[发明专利]以端羟基聚丁二烯改性氰酸酯树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以端羟基聚丁二烯改性氰酸酯树脂的方法，可以提高氰酸酯树脂的韧性，保持氰酸酯树脂的热稳定性，提高树脂体系用于高频高速宇航电子设备的印刷电路板、航空航天结构部件、隐身材料、高性能雷达天线罩和通讯卫星等诸多领域中的综合性能。

背景技术

氰酸酯树脂是一种颇具潜力的新型树脂，在加热或催化剂作用下，可以发生环化三聚反应，生成大量三嗪环结构，再加上大量芳香环、芳杂环结构使得固化物具有高的玻璃化温度，耐热性高；三嗪环结构交联密度高，结晶度大，极性低，吸水率小，具有低吸湿性；可与金属表面的羟基等基团形成化学键，粘结性能优良，在高的使用温度下，不出现湿气或热的降解，可作为耐高温胶粘剂使用；又具有良好的工艺性能，而且可在较宽的温度范围和频率范围内保持低且稳定的介电常数和介电损耗角正切。以上这些性能决定了氰酸酯树脂作为高性能复合材料基体树脂的优越性。

氰酸酯树脂虽然是高性能热固性树脂中韧性较高的一类，但在许多应用场合，其断裂韧性还很不够。另外，未经改性的树脂可同时作为耐高温胶粘剂，其固化后延伸率低，脆性较大，当粘接部位承受外力时很容易产生裂纹并迅速扩展，导致胶层开裂；不耐疲劳，不能用作结构粘接。韧性不足成为CE树脂推广应用的一个重大障碍，因此降低脆性，增加韧性，提高承载强度，成为CE树脂材料研究的重要方面。

中国发明专利03141735.3提出了采用聚醚酰亚胺改性氰酸酯树脂的增韧方法，提高改性体系的拉伸强度；但热固性树脂其对氰酸酯树脂韧性提高不大，而且工艺性较差。中国发明专利03114525.6提出了采用苯乙烯和二乙烯基苯改性氰酸酯树脂的方法，具体说是一种在室温下为液体的低粘度改性氰酸酯树脂，这种树脂特别适用于树脂传递模塑(RTM)工艺成型制品；这种方法虽然对氰酸酯树脂体系的工艺成型有一定的作用，但是由于氰酸酯树脂体系的韧性等未能得到根本改善，所以仍不能提高氰酸酯树脂的性能。中国发明专利200510077173.4提出了一种有机钛环氧树脂催化剂对氰酸酯改性环氧树脂体系的催化固化，降低树脂体系的固化温度，缩短固化时间；此方法虽然对氰酸酯树脂体系的固化过程有很大的改善，但其对氰酸酯树脂的韧性并无大的提高改善。中国发明专利200610029669.9提出了一种用聚四氟乙烯改性氰酸酯树脂的方法以提高体系的介电性能和机械性能；此方法虽然氰酸酯树脂的强度得到提高，但是氰酸酯树脂的韧性未得到根本性改善。中国发明专利200610096622.4提出了一种氰酸酯树脂/碳纤维复合材料的制备方法，提高体系的力学性能和阻燃性能；此方法虽然氰酸酯树脂的力学性能和阻燃性能虽然得到了提高，但是氰酸酯树脂韧性未得到改善。

端羟基聚丁二烯(HTPB，简称丁羟)是众多液体聚丁二烯橡胶中的一种，分子中含有大量的内双键，其极性小，分子链柔性极好，内生热很低，分子结构可表示为HO[-CH₂-CH＝CH-CH₂-]_n，是一类分子两端带有羟基的双烯烃的聚合物，因其长主链为非极性结构，又使其具有很好的电性能，加之其生产工艺简单，成本低，所以本课题用它来与氰酸酯树脂制成共混物提高其韧性；另外活性端羟基的存在使得树脂体系具有较好的相容性，不需要溶剂，简单环保，并可作为树脂体系固化反应的有效催化剂，降低固化反应温度，缩短固化时间。

发明内容

本发明目的是：提出一种采用端羟基聚丁二烯改性氰酸酯树脂改善树脂的韧性，提高树脂的综合性能的方法。

本发明的技术方案是：以端羟基聚丁二烯改性氰酸酯树脂改善树脂的方法：以端羟基聚丁二烯改性氰酸酯树脂的方法，其特征是在氰酸酯树脂中添加端羟基聚丁二烯橡胶，添加量为5-30wt％，加热熔融混合均匀，加热至120±15℃，预聚10-60min；浇注固化时按照130℃至200℃均匀加热7-10h固化，获得性能优良的改性氰酸酯树脂。分别测定差示扫描量热(DSC)数据和浇注固化。

均匀加热固化的条件是：按照130℃/2h+150℃/2h+180℃/2h+200℃/2h工艺固化，由此可获得性能优良的改性氰酸酯树脂。

本发明中的氰酸酯是不同主链结构的氰酸酯，包括双酚A型、双酚E型、双酚F型、四甲基双酚F型、双酚L型、双酚M型、双环戊二烯型。

本发明中的端羟基聚丁二烯包括高顺式，低顺式，高乙烯基，中乙烯基和高反式结构的端羟基聚丁二烯，数均分子量为1000-10000。