性能
图3、图4 分别是不同SA90 含量改性氰酸酯树脂在1MHz下的介电常数和介质损耗因数。从图3～4 可以看出，随着SA90 含量的增加，改性氰酸酯树脂的介电常数和介质损耗因数整体上呈减小趋势，中间有小波动，但变化不大。

图3 1 MHz下不同SA90 含量改性氰酸酯树脂在介电常数

图4 1 MHz下的不同SA90 含量改性氰酸酯树脂的介质损耗因数
1.2.5 吸水率
图5为不同SA90 含量改性氰酸酯树脂的吸水率。从图5可以看出，随着SA90 含量的增加，改性氰酸酯树脂的吸水率先增大后减小再增大，当SA90质量分数为40%时，吸水率达到最大值。

图6 不同SA90 含量改性氰酸酯树脂的吸水率
2 结论（1）低分子量聚苯醚SA90 能有效催化氰酸酯固化，缩短凝胶化时间，使树脂具有适宜的固化反应活性。
（2）在氰酸酯中加入适量的SA90 能提高其粘结性能和韧性。
（3）改性氰酸酯树脂的平均介质损耗因数和平均介电常数分别为0.0095 和2.99，介电性能良好，符合高频覆铜板用树脂的要求
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