[发明专利]一种超支化聚硅氧烷/氰酸酯树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超支化聚硅氧烷/氰酸酯树脂及其制备方法。将氨基苯乙炔和硅烷偶联剂反应，得到炔基化硅烷，再与水反应形成超支化聚硅氧烷；将熔融态的氰酸酯树脂与超支化聚硅氧烷均匀混合，经固化处理后，即得到一种超支化聚硅氧烷/氰酸酯树脂。本发明提供的超支化聚硅氧烷/氰酸酯树脂在保持氰酸酯树脂原有突出耐热性的基础上，还具有优异的阻燃性、韧性及刚性。由于提供的超支化聚硅氧烷为液体，保持了超支化聚硅氧烷熔点低、粘度小的优势，因此用于改性氰酸酯树脂时，具有良好的工艺性。本发明所制备的超支化聚硅氧烷/氰酸酯树脂不含有卤素及磷元素，实现了无卤无磷环保阻燃。

技术领域

本发明涉及一种热固性树脂及其制备方法，特别涉及一种超支化聚硅氧烷/氰酸酯树脂及其制备方法。

背景技术

氰酸酯树脂在航空航天、电子信息及电气绝缘等领域具有广阔的应用前景，然而，与几乎所有的聚合物一样，氰酸酯的阻燃性较差。

无卤无磷是阻燃高分子材料研发的方向。目前，无卤无磷阻燃剂较多，但各有优缺点。传统无机阻燃剂，如Al(OH)₃和Mg(OH)₂需在较大添加量下才可获得阻燃性，而这往往损害了聚合物树脂的加工性及机械性能。纳米阻燃剂克服了传统无机阻燃剂用量大的缺点，但是在树脂中分散性差、易团聚。硅系阻燃剂中，有机硅树脂粘度大，而且阻燃性与聚合物品种相关，主要对聚碳酸酯有较好的阻燃效果。

超支化聚硅氧烷是一类新兴的硅系阻燃剂，其具有大量高支化度的三维球状结构，表现出低粘度、高化学反应活性以及与树脂基体相容好等优点，在阻燃领域显示出广阔的应用前景。文献报道了组合成系列超支化聚硅氧烷并用于改善氰酸酯树脂阻燃性的方法，将含磷阻燃剂接枝在超支化聚硅氧烷加入氰酸酯树脂中，当接枝超支化聚硅氧烷添加量在20wt%时，改性树脂的极限氧指数达到了40%（参见文献：Ye JH, Liang GZ, Gu AJ,Zhang ZY, Han JP, Yuan L. Novel phosphorus-containing hyperbranchedpolysiloxane and its high performance flame retardant cyanate ester resin.Polymer Degradation and Stability, 2013, 98(2): 597-608.）；还有文献报道了采用无磷超支化聚硅氧烷改性氰酸酯树脂的方法，当无磷超支化聚硅氧烷的添加量在10wt%～13wt%时，改性氰酸酯树脂的最大热释放速率（PHRR）降低了24.8%～35.2%，热释放总量（THR）降低了24.5%（参见文献：Zhang ZY, Gu AJ, Liang GZ, Yuan L, Zhuo DX. A novelhyperbranched polysiloxane containing epoxy and phosphaphenanthrene groupsand its multi-functional modification of cyanate ester resin. Soft Materials,2013, 11(3): 346-352. ；Zhuo DX, Gu AJ, Liang GZ, Hu JT, Cao L, Yuan L. Flameretardancy and flame retarding mechanism of high performance hyperbranchedpolysiloxane modified bismaleimide/cyanate ester resin. Polymer Degradationand Stability, 2011, 96(4): 505-514.）。上述方法制备的改性氰酸酯取得了良好的阻燃性能，但是由于超支化聚硅氧烷结构中含有大量的耐热性差的脂肪族链段结构，因此改性氰酸酯树脂的耐热性劣于原氰酸酯树脂的耐热性。此外，超支化聚硅氧烷的存在，减少了固化物结构中的刚性基团的数量，导致改性树脂的刚性低于原氰酸酯树脂。