[发明专利]一种改性氰酸酯树脂表面膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性氰酸酯树脂表面膜及其制备方法。

背景技术

氰酸酯树脂复合材料凭借优良的耐热性、力学性能、尺寸稳定性、耐湿热性、低介电性能等优势被广泛应用于航空航天领域，如飞机隐身结构、高性能雷达罩结构等的制造。

为充分发挥复合材料在航空航天结构上的减重优势，针对复合材料构件易产生表面质量的问题，世界各国均采用在复材构件表面铺覆表面膜来改善表面质量问题。如美国Cytec公司的FM99、SUPER MASTER905，德国Henkel公司的EA9845、EA9895、EA9837.1，黑龙江省科学院石油化学研究院的J-266表面膜材料，这类表面膜具有较好的填充性、流动性、表面硬度、抗微裂纹特性和耐久性等特点。另外复合材料表面膜还可以抵抗由于温度、湿度、风雨及环境介质等复杂环境因素，防止复合材料构件出现雨蚀、老化等问题。但现有的表面膜品种均是针对环氧基预浸料研制的，其主体树脂均为环氧树脂，与氰酸酯树脂预浸料匹配性不好，造成固化温度不一致，长期使用温度低，制件介电性能不达标等问题。为充分的发挥氰酸酯树脂预浸料的优势，本专利提出一种改性氰酸酯树脂表面膜及其制备方法，来提高氰酸酯树脂复合材料表面的致密性，改善其表面质量，减少一道打底漆刮腻子的工序，提供一个可供喷涂的氰酸酯树脂复合材料制件表面。

与环氧型表面膜增韧方法不同的是，环氧型表面膜传统的增韧方法是环氧树脂与热塑性工程塑料高温下(200℃左右)热熔共混，但这种增韧方法对氰酸酯树脂来说反应难控制且影响氰酸酯树脂表面膜的贮存期。另外，通常的橡胶增韧方法导致树脂体系玻璃化转变温度下降较大，对表面膜硬度也有一定影响。本专利采用反应型嵌段共聚物增韧氰酸酯树脂，是在嵌段共聚物的一端接枝反应基团，可参与氰酸酯树脂的固化反应，增加氰酸酯树脂与嵌段共聚物的结合力，最大限度传递破坏应力，充分将应力传递到增韧粒子内部，以便可以有效发生塑性形变以消耗破坏能量。另外该增韧方法对表面膜的玻璃化转变温度影响较小。

发明内容

本发明是为了解决现有环氧型复合材料表面膜与氰酸酯树脂预浸料匹配性不好，造成固化温度不一致，长期使用温度低，制件介电性能不达标等问题。提供一种改性氰酸酯树脂表面膜及其制备方法。

本发明的一种改性氰酸酯树脂表面膜，它按照重量份数是由75～100份的氰酸酯树脂、25～40份共聚合工艺改性剂、10～25份的增韧改性剂、2～4份固化促进剂、1～3份偶联剂、1～4份的无机填料、1～5份UV稳定剂和载体组成。

本发明的一种改性氰酸酯树脂表面膜的制备方法按照以下步骤进行：

一、按质量份数称取75～100份的氰酸酯树脂、25～50份的共聚合工艺改性剂、10～25份增韧改性剂、2～4份固化促进剂、1～3份偶联剂1～4份的无机填料和1～5份UV稳定剂；

二、将步骤一称取的氰酸酯树脂和改性剂加入到捏合机中在捏合状态下加热升温至90～150℃并保温20～30min，得到共聚合改性氰酸酯树脂；

三、将步骤一中称取的增韧剂加入捏合机中，与共聚合改性氰酸酯树脂混合后，保持捏合机温度为90～150℃，进行捏合10～30min，得混合树脂；

四、将混合树脂降温至60～80℃，然后加入步骤一称取的固化促进剂、偶联剂、无机填料和UV稳定剂，在捏合机中共混10～30min，再抽真空捏合10～30min，得到了改性氰酸酯树脂表面膜胶料；

五、将上述胶料在载体辅助下采用三辊转涂制膜机上成膜，表面膜厚度为0.10mm～0.18mm，成膜温度为60～80℃。

本发明的一种改性氰酸酯树脂表面膜优点如下：

1、本发明采用了三种氰酸酯树脂单体为主体树脂，其中双酚A型氰酸酯、酚醛型氰酸酯、双酚F型氰酸酯，使改性氰酸酯树脂表面膜的玻璃化转变温度达到了260℃以上；频率在10Ghz下，介电常数小于3.1，介电损耗角正切值小于0.012。

2、本发明采用带有反应性嵌段共聚物对表面膜进行增韧，增加嵌段共聚物与树脂间的界面结合和粘结强度，实现粒子与基体树脂的化学键合，可以有效增加树脂韧性和抵抗微裂纹扩展能力。

3、本发明一种改性氰酸酯树脂表面膜固化后铅笔硬度大于6H，具有抗UV辐射，耐溶剂性，耐冷热循环等特点。

附图说明

图1为氰酸酯表面膜与预浸料共固化工装示意图；其中，①真空袋；②透气材料；③均压板；④脱模材料；⑤氰酸酯预浸料层叠版或预浸料蒙皮蜂窝夹层板；⑥氰酸酯表面膜；⑦脱膜材料；⑧模具；⑨密封胶条；