[发明专利]一种双酚二炔丙基醚与氰酸酯共混树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双酚二炔丙基醚与氰酸酯共混树脂的制备方法。包括下述步骤：双酚二炔丙基醚和所述氰酸酯通过溶液法或者熔融法混合反应即可，氰酸酯为单体或低聚物，氰酸酯的摩尔分数为10％～90％。利用本发明制备方法制备得到的双酚二炔丙基醚与氰酸酯共混树脂，耐热性和力学性能好，在空气中的5％热失重温度在367℃及以上，双酚A二炔丙基醚和双酚E型氰酸酯共混树脂的冲击强度接近28kJ m^‑2，易于加工，且原料易得，成本低，在航空航天和电子信息领域具有应用前景。

技术领域

本发明涉及一种双酚二炔丙基醚与氰酸酯共混树脂及其制备方法。

背景技术

氰酸酯树脂是一类含有2个和2个以上氰酸酯官能团的分子，氰酸酯受热后可以发生三聚环化生成三嗪环网络结构(见下反应式)。固化的氰酸酯树脂有苯环及三嗪环等刚性基团赋予其低吸水率、尺寸稳定性、优异的力学性能和耐热性能等，高度交联且对称的三嗪环使其具有优异的介电性能，能够在很宽的频率范围内保持低且稳定的介电常数和介电损耗，因而被广泛应用于航空航天、电子封装、透波材料、烧蚀材料、耐辐射材料等领域。与其他热固性树脂相比，氰酸酯具有环氧树脂的可加工性、双马来酰亚胺的热稳定性以及酚醛树脂的耐热性和阻燃性。纯氰酸酯是不可热固化的，制备氰酸酯中残留的酚化合物和水可催化氰酸酯的受热固化。但氰酸酯树脂的固化反应需要在高温长时间下才可进行，耗能严重，且高温残留的应力对树脂及其复合材料的力学性能是不利的。另外，高交联度可使氰酸酯树脂有高的热性能，但也会带来低的断裂韧性。

环氧树脂是一类综合性能优良的复合材料树脂基体，在航空航天、电子工业和交通运输等领域中得到较为广泛的应用。环氧树脂中加入低吸湿和低热膨胀系数的氰酸酯可提高环氧树脂的拉伸性能、弯曲性能、断裂韧性等力学性能和热稳定性(High PerformancePolymers,2007,19:33-47)。中国发明专利申请(201711498226.9)公开了一种氰酸酯和环氧树脂共混树脂用作层压板，具有良好的耐热性、耐湿热性、力学性能、阻燃性和可靠性，以及低的平面方向热膨胀系数，可用于制作高密度印刷线路板的基板材料。氰酸酯与环氧树脂共混体系经2-乙基-4-甲基咪唑促进的共固化体系具有较好的抗氧化和阻燃性能，与液氧的相容性较好，可用于树脂基复合材料液氧储箱的制备(复合材料学报,2005,22(6):108-113.)。

通常环氧树脂基体的分子结构中含有大量反应生成的羟基等极性基团，吸湿率高(3％～5％)，环氧树脂基复合材料的高吸湿和残余应力的不足导致热循环中的微裂纹产生(Polym Eng Sci,1978,18(1):16-24.)，使其复合材料在湿热条件下的力学性能显著下降，在承力结构件中的应用受到很大的限制，在结构应用中的最高服役温度也由约177℃降至湿环境中的149℃。

发明内容

本发明克服了现有技术中环氧树脂与氰酸酯共混树脂在湿热条件下力学性能下降的问题，提供了一种双酚二炔丙基醚与氰酸酯共混树脂及其制备方法，使用该制备方法得到的双酚二炔丙基醚与氰酸酯共混树脂的固化温度低于200℃，易于加工，耐热性和力学性能好，在航空航天和电子信息领域具有应用前景。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明涉及一种双酚二炔丙基醚与氰酸酯共混树脂的制备方法，其包括下述步骤：所述双酚二炔丙基醚和所述氰酸酯通过溶液法或者熔融法混合反应即可；

其中，所述的双酚二炔丙基醚的结构式为：

所述M为-O-或者所述R₁、所述R₂独立地为氢或甲基，

所述的氰酸酯的摩尔分数为10％～90％，上述百分比为所述氰酸酯的摩尔数占“双酚二炔丙基醚与氰酸酯”总的摩尔数之比。