[發(fā)明專利]一種氰酸酯樹(shù)脂及其制備方法、復(fù)合材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711203756.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107955166B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉敬峰;閻敬靈;王震;崔磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C08G73/06
• 分類號(hào): C08G73/06;C08L79/04;C08K7/14;C08K7/10;C08K7/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種氰酸酯樹(shù)脂，所述氰酸酯樹(shù)脂具有式(I)所示的結(jié)構(gòu)：NCO?R?OCN(I)。本發(fā)明提供了一種新型氰酸酯樹(shù)脂，是由含三氟甲基的雙酚經(jīng)過(guò)氰酸酯化后得到的，由于氰酸酯樹(shù)脂中含有三氟甲基基團(tuán)，從而使新型氰酸酯樹(shù)脂固化物具有優(yōu)異的介電性能，由于結(jié)構(gòu)中還含有苯環(huán)、聯(lián)苯環(huán)等剛性結(jié)構(gòu)，使新型氰酸酯樹(shù)脂固化物具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及熱失重溫度，同時(shí)氰酸酯樹(shù)脂的熔點(diǎn)在150℃以下，工藝性和耐熱性得到大幅度提升。結(jié)果表明，本發(fā)明提供的新型氰酸酯樹(shù)脂的固化物具有較好的機(jī)械性能、介電性能和熱性能，其壓縮強(qiáng)度可達(dá)到190MPa以上，5％熱失重溫度可達(dá)到440℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可達(dá)到350℃以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氰酸酯樹(shù)脂技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氰酸酯樹(shù)脂及其制備方法，尤其涉及一種新型的氰酸酯樹(shù)脂及其制備方法、氰酸酯樹(shù)脂固化物和復(fù)合材料。

背景技術(shù)

氰酸酯樹(shù)脂又稱三嗪A樹(shù)脂，是分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上氰酸酯樹(shù)脂官能團(tuán)的熱固性樹(shù)脂，英文名稱為T(mén)riazine A resin、TA resin或Cyanate resin，縮寫(xiě)為CE。氰酸酯樹(shù)脂的種類很多，不同的結(jié)構(gòu)會(huì)有不同的性能，但其固化后生成具有以三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)為主的網(wǎng)狀高聚物，所以它們有著共同的特性，廣泛應(yīng)用于多層印刷線路版、光電裝置的高速基材、雷達(dá)天線罩、高增益天線、隱形航空器和結(jié)構(gòu)復(fù)合材料等領(lǐng)域。尤其是在航天航空工業(yè)，氰酸酯樹(shù)脂以其優(yōu)異的介電性能、力學(xué)性能、低放氣性等特點(diǎn)，已經(jīng)成為繼環(huán)氧樹(shù)脂和雙馬樹(shù)脂后的另一重要的熱固性樹(shù)脂。

但是，如雙酚A型、雙酚F型、雙酚E型等類型的氰酸酯樹(shù)脂雖然具有優(yōu)異的介電性能，但其熱性能較差，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低，都沒(méi)有超過(guò)300℃，在一定程度上限制了其應(yīng)用。

美國(guó)在20世紀(jì)80年代開(kāi)始對(duì)酚醛型氰酸酯進(jìn)行了研究，日本在20世紀(jì)80年代也公開(kāi)了酚醛型氰酸酯樹(shù)脂的制備方法(專利號(hào)為JP592149918和JP58234822)，酚醛型氰酸酯樹(shù)脂具有酚醛樹(shù)脂的高耐熱性、阻燃性、高殘?zhí)悸实葍?yōu)點(diǎn)，但是，酚醛型氰酸酯樹(shù)脂本身也存在許多缺點(diǎn)，如樹(shù)脂熔點(diǎn)高，熔體粘度大，需加入溶劑才可制備預(yù)浸料，同時(shí)固化溫度很高，工藝性較差；同時(shí)，酚醛型氰酸酯固化物的介電常數(shù)較高，介電損耗偏大，從而影響了其應(yīng)用。

因此，如何合成一種新型氰酸酯樹(shù)脂，既提高了氰酸酯樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，又保持了氰酸酯樹(shù)脂的介電性能和工藝性，已成為本領(lǐng)域前沿學(xué)者廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種新型的氰酸酯樹(shù)脂及其制備方法，本發(fā)明提供的改性的氰酸酯樹(shù)脂，能夠同時(shí)具有較好的工藝性、機(jī)械性能、熱性能，尤其是固化物的耐熱性得到大幅度提升，同時(shí)具有優(yōu)異的介電性能，為后續(xù)制備高性能復(fù)合材料打下了基礎(chǔ)。

本發(fā)明提供了一種氰酸酯樹(shù)脂，所述氰酸酯樹(shù)脂具有式(I)所示的結(jié)構(gòu)：

NCO-R-OCN (I)；

其中，R選自式(1)～(6)中的一種或多種；

優(yōu)選的，所述氰酸酯樹(shù)脂的熔點(diǎn)低于150℃；

所述氰酸酯樹(shù)脂的固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于或等于350℃；

所述氰酸酯樹(shù)脂的固化物的介電常數(shù)為2.6～3.2；

所述氰酸酯樹(shù)脂的固化物的介電損耗因子為0.002～0.008；

所述氰酸酯樹(shù)脂的固化物的壓縮強(qiáng)度大于等于190MPa。

本發(fā)明提供了一種氰酸酯樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：

A)將含有三氟甲基的雙酚經(jīng)過(guò)氰酸酯化反應(yīng)后，得到的氰酸酯樹(shù)脂。