[发明专利]一种高耐热氰酸酯树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高耐热氰酸酯树脂，属于高分子材料技术领域，该氰酸酯树脂包括如下重量份的原料：氰酸酯单体34‑42份、环氧树脂22‑28份、改性多壁碳纳米管6‑8份、抗氧剂1‑3份；本发明还公开了该氰酸酯树脂的制备方法，将改性多壁碳纳米管加入环氧树脂中，升温至150℃搅拌均匀后，降温至110℃，向其中加入氰酸酯单体，搅拌均匀后，倒入预热好的模具中，待气泡消除后置于烘箱中进行固化，得到高耐热氰酸酯树脂。本发明中采用氰酸酯单体、环氧树脂共固化反应，以及添加多壁碳纳米管，改善了氰酸酯韧性差的缺点，并且对氰酸酯单体进行改性，增加树脂的阻燃和高耐热性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种高耐热氰酸酯树脂及其制备方法。

背景技术

氰酸酯树脂通常是指含有氰酸酯官能团(-OCN)的一类酚衍生物，具有良好的力学性能、耐热性能、低吸水率、低介电性能和低可燃性等，因而被广泛应用于航空航天和电子封装领域的透波材料、烧蚀材料和耐辐射材料等，氰酸酯基复合材料还可用作高温结构材料。

氰酸酯受热后发生三聚环化生成三嗪环网络结构，在无催化剂的条件下这种交联反应需要高于250℃的高温。但在高固化温度下，由于光学仪器和电子元件的尺寸稳定性的下降，可能会产生变形和残余应力。氰酸酯树脂不能在低温下完全固化，强极性-OCN基团保留在未聚合的单体中，导致氰酸酯固化物的介电性能、耐热性能下降，从而限制了它们在电子产品和高温条件下的应用，此外该树脂固化产物内大量三嗪环的生成，致使其交联密度大，韧性较差，冲击、弯曲性能不理想，这就限制了此类树脂的推广应用。因此开发一种高韧性高耐热的氰酸酯树脂是业界需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐热氰酸酯树脂及其制备方法，用于解决背景技术中提及的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高耐热氰酸酯树脂，包括如下重量份的原料：

氰酸酯单体34-42份、环氧树脂22-28份、改性多壁碳纳米管6-8份、抗氧剂1-3份；

该高耐热氰酸酯树脂由如下步骤制成：

将改性多壁碳纳米管加入环氧树脂中，升温至150℃搅拌均匀后，降温至110℃，向其中加入氰酸酯单体、抗氧剂，搅拌均匀后，倒入预热好的模具中，待气泡消除后置于烘箱中进行固化，得到高耐热氰酸酯树脂。

进一步，所述固化工艺设定为150℃固化2h，180℃固化4h，200℃固化4h，230℃固化2h，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1520中的任意一种。

其中氰酸酯单体由如下步骤制得：

步骤S1，向三口烧瓶中加入4，4’-二羟基联苯、三氯氧磷，通入氮气，升温至50-60℃，搅拌均匀，向其中加入无水三氯化铝，升温至105℃，反应4-5h，得到中间体1；

反应过程如下：

步骤S2，向三口烧瓶中加入4-甲氧甲基苯酚、中间体1，搅拌均匀后，升温至120-150℃，回流反应5-6h，所得产物经质量分数40％的氢氧化钠溶液、去离子水各洗涤2-3次，再加入无水乙醇重结晶，得到中间体2；

反应过程如下：

步骤S3，向三口烧瓶中加入熔融的苯酚、中间体2和对甲苯磺酸，搅拌溶解后，升温至130℃，保温反应4-5h，冷却至50-60℃，加入质量分数40％氢氧化钠溶液中和，减压蒸馏除去残留苯酚，得到中间体3；

反应过程如下：