[发明专利]改性氰酸酯树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性氰酸酯树脂及其制备方法。所述的制备方法包括如下步骤：将溶剂、质量分数为50％～90％的氰酸酯和质量分数为10％～50％的含硅芳炔树脂混合均匀，树脂完全溶解后，减压蒸馏，即可；所述氰酸酯和所述含硅芳炔树脂的质量分数之和为100％。本发明的工艺简单，操作方便，可以有效降低树脂体系的固化温度，增加树脂的耐热性和降低树脂的介电损耗，在航空、航天、电子和交通运输领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子化学、高分子物理和高分子材料改性技术领域，具体涉及一种改性氰酸酯树脂及其制备方法。

背景技术

氰酸酯树脂是一类分子中含有2个和2个以上氰酸酯官能团，受热后可以直接发生自聚生成三嗪环结构的新型树脂。氰酸酯树脂因其结构的规整度高、交联密度大，表现出耐热阻燃，且在宽频范围有稳定的低介电常数和介电损耗。但氰酸酯树脂高的固化温度是其不足之一，降低氰酸酯树脂的固化温度是其研究的方向。过渡金属催化剂已用于氰酸酯的固化反应，其中乙酰丙酮铜被认为是最有效的催化剂之一。酚类化合物对氰酸酯树脂的固化也有催化作用，可有效地降低氰酸酯树脂的固化温度，但不会提升氰酸酯树脂的热稳定性，也无法降低氰酸酯树脂的介电损耗。

中国发明专利申请(CN 102167822 A)公开了用二丁基二月桂酸锡包埋在聚脲-甲醛树脂中制备微胶囊的方法，可将其用于双酚A型二氰酸酯的缓释固化催化剂。中国发明专利(公开号CN 106867253 A)公开了一种氰酸酯与双酚A新多芳基醚甲腈合金的制备，其中用了二丁基二月桂酸锡(DBTDL)作为合金固化的催化剂。住田等人申请了热固化氰酸酯的欧洲专利(EP 2952539 A1，EP 3115393 A1)，氰酸酯是含两个以上氰酸酯官能团的化合物，用苯酚和含间苯二酚的酚醛树脂作为固化催化剂，热固化后耐热、绝缘性优、抗水、耐磨和抗热变形，可用于大尺寸晶片半导体的封装。

含硅芳炔树脂是一类主链结构含-Si-C≡C-Ar-C≡C-单元的热加成固化型树脂，高耐热、低介电常数和损耗，在高温可陶瓷化，可用作热防护材料和透波材料。自1990年代以来，日本、法国和中国相继开展了含硅芳炔树脂的制备、结构与性能和应用研究工作。美国专利(US 5420238)揭示了一种命名为MSP的含硅芳炔树脂的制备方法，含有的乙炔官能团和硅氢官能团可使树脂在100℃到400℃内固化，在氩气氛中400℃固化1小时，该树脂固化物在1000℃氩气中的残留率为94％，5％热失重温度(T_d5)有880℃，是一种新的高耐热阻燃树脂。美国专利(US 6703519)公开了一种黏度可调节的含硅芳炔树脂制备方法，用不同含量的芳基乙炔作为链终止剂，实现了含硅芳炔树脂的黏度可满足注射模塑工艺的需求，该树脂称之为BLJ树脂，用碳布增强的复合材料的密度为1.5g/cm³。中国发明专利(CN1709928A)公开了多种结构的含硅芳炔树脂的制备方法，该树脂简称为PSA树脂，具有优良的加工性能，固化后热稳定性能优，介电常数和介电损耗低，且可陶瓷化。文献(Polym.Bull.2015,72(9):2201)报道了用含Si(CH₃)H-C≡C-C₆H₄-C≡C-结构单元的聚甲基苯二乙炔基苯硅烷改性双酚A型氰酸酯，但改性氰酸酯的固化温度会升高，这对氰酸酯树脂的加工工艺性和加工经济性是无益的，不利于氰酸酯树脂的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的改性方法存在的无法同时降低氰酸酯树脂的固化温度、提升热稳定性和降低介电损耗的缺陷，而提供了一种改性氰酸酯树脂及其制备方法。所得到的改性氰酸酯树脂可以有效降低树脂体系的固化温度，增加树脂的耐热性和降低树脂的介电损耗。

本发明提供了一种改性氰酸酯树脂的制备方法，其包括如下步骤：

将溶剂、质量分数为50％～90％的氰酸酯和质量分数为10％～50％的含硅芳炔树脂混合均匀，树脂完全溶解后，减压蒸馏，即可；所述氰酸酯和所述含硅芳炔树脂的质量分数之和为100％。