[发明专利]一种含杯状空腔分子结构氰酸酯的制备方法

说明书

本发明涉及一种氰酸酯的制备方法，特别涉及一种含杯状空腔分子结构氰酸酯的制备方法。依次经过线性酚醛制备、线性酚醛环化、杯芳烃纯化和杯芳烃酯化制备含杯状空腔分子结构氰酸酯。通过含杯状空腔分子结构氰酸酯的制备，将空腔引入到氰酸酯树脂分子网络中去，在不降低树脂强度的前提下，通过调节杯状空腔的尺寸有效降低氰酸酯树脂的密度和提高耐热性。

技术领域

本发明涉及一种氰酸酯的制备方法，特别涉及一种含杯状空腔分子结构氰酸酯的制备方法。

背景技术

氰酸酯树脂是广泛应用的耐高温透波复合材料基体树脂。阿姆拉姆空空导弹、海麻雀和先进反辐射制导导弹的许多部件(包括鳍，前缘和喷射头雷达罩等)都采用了滕卡特公司的氰酸酯预浸料；该公司针对飞船返回地球大气条件而专门设计了耐极高温的EX-1505T氰酸酯预浸料。国内目前主要是双酚A型氰酸酯树脂，针对其缺点，中航工业济南特种研究所进行了双酚B氰酸酯的研究，制备的双酚B型氰酸酯具有较低的粘度(η25℃＝470mPa.s,η40℃＝210mPa.s)，适于室温树脂传递模塑成型工艺，250℃固化后的介电常数为2.75，介质损耗角正切0.007(10GHz)，玻璃化转变温度299℃，弯曲强度174MPa。北京化工大学的张军营也进行了此类研究。

氰酸酯树脂固化收缩大、固化物密度较大，为了得到低密度和韧性的高耐热氰酸酯树脂，目前，在树脂(和复合材料)中引入纳米微孔的方法主要是发泡法、空心微球法和溶胶-凝胶法。美国Minnesota大学的A.Stein报导了在复合材料中引入功能性多孔颗粒制备杂化复合材料。通过溶胶-凝胶法可以制备富含纳米孔隙的气凝胶材料，但是该类材料强度极小，不适合复合材料成型，无法作为复合材料基体。目前的氰酸酯制备与改性方法并不能实现轻质低密度、高强、耐热的相结合。

发明内容

本发明的目的：提供一种含杯状空腔分子结构氰酸酯的制备方法，实现氰酸酯同时具备轻质低密度、高强及优异的耐热性。

本发明的技术方案：一种含杯状空腔分子结构氰酸酯的制备方法，其特征为：依次经过线性酚醛制备、线性酚醛环化、杯芳烃纯化和杯芳烃酯化制备含杯状空腔分子结构氰酸酯。

优选地，通过以下方法进行线性酚醛制备：采用对位取代苯酚与甲醛按摩尔配比1：(1-2)，在NaOH或KOH的碱性条件下进行缩聚反应，温度为100-120℃，反应时间为1-5h。

优选地，通过以下方法对线性酚醛进行环化，将线型酚醛加入到甲苯、二甲苯或二苯醚溶剂中，环化反应的温度为100-250℃，反应时间为2-8小时，反应在氮气保护下进行，得到杯芳烃。

优选地，通过以下方法对杯芳烃进行纯化，将乙酸乙酯加入到杯芳烃中，搅拌、静置、过滤，然后使用乙酸乙酯溶液、乙酸溶液依次洗涤3-5次；将所得的粗品置于热的甲苯溶剂中，重结晶冷却析出晶体，得到纯化后的杯芳烃。

优选地，通过以下方法对杯芳烃进行酯化，采用纯化后的杯芳烃与溴化氰加入到丙酮、乙醇、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺的一种或多种溶剂的混合物中，纯化后的杯芳烃与溴化氰的摩尔比为1：(5-12)，将三乙胺滴加到含有纯化后的杯芳烃与溴化氰的溶液中，滴加速度控制在使溶液温度小于0℃，反应时间为2-10h。反应结束后将产物经过水洗、分液、干燥得到杯芳烃型氰酸酯。

本发明的有益效果：通过含杯状空腔分子结构氰酸酯的制备，将空腔引入到氰酸酯树脂分子网络中去，在不降低树脂强度的前提下，通过调节杯状空腔的尺寸有效降低氰酸酯树脂的密度和提高耐热性。

附图说明

图1为线性酚醛制备分子结构示意图。

图2为线性酚醛环化分子结构示意图。

图3为纯化后杯芳烃酯化分子结构示意图。

具体实施方式

实施例1