[發明專利]以端羥基聚丁二烯改性氰酸酯樹脂的方法

無效

• 申請號: 201010159289.3
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101824157A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 胡柏星;馬萬翔;劉靖;王薇薇
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08L79/04;C08L9/00;C08L15/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 陳建和

技術領域

本發明涉及一種以端羥基聚丁二烯改性氰酸酯樹脂的方法，可以提高氰酸酯樹脂的韌性，保持氰酸酯樹脂的熱穩定性，提高樹脂體系用于高頻高速宇航電子設備的印刷電路板、航空航天結構部件、隱身材料、高性能雷達天線罩和通訊衛星等諸多領域中的綜合性能。

背景技術

氰酸酯樹脂是一種頗具潛力的新型樹脂，在加熱或催化劑作用下，可以發生環化三聚反應，生成大量三嗪環結構，再加上大量芳香環、芳雜環結構使得固化物具有高的玻璃化溫度，耐熱性高；三嗪環結構交聯密度高，結晶度大，極性低，吸水率小，具有低吸濕性；可與金屬表面的羥基等基團形成化學鍵，粘結性能優良，在高的使用溫度下，不出現濕氣或熱的降解，可作為耐高溫膠粘劑使用；又具有良好的工藝性能，而且可在較寬的溫度范圍和頻率范圍內保持低且穩定的介電常數和介電損耗角正切。以上這些性能決定了氰酸酯樹脂作為高性能復合材料基體樹脂的優越性。

氰酸酯樹脂雖然是高性能熱固性樹脂中韌性較高的一類，但在許多應用場合，其斷裂韌性還很不夠。另外，未經改性的樹脂可同時作為耐高溫膠粘劑，其固化后延伸率低，脆性較大，當粘接部位承受外力時很容易產生裂紋并迅速擴展，導致膠層開裂；不耐疲勞，不能用作結構粘接。韌性不足成為CE樹脂推廣應用的一個重大障礙，因此降低脆性，增加韌性，提高承載強度，成為CE樹脂材料研究的重要方面。

中國發明專利03141735.3提出了采用聚醚酰亞胺改性氰酸酯樹脂的增韌方法，提高改性體系的拉伸強度；但熱固性樹脂其對氰酸酯樹脂韌性提高不大，而且工藝性較差。中國發明專利03114525.6提出了采用苯乙烯和二乙烯基苯改性氰酸酯樹脂的方法，具體說是一種在室溫下為液體的低粘度改性氰酸酯樹脂，這種樹脂特別適用于樹脂傳遞模塑(RTM)工藝成型制品；這種方法雖然對氰酸酯樹脂體系的工藝成型有一定的作用，但是由于氰酸酯樹脂體系的韌性等未能得到根本改善，所以仍不能提高氰酸酯樹脂的性能。中國發明專利200510077173.4提出了一種有機鈦環氧樹脂催化劑對氰酸酯改性環氧樹脂體系的催化固化，降低樹脂體系的固化溫度，縮短固化時間；此方法雖然對氰酸酯樹脂體系的固化過程有很大的改善，但其對氰酸酯樹脂的韌性并無大的提高改善。中國發明專利200610029669.9提出了一種用聚四氟乙烯改性氰酸酯樹脂的方法以提高體系的介電性能和機械性能；此方法雖然氰酸酯樹脂的強度得到提高，但是氰酸酯樹脂的韌性未得到根本性改善。中國發明專利200610096622.4提出了一種氰酸酯樹脂/碳纖維復合材料的制備方法，提高體系的力學性能和阻燃性能；此方法雖然氰酸酯樹脂的力學性能和阻燃性能雖然得到了提高，但是氰酸酯樹脂韌性未得到改善。

端羥基聚丁二烯(HTPB，簡稱丁羥)是眾多液體聚丁二烯橡膠中的一種，分子中含有大量的內雙鍵，其極性小，分子鏈柔性極好，內生熱很低，分子結構可表示為HO[-CH₂-CH＝CH-CH₂-]_n，是一類分子兩端帶有羥基的雙烯烴的聚合物，因其長主鏈為非極性結構，又使其具有很好的電性能，加之其生產工藝簡單，成本低，所以本課題用它來與氰酸酯樹脂制成共混物提高其韌性；另外活性端羥基的存在使得樹脂體系具有較好的相容性，不需要溶劑，簡單環保，并可作為樹脂體系固化反應的有效催化劑，降低固化反應溫度，縮短固化時間。

發明內容

本發明目的是：提出一種采用端羥基聚丁二烯改性氰酸酯樹脂改善樹脂的韌性，提高樹脂的綜合性能的方法。

本發明的技術方案是：以端羥基聚丁二烯改性氰酸酯樹脂改善樹脂的方法：以端羥基聚丁二烯改性氰酸酯樹脂的方法，其特征是在氰酸酯樹脂中添加端羥基聚丁二烯橡膠，添加量為5-30wt％，加熱熔融混合均勻，加熱至120±15℃，預聚10-60min；澆注固化時按照130℃至200℃均勻加熱7-10h固化，獲得性能優良的改性氰酸酯樹脂。分別測定差示掃描量熱(DSC)數據和澆注固化。

均勻加熱固化的條件是：按照130℃/2h+150℃/2h+180℃/2h+200℃/2h工藝固化，由此可獲得性能優良的改性氰酸酯樹脂。

本發明中的氰酸酯是不同主鏈結構的氰酸酯，包括雙酚A型、雙酚E型、雙酚F型、四甲基雙酚F型、雙酚L型、雙酚M型、雙環戊二烯型。

本發明中的端羥基聚丁二烯包括高順式，低順式，高乙烯基，中乙烯基和高反式結構的端羥基聚丁二烯，數均分子量為1000-10000。