[发明专利]具有优异空间环境特性的氰酸酯树脂预聚体、预浸料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有优异空间环境特性的氰酸酯树脂预聚 体、预浸料及其制备方法和应用，该预浸料可用于用于制备高性 能复合材料、高性能胶黏剂和涂层。

背景技术

氰酸酯树脂是指含有两个或两个以上-OCN官能团的酚衍生 物，是一类高性能聚合物基体树脂。

氰酸酯树脂单体的合成有多种方法，最常用且实现工业化的 是在碱存在的条件下，卤化氰与酚类化合物反应制备氰酸酯单体。 在热或催化剂作用下氰酸酯树脂发生三环化反应，生成含有三嗪 环的高交联密度网络结构的大分子。这种结构的氰酸酯树脂具有 低介电系数和极小的介电损耗正切值，高玻璃化转变温度、低吸 湿率、低收缩率以及优良的力学性能和粘结性能等特点。氰酸酯 树脂具有与环氧树脂相似的加工性能，可在177℃下固化，并在固 化过程中没有挥发性小分子产生。而且它具有与双马来酰亚胺树 脂相当的耐高温性能，具有比聚酰胺亚胺更优异的介电性能，具 有与酚醛树脂相当的耐燃烧性能。

有关氰酸酯及其主要合成方法的背景技术可以参考陈祥宝在 《高性能树脂基体》(化学工业出版社，1999年版)、闫福胜等在 “双酚A型氰酸酯树脂的合成”([J].工程塑料应用,1999,27(8))、 SNOWAW在“Thesynthesismanufactureandcharacterization ofcyanateestermonomers”([J].SAMPEJ,2000(36))、Hamerton 等在“Recentdevelopmentsinthechemistryofcyanateester” ([J].PolymInt,1998,47(4))、ChaplinA等在“Developmentof novelfunctionalizedarylcyanateesteroligomers 1.Synthesisandthermalcharacterizationofthemonomers” ([J].Macromolecules,1994,27(18))等著作及文章中所提到的 方法及研究背景。

倍半硅氧烷的结构主要包括无规结构、梯形结构、笼形结构 及不完整的笼形结构，是一类含有有机-无机杂化结构的化合物。 既具有高分子材料优良的质轻、韧性好、良好的加工性能、耐腐 蚀等优点，又具有无机材料的耐高温、高模量等优点，具体表现 为耐热性提高，阻燃性提高，改善抗氧化性、机械性能。它最早 应用于航空航天，现有开发出耐高温材料、阻燃材料、防腐涂料、 耐高温涂料、透波材料、电绝缘涂料、粘接材料、电致发光材料 以及医用材料等应用领域。笼型倍半硅氧烷(POSS)基本结构为 (RSiO_1.5)_n，n为6、8、10、12等，其中R为氢、烷基、烯基、芳 基、亚芳基以及由这些基团衍生出来反应性有机官能团。

POSS是以Si-O为无机核心，无机内核赋予杂化材料良好的耐 热及机械性能,外围有机基团则改善POSS和聚合物之间的相容性, 反应性基团可实现倍半硅氧烷与聚合物之间的化学键合作用。

KaiwenLiang等在2005年将七苯基三硅醇倍半硅氧烷、八氨 基苯基倍半硅氧烷及含氰丙基环苯基倍半硅氧烷用于氰酸酯的改 性(KaiwenLiang，etal.[J].PolymerScience:Part A,2005,43.)。

妙颖等采用分子中含有反应性环氧基团的环氧基倍半硅氧烷 (SSQE)与氰酸酯(CE)共固化，形成了CE-SSQE杂化材料。采用差 示扫描量热法、热重分析法考察了杂化材料的热性能,表明该杂 化材料具有较高的玻璃化转变温度及高的热解温度。(妙颖等.[J]. 工程塑料应用,2009,37(2):5-8)。

牛磊等将乙烯基笼形倍半硅氧烷与双酚A型氰酸酯共混，并着 重探讨了POSS的用量和后处理工艺对该复合体系介电性能的影响 (牛磊等.[J].中国胶黏剂，2011,7(20))。

商宇飞等将含有部分环氧基和乙烯基的倍半硅氧烷对双酚A 型氰酸酯树脂和环氧树脂共聚体系进行了改性及相关性能测试 (商宇飞等.[J].功能材料,2008,11(39))。

张增平等进行利用甲基倍半硅氧烷来改性双酚A型氰酸酯的 相关研究(张增平等.[J].工程塑料应用，2010,38(10))。