[发明专利]改性氰酸酯树脂复合材料、超材料基板、它们的制备方法及超材料

权利要求书

1.一种改性氰酸酯树脂复合材料，其特征在于，所述复合材料中，按重量份计包括：50～94份的氰酸酯树脂和6～50份的POSS-低聚物；所述POSS-低聚物由一组或多组相同或不同的具有式Ⅰ结构的链段相连而成，所述式Ⅰ如下：

其中，式Ⅰ中R为苯基、硝基苯基、氯丙基或羟基，R’为苯基、中的一种或多种，n为0至1000中的整数且n不等于0，h为1至1000中的整数。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料中所述氰酸酯树脂和所述POSS-低聚物以独立的相结构存在，形成海岛结构、双连续结构或所述海岛结构的相反转结构。

3.根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料中所述氰酸酯树脂和POSS-低聚物形成双连续结构，所述复合材料按重量份计包括：60～85份的所述氰酸酯树脂和15～40份的所述POSS-低聚物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合材料，其特征在于，所述R’为苯基。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的复合材料，其特征在于，所述氰酸酯树脂由氰酸酯单体聚合而成，所述氰酸酯单体为双酚A型氰酸酯、双酚E型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、双环戊二烯双酚氰酸酯树脂和四甲基双酚F型氰酸酯中的一种或多种。

6.一种改性氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：按重量份计，将50～94份的氰酸酯单体加热至熔融，向其中加入5～30份相同或不同的具有式Ⅱ中结构的单体A、1-20份相同或不同的具有式Ⅲ中结构的苯乙烯基POSS，搅拌，得到混合物；

步骤b：向所述混合物中加入用以引发所述单体A与所述苯乙烯基POSS聚合的引发剂，进行预聚反应，反应得到含有POSS-低聚物的氰酸酯组合物；

步骤c：向所述氰酸酯组合物中加入促进所述氰酸酯单体聚合的催化剂，搅拌混合，聚合反应后得到所述改性氰酸酯树脂复合材料；

所述式Ⅱ和所述式Ⅲ如下：

其中，式Ⅱ中R’为苯基、中的一种或多种，式Ⅲ中R为苯基、硝基苯基、氯丙基或羟基。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述预聚反应的温度为50～100℃，时间为0.5～3h；所述聚合反应的温度为120～230℃，时间为2～6h。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、二异丙苯过氧化物及过氧化特戊酸叔丁酯中的一种，所述引发剂的用量为所述单体A和苯乙烯基POSS总质量的0.5～2％。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为有机金属盐催化剂，所述有机金属盐催化剂为辛酸锌、辛酸锰、二月桂酸二丁基锡及乙酞丙酮钴中的一种或多种，所述催化剂的用量为所述氰酸酯单体质量的50～500ppm。

10.一种超材料基板，其特征在于，包括增强纤维材料和复合在其中的树脂材料，所述树脂材料为权利要求1至5中任一项所述的改性氰酸酯树脂复合材料。

11.根据权利要求10所述的超材料基板，其特征在于，所述树脂材料为所述增强纤维材料重量的20％～60％。