CN101429337B - 一种低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法,包括如下步骤:1)将空心玻璃微珠在80℃~90℃干燥5~6h;将氰酸酯树脂加热至熔点以上,待其转化为液态后,加入硅烷偶联剂与干燥后的空心玻璃微珠,在130℃~145℃混合搅拌至硅烷偶联剂很好地扩散并在空心玻璃微珠表面偶联;3)在上述混合体系中加入催化剂,搅拌溶解,采用树脂传递模塑工艺成型后得到制品。上述步骤各组分的用量如下:氰酸酯树脂75~95质量份、空心玻璃微珠5~25质量份、硅烷偶联剂0.25~5质量份、催化剂0.02~0.05质量份。本发明制得到改性氰酸酯树脂不仅降低了氰酸酯树脂的介电常数数和介电损耗,还提高了耐热性能,同时还使某些力学性能有所提高、吸水率降低。

Description

一种低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法
技术领域:
本发明涉及一种低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法。
背景技术
氰酸酯树脂具有良好的力学性能、介电性能、耐热性能等,它与酚醛树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂共同构成四大高性能树脂基体材料。先进的复合材料制备技术-树脂传递模塑工艺(RMT)解决了氰酸酯树脂的成型问题,使氰酸酯树脂可以广泛应用。可以用于结构材料、透波材料、介电功能材料等,应用于航空航天领域、电子信息领域等。
现代技术中,隐身材料、雷达材料都要求有很低的介电常数数(<3.5)、低的介质损耗因子(<0.01)、Tg>150℃,并具有良好的耐湿热性能,现阶段所使用的材料大多为环氧树脂、双马来酰亚胺树脂或聚酯,但是这3种树脂不能同时满足这些要求,这就需要寻找一种新的材料。氰酸酯树脂优异的综合性能使它完全可以替代环氧树脂、双马来酰亚胺树脂及聚酯在隐身材料和雷达材料中的应用。然而氰酸酯树脂依然存在韧性较差、高纯度氰酸酯树脂的热反应性较差等缺点,这就需要对其进行改性。目前对氰酸酯的改性方法主要有:热固性树脂共聚改性、热塑性树脂共混改性、橡胶弹性体共混改性、无机粒子增强等。由于上述几种改性方法都是针对氰酸酯树脂力学性能方面,改性后会使介电常数和介质损耗因子增大,无法对氰酸酯树脂的介电性能起到改良的作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有氰酸酯树脂的改性方法所存在的改性后介电常数和介质损耗因子增大,无法对氰酸酯树脂的介电性能起到改良的问题,提供一种低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法,该方法能在保证氰酸酯树脂优良的力学性能的前提下,改良氰酸酯树脂的介电性能。
本发明所述低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法包括如下步骤:
1)将空心玻璃微珠进行干燥;
2)将氰酸酯树脂加热至熔点以上,待其转化为液态后,加入硅烷偶联剂与干燥后的空心玻璃微珠,在130℃~145℃混合搅拌至硅烷偶联剂很好地扩散并在空心玻璃微珠表面偶联,搅拌时间优选3小时;
3)在上述混合体系中加入催化剂,搅拌溶解,采用RMT成型工艺成型后得到制品。
上述步骤中各组分的用量如下:
氰酸酯树脂75~95质量份、空心玻璃微珠5~25质量份、硅烷偶联剂0.25~5质量份、催化剂0.02~0.05质量份。
上述空心玻璃微珠的干燥在80℃~90℃进行,时间为干燥5~6h。
上述的氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯或其预聚物。
上述的空心玻璃微珠粒径为10~100μm。
上述的硅烷偶联剂为KH-560、KH-550中的一种或其任意比例混合物。
上述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡中的一种或其任意比例的混合物。
本发明所制得到改性氰酸酯树脂不仅降低了氰酸酯树脂的介电常数数和介电损耗,还提高了耐热性能,同时还使某些力学性能有所提高、吸水率降低,并且可以使用RMT工艺成型制品。
经检测,本发明所得制品的性能如下表:
Figure G2008102435021D00021
具体实施方式
实施例1
按下述配方备料
双酚A型氰酸酯树脂            95质量份
空心玻璃微珠(10~100μm)     5质量份
KH-560                       0.25质量份
二月桂酸二丁基锡             0.03质量份
将空心玻璃微珠,置于鼓风干燥箱中,在80℃~90℃干燥1小时;将双酚A型氰酸酯树脂单体加热至熔点以上,使其转化为液态,加入硅烷偶联剂KH-560与干燥后的空心玻璃微珠,在130℃~145℃混合搅拌3个小时,至硅烷偶联剂很好地扩散并在空心玻璃微珠表面偶联;在上述混合体系中加入二月桂酸二丁基锡,搅拌溶解,倒入预先涂有脱模剂的玻璃模具中,在电子烘箱中按160℃/2h+180℃/2h+200℃/2hr+220℃/2h的工艺进行固化,然后进行后处理,后处理温度为240℃,时间为2小时。制得的改性氰酸酯树脂,其性能见表1。
实施例2:
按下述配方备料
双酚A型氰酸酯树脂            90质量份
空心玻璃微珠(10~100μm)     10质量份
KH-570                       0.5质量份
二月桂酸二正辛基锡           0.03质量份
将空心玻璃微珠,置于鼓风干燥箱中,在80℃~90℃干燥1小时;将双酚A型氰酸酯树脂单体加热至熔点以上,使其转化为液态,加入硅烷偶联剂KH-570与干燥后的空心玻璃微珠,在130℃~145℃混合搅拌3个小时,至硅烷偶联剂很好地扩散并在空心玻璃微珠表面偶联;在上述混合体系中加入二月桂酸二正辛基锡,搅拌溶解,倒入预先涂有脱模剂的玻璃模具中,在电子烘箱中按160℃/2h+180℃/2h+200℃/2hr+220℃/2h的工艺进行固化,然后进行后处理,后处理温度为240℃,时间为2小时。制得的改性氰酸酯树脂,其性能见表1。
实施例3:
按下述配方备料
双酚A型氰酸酯树脂            85质量份
空心玻璃微珠(10~100μm)                   15质量份
KH-560/KH570(1∶1)                         1质量份
二月桂酸二丁基锡/二月桂酸二正辛基锡(2∶1)  0.03质量份
将空心玻璃微珠,置于鼓风干燥箱中,在80℃~90℃干燥1小时;将双酚A型氰酸酯树脂单体加热至熔点以上,使其转化为液态,加入硅烷偶联剂KH560/KH-570(1∶1)混合物与干燥后的空心玻璃微珠,在130℃~145℃混合搅拌3个小时,至硅烷偶联剂很好地扩散并在空心玻璃微珠表面偶联;在上述混合体系中加入二月桂酸二正辛基锡/二月桂酸二正辛基锡(2∶1)混合物,搅拌溶解,倒入预先涂有脱模剂的玻璃模具中,在电子烘箱中按160℃/2h+180℃/2h+200℃/2hr+220℃/2h的工艺进行固化,然后进行后处理,后处理温度为240℃,时间为2小时。制得的改性氰酸酯树脂,其性能见表1。
实施例4:
按下述配方备料
双酚A型氰酸酯树脂            80质量份
空心玻璃微珠(10~100μm)     20质量份
KH-570                       0.5质量份
二月桂酸二丁基锡             0.02质量份
将空心玻璃微珠,置于鼓风干燥箱中,在80℃~90℃干燥1小时;将双酚A型氰酸酯树脂单体加热至熔点以上,使其转化为液态,加入硅烷偶联剂KH-570与干燥后的空心玻璃微珠,在130℃~145℃混合搅拌3个小时,至硅烷偶联剂很好地扩散并在空心玻璃微珠表面偶联;在上述混合体系中加入二月桂酸二正辛基锡,搅拌溶解,倒入预先涂有脱模剂的玻璃模具中,在电子烘箱中按160℃/2h+180℃/2h+200℃/2hr+220℃/2h的工艺进行固化,然后进行后处理,后处理温度为240℃,时间为2小时。制得的改性氰酸酯树脂,其性能见表1。
实施例5:
按下述配方备料
双酚A型氰酸酯树脂            75质量份
空心玻璃微珠(10~100μm)     25质量份
KH-570                       0.5质量份
二月桂酸二正辛基锡           0.05质量份
将空心玻璃微珠,置于鼓风干燥箱中,在80℃~90℃干燥1小时;将双酚A型氰酸酯树脂单体加热至熔点以上,使其转化为液态,加入硅烷偶联剂KH-570与干燥后的空心玻璃微珠,在130℃~145℃混合搅拌3个小时,至硅烷偶联剂很好地扩散并在空心玻璃微珠表面偶联;在上述混合体系中加入二月桂酸二正辛基锡,搅拌溶解,倒入预先涂有脱模剂的玻璃模具中,在电子烘箱中按160℃/2h+180℃/2h+200℃/2hr+220℃/2h的工艺进行固化,然后进行后处理,后处理温度为240℃,时间为2小时。制得的改性氰酸酯树脂,其性能见表1。
对比例:
按下述配方备料
双酚A型氰酸酯树脂           100质量份
二月桂酸二丁基锡            0.03质量份
将双酚A型氰酸酯树脂加热至熔点以上,使其转化为液态,加入二月桂酸二丁基锡,搅拌溶解,倒入预先涂有脱模剂的玻璃模具中,在电子烘箱中按160℃/2h+180℃/2h+200℃/2hr+220℃/2h的工艺进行固化,然后进行后处理,后处理温度为240℃,时间为2小时。制得的改性氰酸酯树脂,其性能见表1。
表1:氰酸酯树脂固化物的性能
  测试项目   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   对比例
  介电常数   2.82   2.76   2.85   3.03   3.30   2.87
  介电损耗角正切值   0.0014   0.0016   0.0019   0.0023   0.0032   0.0036
  水煮48h吸水率   (%)   1.06   0.85   1.05   1.12   1.20   1.52
  冲击强度(kJ/m<sup>-2</sup>)   10.816   14.805   13.632   9.862   9.137   10.709
  弯曲强度(Mpa)   110   130   125   120   107   78
  弯曲模量(Gpa)   2.8   2.9   3.2   3.4   3.8   2.6
  拉伸强度(Mpa)   82   78   77   75   72   80
  断裂伸长率(%)   1.28   1.23   1.22   1.20   1.17   1.32
  热变形温度   (HDT,℃)   225   230   230   225   223   220
  玻璃化转变温度   (Tg,℃)   248   255   263   268   265   248

Claims (7)

1.一种低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
1)将空心玻璃微珠进行干燥;
2)将氰酸酯树脂加热至熔点以上,待其转化为液态后,加入硅烷偶联剂与干燥后的空心玻璃微珠,在130℃~145℃混合搅拌至硅烷偶联剂很好地扩散并在空心玻璃微珠表面偶联;
3)在上述混合体系中加入催化剂,搅拌溶解,采用树脂传递模塑工艺)成型后得到成品。
上述步骤所述各组分的用量如下:
氰酸酯树脂75~95质量份、空心玻璃微珠5~25质量份、硅烷偶联剂0.25~5质量份、催化剂0.02~0.05质量份。
2.根据权利要求1所述低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法,其特征在于空心玻璃微珠的干燥在80℃~90℃下进行,时间干燥5~6h。
3.根据权利要求1所述低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法,其特征在于氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯或其预聚物。
4.根据权利要求1所述低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法,其特征在于空心玻璃微珠粒径为10~100μm。
5.根据权利要求1所述低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法,其特征在于硅烷偶联剂为KH-560和KH-550中的一种或其任意比例混合物。
6.根据权利要求1所述低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法,其特征在于加入硅烷偶联剂与干燥后的空心玻璃微珠后搅拌的时间为3个小时。
7.根据权利要求1所述低介电损耗氰酸酯树脂的制备方法,其特征在于催化剂为二月桂酸二丁基锡和二月桂酸二正辛基锡中的一种或其任意比例的混合物。
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