[發(fā)明專利]改性氰酸酯樹脂復(fù)合材料、超材料基板、它們的制備方法及超材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310589946.1
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN104650583B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號: C08L79/04
• 分類號: C08L79/04;C08L33/08;C08L25/08;C08L39/06;C08L43/04;C08G73/06;C08F220/14;C08F212/08;C08F226/10;C08F230/08;H01Q15/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

本發(fā)明公開了一種改性氰酸酯樹脂復(fù)合材料、超材料基板、它們的制備方法及超材料。本發(fā)明所提供的改性氰酸酯樹脂復(fù)合材料中，按重量份計(jì)包括50～94份的氰酸酯樹脂和6～50份的POSS?低聚物，其中，POSS?低聚物由一組或多組相同或不同的具有式Ⅰ結(jié)構(gòu)的鏈段相連而成，式Ⅰ如下：式Ⅰ中R為苯基、硝基苯基、氯丙基或羥基，R’為苯基、及中的一種或多種，n為0至1000中的整數(shù)，h為1至1000中的整數(shù)。該復(fù)合材料利用POSS?低聚物中的柔性碳鏈提高了氰酸酯樹脂的韌性，利用POSS基團(tuán)保證了氰酸酯樹脂的介電性能，使該改性氰酸酯樹脂復(fù)合材料兼具優(yōu)異的介電性能與韌性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及介電功能材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種改性氰酸酯樹脂復(fù)合材料、超材料基板、它們的制備方法及超材料。

背景技術(shù)

氰酸酯樹脂是含有兩個(gè)或兩個(gè)以上氰酸酯官能團(tuán)(-OCN)的樹脂，具有較低的介電常數(shù)（2.6～3.4）、介電損耗角正切值(0.003～0.009)、耐熱／濕熱性能、良好的綜合力學(xué)性能以及成型工藝性，是一種新型介電功能性材料，在航空、航天和電子工業(yè)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。然而，由于氰酸酯單體聚合后的交聯(lián)密度大，且分子中三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)高度對稱，導(dǎo)致氰酸酯樹脂出現(xiàn)較脆、強(qiáng)度和韌性差等問題，使其應(yīng)用受到限制。

為解決上述問題，人們采取各種方法對其改性，用以提高氰酸酯樹脂的強(qiáng)度和韌性。目前常見的方法是利用熱固性樹脂（環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺等）或熱塑性樹脂（聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺等）對其進(jìn)行改性。這些改性方法雖然有效提高了氰酸酯樹脂的韌性，但同時(shí)損失了其優(yōu)異的介電性能和耐濕熱性能。因此，如何在保持氰酸酯樹脂介電性能和耐濕熱性能的同時(shí)提高其強(qiáng)度和韌性依然是一個(gè)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種改性氰酸酯樹脂復(fù)合材料、超材料基板、它們的制備方法及其超材料，以解決現(xiàn)有技術(shù)中氰酸酯樹脂介電性能差、韌性低的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種改性氰酸酯樹脂復(fù)合材料，其按重量份計(jì)包括50～94份的氰酸酯樹脂和6～50份的POSS-低聚物；其中，POSS-低聚物由一組或多組相同或不同的具有式Ⅰ結(jié)構(gòu)的鏈段相連而成，式Ⅰ如下：

其中，式Ⅰ中R為苯基、硝基苯基、氯丙基或羥基，R’為苯基、及中的一種或多種，n為0至1000中的整數(shù)，h為1至1000中的整數(shù)。

進(jìn)一步地，復(fù)合材料中氰酸酯樹脂和POSS-低聚物以獨(dú)立的相結(jié)構(gòu)存在，形成海島結(jié)構(gòu)、雙連續(xù)結(jié)構(gòu)或海島結(jié)構(gòu)的相反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，復(fù)合材料中以獨(dú)立的相結(jié)構(gòu)存在的氰酸酯樹脂和POSS-低聚物形成雙連續(xù)結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料按重量份計(jì)包括：60～85份的氰酸酯樹脂和15～40份的POSS-低聚物。

進(jìn)一步地，上述R’為苯基。

進(jìn)一步地，氰酸酯樹脂由氰酸酯單體聚合而成，氰酸酯單體為雙酚A型氰酸酯、雙酚E型氰酸酯、雙酚F型氰酸酯、雙酚M型氰酸酯、雙環(huán)戊二烯雙酚氰酸酯樹脂和四甲基雙酚F型氰酸酯中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種改性氰酸酯樹脂復(fù)合材料的制備方法其包括以下步驟：步驟a：按重量份計(jì)，將50～94份的氰酸酯單體加熱至熔融，向其中加入5～30份相同或不同的具有式Ⅱ中結(jié)構(gòu)的單體A、1-20份相同或不同的具有式Ⅲ中結(jié)構(gòu)的苯乙烯基POSS，攪拌，得到混合物；步驟b：向混合物中加入用以引發(fā)單體A與苯乙烯基POSS聚合的引發(fā)劑，進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，反應(yīng)后得到含有POSS-低聚物的氰酸酯組合物；步驟c：向氰酸酯組合物中加入促進(jìn)氰酸酯單體聚合的催化劑，攪拌混合，聚合反應(yīng)后得到改性氰酸酯樹脂復(fù)合材料；其中式Ⅱ和式Ⅲ如下：

其中，式Ⅱ中R’為苯基、及中的一種或多種，式Ⅲ中R為苯基、硝基苯基、氯丙基或羥基。