CN107722265A - 双酚c氰酸酯树脂预聚体及其制备方法 - Google Patents

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范春晖
王跃彪
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Abstract

本发明公开了一种双酚C氰酸酯树脂预聚体及其制备方法，属于高分子材料合成领域。本发明双酚C氰酸酯树脂预聚体不仅具有氰酸酯固有的高耐热性、优异的介电性能，还具有优异的阻燃性，是一款非常适合阻燃性要求较高的领域应用的新型氰酸酯树脂；本发明制备方法具有操作工艺简单、适用性广的特点，通过本发明制备方法所得的双酚C氰酸酯树脂预聚体具有良好的工艺操作性，优异的介电性能和耐湿热性能，更佳的阻燃性，可作为高性能树脂基体、胶黏剂材料，可用于电子电器、航空航天、交通运输等高技术领域；本发明产物与目前常用的双酚A氰酸酯树脂相比，在保持原有较高的耐热性能的同时，具有更优异的耐吸湿性能和更佳的阻燃性。

Description

双酚C氰酸酯树脂预聚体及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，涉及一种高性能树脂的制备方法，具体地说，尤其涉及一种双酚C氰酸酯树脂单体及其制备方法。
背景技术
氰酸酯(CE)树脂以其优异的介电性能、突出的耐热性、良好的综合力学性能被公认为是制备结构-功能材料的最具竞争力的树脂种类。在电子电器、通讯、航空航天等尖端领域显示出极大的应用前景。
工业发展迅猛，对材料提出了更高更多的性能要求，主要表现在突出的热稳定性、更优的介电性能、更好的韧性、更低的吸水性、更佳的成型工艺性。随着高频高速电子材料的使用趋势广泛，材料的耐热性、阻燃性要求也日趋提升，目前通过在体系中添加阻燃剂来提高体系耐热性的研究工作开展较多，主要是通过在体系内添加不同类型的阻燃剂，如卤素/无卤阻燃剂、磷类阻燃剂、硅类阻燃剂等达到体系的阻燃特性，通过添加阻燃剂的方法存在一个问题：阻燃剂的添加一定程度上会降低氰酸酯树脂原有的介电性能、耐热性能、耐湿性能等性能；同时，还可能带来工艺性变差等不确定的其它问题。
因此，开发一种既提高氰酸酯本身的阻燃性又保留氰酸酯原有的优异特性的新型氰酸酯树脂具有重要的意义和应用价值。
发明内容
本发明公开了双酚C氰酸酯树脂预聚体及其制备方法，在保持氰酸酯原有的优异介电性能、突出的耐热性的基础上，提供一种低吸湿性、优良工艺性的本征阻燃性较高的氰酸酯树脂。
本发明是通过以下技术方案实现的：
双酚C氰酸酯树脂预聚体，其特征在于：其结构单元如下：
双酚C氰酸酯树脂预聚体的制备方法，包括如下步骤：
a、将99.98份的双酚C氰酸酯树脂单体加热到130±5℃至完全熔融，然后加入约0.02份的聚合促进剂，充分搅拌均匀；
b、将温度缓慢升至160±10℃范围内，保持此范围内，监测折光率变化，当折光率达到1.54±0.02/75℃时，迅速停止加热，对反应体系进行降温至120℃-130℃，将反应产物倒出，得到双酚C氰酸酯树脂预聚体，测定其粘度在8000-12000mPa.s/120℃；
c、当需要降低预聚体粘度时，可将反应物降温至70-80℃并向其中加入20-40份的溶剂，常温下预聚体产物的粘度为400-800mPa.s/25℃。
所述步骤a中双酚C氰酸酯树脂单体的结构式如下：
所述步骤a中聚合促进剂的种类为壬基酚、二甲基咪唑、苯乙烯或过渡金属离子类中的一种或几种的组合。
所述步骤a中的双酚C氰酸酯树脂单体份数≥98，聚合促进剂份数≤2。
所述步骤b中聚合反应的温度控制在150-180℃间，折光率终点为1.54±0.02/75℃。
所述步骤c中为降低反应产物粘度而加入的溶剂，溶剂种类可以是丙酮、丁酮、苯类、乙酸乙酯、环己烷中的任意一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明双酚C氰酸酯树脂预聚体不仅具有氰酸酯固有的高耐热性、优异的介电性能，还具有优异的阻燃性，是一款非常适合阻燃性要求较高的领域应用的新型氰酸酯树脂；本发明制备方法具有操作工艺简单、适用性广的特点，通过本发明制备方法所得的双酚C氰酸酯树脂预聚体具有良好的工艺操作性，优异的介电性能和耐湿热性能，更佳的阻燃性，可作为高性能树脂基体、胶黏剂材料，可用于电子电器、航空航天、交通运输等高技术领域；本发明产物与目前常用的双酚A氰酸酯树脂相比，在保持原有较高的耐热性能的同时，具有更优异的耐吸湿性能和更佳的阻燃性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
本发明双酚C氰酸酯树脂预聚体以双酚C氰酸酯树脂单体为主要原料，在结构中引入了烷基，是一款非常适合阻燃性要求较高的领域应用的新型氰酸酯树脂。
实施例一：
称取100克双酚C氰酸酯树脂单体于烧瓶中，油浴加热到125℃至完全熔融，加入0.03克的壬基酚搅拌均匀，继续升温至160℃，初步测定折光率；之后按8℃/次升温，每一温度下保持2h，测折光率，直至折光率达到1.55/75℃时，停止加热；转冷冻操作，将油浴迅速更换成冷冻盐水，直至烧瓶内物料温度降至120℃时，将烧瓶内物料迅速倒出，即得双酚C氰酸酯树脂预聚体，在120℃下测粘度为10500mPa.s。
实施例二：
称取双酚C氰酸酯树脂单体99.8g于烧瓶中，油浴加热到130℃至完全熔融，加入0.06克的二甲基咪唑，搅拌均匀，继续升温至160℃，初步测定折光率；之后按10℃/次升温，每一温度下保持2h，测折光率，直至折光率达到1.55/75℃时，停止加热；转冷冻操作，将油浴迅速更换成冷冻盐水，直至烧瓶内物料温度降至75℃时，加入约43克的丁酮溶剂，搅拌3小时后，倒出，即得双酚C氰酸酯树脂预聚体溶液，在25℃下测粘度为560mPa.s。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.双酚C氰酸酯树脂预聚体，其特征在于：其结构单元如下：
2.双酚C氰酸酯树脂预聚体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、将99.98份的双酚C氰酸酯树脂单体加热到130±5℃至完全熔融，然后加入约0.02份的聚合促进剂，充分搅拌均匀；
b、将温度缓慢升至160±10℃范围内，保持此范围内，监测折光率变化，当折光率达到1.54±0.02/75℃时，迅速停止加热，对反应体系进行降温至120℃-130℃，将反应产物倒出，得到双酚C氰酸酯树脂预聚体，测定其粘度在8000-12000mPa.s/120℃；
c、当需要降低预聚体粘度时，可将反应物降温至70-80℃并向其中加入20-40份的溶剂，常温下预聚体产物的粘度为400-800mPa.s/25℃。
3.根据权利要求2所述的双酚C氰酸酯树脂预聚体的制备方法，其特征在于：所述步骤a中双酚C氰酸酯树脂单体的结构式如下：
4.根据权利要求2所述的双酚C氰酸酯树脂预聚体的制备方法，其特征在于：所述步骤a中聚合促进剂的种类为壬基酚、二甲基咪唑、苯乙烯或过渡金属离子类中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求2所述的双酚C氰酸酯树脂预聚体的制备方法，其特征在于：所述步骤a中的双酚C氰酸酯树脂单体份数≥98，聚合促进剂份数≤2。
6.根据权利要求2所述的双酚C氰酸酯树脂预聚体的制备方法，其特征在于：所述步骤b中聚合反应的温度控制在150-180℃间，折光率终点为1.54±0.02/75℃。
7.根据权利要求2所述的双酚C氰酸酯树脂预聚体的制备方法，其特征在于：所述步骤c中为降低反应产物粘度而加入的溶剂，溶剂种类可以是丙酮、丁酮、苯类、乙酸乙酯、环己烷中的任意一种。
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