[发明专利]一种配位与阴离子协同催化固化氰酸酯树脂体系及其制备方法

说明书

一种配位与阴离子协同催化固化氰酸酯树脂体系及其制备方法，属于高性能复合用树脂材料领域。本发明的具体工艺为将氰酸酯树脂和叔胺基环氧固化剂（AG‑80，AG‑90）按照一定比例混合进行共固化，在混合树脂体系中加入新型高效复配催化剂，进行梯度固化，首先在70~110℃温度下固化2~4h，然后在110~140℃温度下固化3~5h，最后在155℃温度下固化4~6h，即得到固化完全的氰酸酯树脂。本发明的优点是：本发明制备的氰酸酯数值固化温度明显下降，最高固化温度不超过155℃，远低于现有技术中多官能团氰酸酯树脂固化温度280℃；本发明中氰酸酯树脂低温固化工艺可靠，采用新型高效复配催化剂催化固化反应，使得反应均匀，操作简单，工艺稳定，适用于工业化生产。

技术领域

本发明属于高性能复合用树脂材料领域，具体涉及一种配位与阴离子协同催化固化氰酸酯树脂体系及其制备方法。

背景技术

氰酸酯树脂是一种20世纪80年代左右发展起来的一类高性能树脂，分子结构中含有两个或两个以上的氰酸酯官能团，其独特的分子结构赋予了氰酸酯树脂特殊的反应性，使得氰酸酯树脂的固化产物具有一系列的优良性能，如氰酸酯树脂自聚形成的三嗪环结构使得固化产物具有优异的耐热性以及良好的力学性能，是近年发展起来的新一代高性能复合材料用树脂基体。

在加热条件与催化剂的共同作用下，氰酸酯树脂中的氰酸酯官能团发生三聚反应形成具有三嗪环结构的交联网状结构，从而赋予氰酸酯树脂极高的耐热性。但由于氰酸酯树脂在使用过程中存在活化能高导致了固化温度偏高的缺陷，使它在实际应用过程中受到了很多限制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中氰酸酯树脂固化温度高的问题，提供一种配位与阴离子协同催化固化氰酸酯树脂体系及其制备方法，所述方法通过使用催化剂使得反应的活化能得到降低，进而实现了固化反应在中低温固化的条件下仍然保持氰酸酯树脂的优良耐热性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种配位与阴离子协同催化固化氰酸酯树脂体系，所述氰酸酯树脂体系的原料按照质量份数由80~50份氰酸酯树脂和20~50份叔胺基环氧固化剂组成。

一种上述的一种配位与阴离子协同催化固化氰酸酯树脂体系的制备方法，所述方法具体步骤如下：

步骤一：称量氰酸酯树脂和叔胺基环氧固化剂，并将它们在70~100℃温度条件下混合均匀，得到混合树脂体系；

步骤二：在80℃温度下，向步骤一得到的混合树脂体系中加入新型高效复配催化剂，其中，混合树脂体系与新型高效复配催化剂的质量比为100：0.2~1.0；

步骤三：对添加了新型高效复配催化剂的混合树脂体系进行梯度固化，首先在70~110℃温度下固化2~4h，然后在110~140℃温度下固化3~5h，最后在155℃温度下固化4~6h，即得到固化完全的氰酸酯树脂。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明制备的氰酸酯树脂固化温度明显下降，最高固化温度不超过155℃，远低于现有技术中多官能团氰酸酯树脂固化温度280℃；本发明在≤155℃的固化温度下氰酸酯树脂仍然保持其优良的耐热性（T_g≥230℃），并在高温条件下仍能保持一定的强度。本发明中氰酸酯树脂低温固化工艺可靠，采用新型高效复配催化剂催化固化反应，使得反应均匀，操作简单，工艺稳定，适用于工业化生产。

附图说明

图1为本发明的一种配位与阴离子协同催化固化氰酸酯树脂体系的红外分析图谱（样品一是未加催化剂的氰酸酯树脂固化后的产物，样品二是添加了催化剂的氰酸酯树脂固化后的产物）；

图2为本发明的一种配位与阴离子协同催化固化氰酸酯树脂体系的TGA分析图谱（样品一是氰酸酯树脂完全固化的样品粉末，样品二是氰酸酯树脂在本实施例2操作下固化的样品粉末）。

具体实施方式