[發(fā)明專利]改性氰酸酯樹脂及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810243783.0
• 申請日: 2008-12-15
• 公開（公告）號: CN101434700A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧嬡娟;周成;梁國正;季立富;袁莉
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;C08G77/388
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改性氰酸酯樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)

氰酸酯(CE)樹脂以其優(yōu)異的介電性能、突出的耐熱性、良好的綜合力學(xué)性能而被公認為是“二十一世紀制備結(jié)構(gòu)-功能材料的最具競爭力的樹脂品種”，在電子電器、航空航天等尖端領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用前景。

現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，對材料提出了更高更多的性能要求，主要表現(xiàn)在更突出的熱穩(wěn)定性、更優(yōu)的介電性能、更好的韌性、更低的吸水性、更佳的成型工藝性。CE樹脂是一種熱固性樹脂，與其他熱固性樹脂一樣，CE樹脂也存在脆性大的問題。此外，CE樹脂還存在固化溫度高的不足。脆性大及固化溫度高已成為制約CE樹脂大規(guī)模應(yīng)用的兩大關(guān)鍵問題，因此如何獲得具有優(yōu)良固化工藝型和高韌性的CE樹脂一直是目前CE樹脂相關(guān)研究和應(yīng)用的重要課題。

關(guān)于降低CE固化溫度及提高韌性的研究工作已經(jīng)展開了很多。在降低CE固化溫度方面主要是通過催化劑來催化固化，從而降低CE樹脂的固化溫度。這種方法的一個主要缺點是常常導(dǎo)致催化固化的CE樹脂的脆性增加(因為交聯(lián)密度增大的緣故)。在增韌研究方面，主要是利用與熱塑性樹脂、橡膠、熱固性樹脂、無機剛性粒子的共聚/共混增韌，這些方法存在的一個普遍現(xiàn)象是難以在保持CE樹脂原有優(yōu)異性能(如介電性能、耐熱性、耐濕性等)的基礎(chǔ)上進行增韌，并同時兼顧CE樹脂的催化固化。此外，還可能帶來工藝性變差的新問題。

因此，提供改性CE樹脂的新體系及新的改性方法將是從事相關(guān)領(lǐng)域研究與開發(fā)者的一個長期的工作內(nèi)容，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于在保持原有氰酸酯優(yōu)異的介電性能和突出的耐熱性的基礎(chǔ)上，提供一種具有高韌性、較低固化溫度、優(yōu)良工藝性、突出耐熱性、耐濕熱與介電性能的改性CE樹脂及其制備方法。

為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種改性氰酸酯樹脂，按重量計，它的組成比例為100份氰酸酯和1～25份以雙鍵為端基的超支化聚硅氧烷；所述的氰酸酯為單體結(jié)構(gòu)中含有兩個或多個氰酸酯(-OCN)官能團。

本發(fā)明的改性氰酸酯樹脂的制備方法，步驟如下：

(1)將蒸餾水與γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷按摩爾比1.4∶1～1.2∶1混合均勻，在室溫及攪拌條件下緩慢滴加濃HCl，至溶液的pH值為1～2；滴加完畢10～15分鐘后升溫至50～60℃，繼續(xù)反應(yīng)4～6小時，經(jīng)真空干燥，得到以雙鍵為端基的超支化聚硅氧烷；

(2)按重量計，將1～25份上述超支化聚硅氧烷和100份氰酸酯在80～150℃的溫度條件下混合均勻，得到改性氰酸酯樹脂；所述的氰酸酯為單體結(jié)構(gòu)中含有兩個或多個氰酸酯(-OCN)官能團。

優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的氰酸酯為雙酚A型酸酯樹脂和環(huán)戊二烯型氰酸酯中的一種，或它們的組合。

按本發(fā)明技術(shù)方案所合成的超支化聚硅氧烷由于含有羥基，因此，可以有效地用于催化CE的固化反應(yīng)；硅氧烷鏈的良好柔順性以及超支化聚硅氧烷的特殊結(jié)構(gòu)，賦予CE樹脂良好的韌性；硅氧烷的良好介電性能以及超支化聚硅氧烷以雙鍵為端基，保證了改性樹脂具有更優(yōu)異的介電性能；硅氧烷的高熱穩(wěn)定性賦予改性樹脂更突出的耐熱性能。因此，本發(fā)明與未改性的現(xiàn)有技術(shù)CE樹脂相比，具有高韌性、快固化速度、更突出的熱穩(wěn)定性、更優(yōu)異的介電性能和耐濕熱性能；并且，所采用制備方法具有適用性廣、操作工藝簡單的特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的超支化聚硅氧烷含量對CE樹脂的凝膠時間影響的曲線圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的改性氰酸酯樹脂與對比例雙酚A型氰酸酯的沖擊強度的對比柱狀圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的改性氰酸酯樹脂與雙酚A型氰酸酯的介電性能對比圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的改性氰酸酯樹脂與雙酚A型氰酸酯的吸水率對比柱狀圖；

圖5是本發(fā)明實施例提供的改性氰酸酯樹脂與雙酚A型氰酸酯的熱穩(wěn)定性對比圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：

實施例1

稱取2.52g蒸餾水與22.4gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570混合均勻后，在室溫及磁力攪拌下緩慢逐滴加入濃度為38％的HCl，至溶液的pH值為1.8。滴加完畢15分鐘后升溫至50℃繼續(xù)反應(yīng)5小時，待反應(yīng)完畢，經(jīng)真空干燥處理4小時，蒸除甲醇，得透明粘稠的以雙鍵為端基的超支化聚硅氧烷。

稱取1g上述超支化聚硅氧烷與100g雙酚A型氰酸酯，二者在攪拌條件下，于80℃混合均勻，即得到改性CE樹脂。