[发明专利]一种改性氰酸酯树脂及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种改性氰酸酯及其制备方法和用途，从低介电的三嗪环和噁唑烷啉稳定结构出发，在预聚物中引入聚硅氮烷改性固化网络，实现了改性氰酸酯树脂透波性能的有效调控和提升。具体制备方法为：将氰酸酯树脂和环氧树脂加热至150‑160℃，并混合均匀，反应直至样品无结晶现象，得到预聚体；将预处理后的聚硅氮烷加入预聚体中，得到改性氰酸酯。制备得到的改性氰酸酯有效提高了材料的介电和透波性能，本发明制备得到的改性氰酸酯，以降低材料的介电损耗、提高透波性能，在飞行器雷达罩和天线罩领域具有重要研究价值和应用潜力。

技术领域

本发明涉及氰酸酯树脂技术领域，更具体的涉及一种改性氰酸酯树脂及其制备方法和用途。

背景技术

近年来，雷达通信技术获得迅速发展，对雷达天线罩的性能要求也逐渐提高。天线罩，是一类能透过电磁波、且能保护内部雷达免遭损害的关键功能部件。为了保护航天飞行器在恶劣环境中通信、制导、遥测等系统正常运行，推动新型高马赫数飞行器朝高速飞行、精确制导、远程打击、末端机动的方向发展，高性能天线罩/天线窗的设计、选材与制备成为瓶颈之一。具体而言，无论是天线罩材料的选择与研制，还是天线罩制备工艺的改良与优化，都在经历严峻的挑战。当然这也为结构/功能一体化的透波材料的研究提供了契机。

针对飞行器对天线罩的要求，研制具有耐高温、高强度、低介电、低损耗、易成型等优异性能的透波材料具有重要意义，而开发和研究纤维增强透波复合材料成为其中一个重要的发展方向。聚合物基复合材料密度小、比强度高、介电常数低，且介电、力学等性能均有可设计性，能够极大程度地减轻航空航天飞行器的重量，同时保证材料具有优异的透波性能和机械强度，在未来国防、军事雷达、航空航天等通信雷达领域有明显的优势。对于以聚合物基透波复合材料为主的透波材料设计和研究具有重要意义。

聚合物基透波复合材料是由树脂基体和增强纤维两组分共同构成的复合材料，能够复合两组分的优势，进一步提升材料的透波性能。聚合物基透波复合材料可使用氰酸酯作为树脂基体进行使用，氰酸酯的研究起始于20世纪60年代，80年代后逐渐在天线罩方面得到应用。氰酸酯在固化反应中可以形成稳定的三嗪环，使其具有极低与值，且在较宽的频率和温度范围内可保持稳定的性能。氰酸酯具有较高的机械强度，力学性能优于聚酰亚胺和双马来酰亚胺，也具有良好的耐热性、耐雨蚀性，工艺性较好，吸湿率低于1.5％。但是，但因氰酸酯固化温度高、时间长、交联密度大，固化物性脆，从而使纯氰酸酯树脂的介电性能提升空间有限。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种改性氰酸酯及其制备方法和用途，提高材料的介电性能和透波性能。

本发明的第一个目的是一种改性氰酸酯的制备方法，按照以下步骤制备：

步骤1、将氰酸酯树脂和环氧树脂加热至150-160℃，并混合均匀，反应直至样品无结晶现象，得到预聚体；

步骤2、在常温或加热状态下，将预处理后的聚硅氮烷加入步骤1的预聚体中，得到改性氰酸酯。

优选的，步骤1中，环氧树脂的质量是氰酸酯树脂质量的5-7％。

优选的，步骤2中，预处理后的聚硅氮烷的添加质量为预聚体的2-7％。

优选的，步骤2中的预处理后的聚硅氮烷按照以下方法制备得到：将原始聚硅氮烷进行蒸发处理，得到预处理后的聚硅氮烷。

优选的，蒸发处理采用旋蒸处理，旋蒸处理的转速为100-150r/min，温度为40-60℃。

优选的，步骤2中的常温温度为25℃。

优选的，步骤2中的加热温度为70℃。

优选的，步骤2中的预聚时间为0-3h。

本发明的第二个目的是提供一种根据上述方法制备得到的改性氰酸酯。