[发明专利]一种增韧改性双酚E型氰酸酯树脂的制备方法

说明书

本发明涉及一种增韧改性双酚E型氰酸酯树脂的制备方法，属于氰酸酯树脂技术领域，包括如下步骤：第一步、制备改性剂；第二步、制备增强粒子；第三步、将增强粒子和改性剂添加到氰酸酯预聚物中，在60℃下搅拌1h，然后80℃下抽真空30‑40min，最后经过加热固化，得到一种增韧改性双酚E型氰酸酯树脂。通过改性剂引入了醚链，在提高韧性的同时，在氰酸酯的交联网络中引入Si‑O‑Si链段，维持了氰酸酯树脂的耐热性和介电性能。还加入了一种增强粒子，与材料的相容性好，使形成的交联网络规整，同时，引入了含氟单体，相较于未添加含氟单体的粒子耐化学性、耐高低温性和疏水性更好。

技术领域

本发明属于氰酸酯树脂技术领域，具体地，涉及一种增韧改性双酚E型氰酸酯树脂的制备方法。

背景技术

氰酸酯(CE)树脂已经发展成为一种具备独特性能的新型热固性树脂。CE优异的介电性能和低吸水性，使得CE树脂材料十分适用于海洋装备和航空航天领域。但是，在使用过程中氰酸酯存在固化压力大，固化温度高，固化后产生残余应力大等问题，限制了其在尖端领域的应用。且氰酸酯和其他热固性树脂一样脆性大，脆性大严重制约了其在诸多尖端领域的应用。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种增韧改性双酚E型氰酸酯树脂的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种增韧改性双酚E型氰酸酯树脂的制备方法，包括如下步骤：

第一步、制备改性剂：在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的三口瓶中，将烯丙基缩水甘油醚和异丙醇混合，加入卡斯特催化剂，升温至75℃，搅拌分散30m i n，加入四甲基二硅氧烷，滴加完全后恒温反应24h，然后进行减压蒸馏得到改性剂；改性剂为烯丙基缩水甘油醚和四甲基二硅氧烷发生硅氢加成后得到。

在改善氰酸酯树脂强度和韧性不足的问题时，常见的改性方法是通过使用刚性无机粒子、橡胶弹性体、超支化聚合物、热塑性和液晶聚合物，但由于相容性等问题会导致在提高韧性的同时，会牺牲基体树脂的部分优异性能，例如通过加入环氧树脂会提高材料的抗冲击性能，但是随着环氧树脂含量的增加，改性后的氰酸酯树脂体系的介电性能和耐热性能降低，本发明中，通过在引入了烯丙基缩水甘油醚，烯丙基缩水甘油醚中含有比较柔顺的环氧缩水甘油醚链，同时在氰酸酯的交联网络中引入S i-O-S i链段，维持了氰酸酯树脂的耐热性和介电性能。

第二步、制备增强粒子：将二甲苯、氰酸酯和含氟单体混合，在80℃条件下搅拌，直至全部溶解，然后加入催化剂，升温至100℃，搅拌50mi n，然后升温至125℃，继续反应3h，反应结束后，经过离心、洗涤和真空干燥，得到增强粒子；增强粒子为氰酸酯纳米粒子，氰酸酯纳米粒子与氰酸酯预聚物具有相同的结构，相容性好，在后续固化过程中可以充当反应位点，使形成的交联网络规整提高材料性能，同时，引入了含氟单体，相较于未添加含氟单体的粒子耐化学性、耐高低温性和疏水性更好。

第三步、将增强粒子和改性剂添加到氰酸酯预聚物中，在60℃下高速搅拌1h，然后80℃下抽真空30-40mi n，最后经过加热固化，得到一种增韧改性双酚E型氰酸酯树脂。

进一步地，四甲基二硅氧烷和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1：2；四甲基二硅氧烷、异丙醇和卡斯特催化剂的用量比为3g：100mL：0.2mL。

进一步地，氰酸酯为双酚E型氰酸酯，双酚F型氰酸酯中的一种。

进一步地，氰酸酯、含氟单体和二甲苯的质量比为1：0.1：20。

进一步地，加热固化条件为第一阶段：180℃、2h；第一阶段：200℃、2h；第三阶段220℃、2h。

进一步地，按重量份计增强粒子5-10份、改性剂5-10份和酸酯预聚物100份。

进一步地，氰酸酯预聚物通过如下步骤制备：