CN117866432A - 一种耐高温氰酸酯树脂及其制备的预浸料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氰酸酯树脂技术领域，具体为一种耐高温氰酸酯树脂及其制备的预浸料。本发明耐高温氰酸酯树脂包括以下成分：按照重量份计，50‑55份双酚A型氰酸酯、10‑15份双酚M型氰酸酯、45‑50份双酚E型氰酸酯、3‑4份乙酰丙酮锌、5‑20份炭黑复合填料。本发明在氰酸酯树脂中添加了炭黑，炭黑热导率较高，有助于改善氰酸酯树脂的耐热性，还可以改善氰酸酯树脂的拉伸强度、硬度和耐磨性。使用茶多酚对炭黑进行改性，改善炭黑在树脂中的分散性，增强氰酸酯树脂的机械性能以及耐高温性。使用双酚A型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、双酚E型氰酸酯进行复配，并添加炭黑复合填料进一步改性，制备工艺简单，无需除溶剂，绿色无污染。
Description
技术领域
本发明涉及氰酸酯树脂技术领域，具体为一种耐高温氰酸酯树脂及其制备的预浸料。
背景技术
耐高温氰酸酯树脂是一种用于高温环境下的复合材料的重要组成部分。高温环境下，常规的树脂材料往往无法满足需求，因此需要开发具有耐高温性能的新型树脂材料。氰酸酯树脂以其优异的力学性能、耐化学腐蚀性和高温稳定性而备受关注。为了进一步提高氰酸酯树脂在高温环境下的性能，需要改善氰酸酯树脂的耐高温性能、低收缩率和机械性能。
在传统的氰酸酯树脂预浸料制备过程中，往往存在一些技术挑战。例如，高温条件下树脂粘度增加，流动性下降，导致树脂浸润性能不佳。此外，在高温固化过程中，树脂可能发生剧烈的收缩和变形，导致复合材料的表面质量和性能下降。因此，开发一种耐高温氰酸酯树脂及其制备的预浸料的方法，具有重要的研究价值和应用前景。
为了解决上述问题，提高氰酸酯树脂及其制备的预浸料的耐高温性，本发明提供了一种耐高温氰酸酯树脂及其制备的预浸料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温氰酸酯树脂及其制备的预浸料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种耐高温氰酸酯树脂，所述耐高温氰酸酯树脂包括以下成分：按照重量份计，50-55份双酚A型氰酸酯、10-15份双酚M型氰酸酯、45-50份双酚E型氰酸酯、3-4份乙酰丙酮锌、5-20份炭黑复合填料。
较为优化地，所述氰酸酯树脂的制备方法为，包括以下步骤：
步骤一：取金属有机骨架结构复合材料、改性炭黑、去离子水，超声分散，滴加氢氧化钠溶液，搅拌1-2h，得到炭黑复合填料；
步骤二：取双酚A型氰酸酯、双酚M型氰酸酯，升温至65-70℃，加热30-40min，加入双酚E型氰酸酯，搅拌30-40min，加入乙酰丙酮锌，搅拌30-40min，加入炭黑复合填料，搅拌30-40min，得到氰酸酯树脂。
较为优化地，所述金属有机骨架结构复合材料和改性炭黑的质量比为2：(5-6)。
较为优化地，所述改性炭黑的制备方法为：取炭黑、去离子水，超声分散，加入茶多酚，超声分散30-40min，升温至75-80℃，搅拌30-40min，冷却至25-30℃，离心、洗涤、干燥，得到改性炭黑。
较为优化地，所述炭黑和茶多酚的质量比为(5-6)：1。
较为优化地，所述金属有机骨架结构复合材料的制备方法为：取四氧化三铁纳米粒子、六水合硝酸锌、N，N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，加入5-硼酸基-1，3-苯二羧酸、对苯二甲酸，搅拌30-40min，在110-120℃下反应5-7h，过滤、洗涤、干燥，得到金属有机骨架结构复合材料。
较为优化地，所述四氧化三铁纳米粒子的制备方法为：取六水合氯化铁、己二醇，搅拌均匀，加入无水乙酸钠、聚乙二醇，搅拌30-40min，在200℃下反应10-12h，得到四氧化三铁纳米粒子。
一种预浸料，所述预浸料的制备方法为：将氰酸酯树脂涂覆在离型纸上，然后引入水平的磁场，然后将碳纤维布通过热熔法浸入胶膜，浸渍压力为2MPa，干燥，得到预浸料。
较为优化地，所述磁场强度为220-240mT。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
(1)本发明在氰酸酯树脂中添加了炭黑，炭黑是一种填料，它的热导率较高，它的添加有助于改善氰酸酯树脂的耐热性；炭黑的机械性能高，因此还可以改善氰酸酯树脂的拉伸强度、硬度和耐磨性。但是，炭黑在树脂中容易聚集，不易分散，本发明使用茶多酚对炭黑进行改性，茶多酚中的酚基团具有亲水性，可以与炭黑表面发生相互作用，改善炭黑颗粒之间的相互作用力，从而促进炭黑在树脂中的分散性。
本发明在氰酸酯树脂中添加了金属有机骨架结构复合材料，金属有机骨架结构复合材料的添加提高了氰酸酯树脂的耐热性以及机械性能。本发明同时在金属有机骨架结构复合材料中添加了5-硼酸基-1，3-苯二羧酸，硼酸的添加可以对改性炭黑上的茶多酚起到吸附作用，控制金属有机骨架结构复合材料和改性炭黑的质量比为2：(5-6)，使得改性炭黑与金属有机骨架结构复合材料复合在一起，进一步改善炭黑在树脂中的分散性，增强氰酸酯树脂的机械性能以及耐高温性。
本发明的金属有机骨架结构复合材料中还含有四氧化三铁纳米粒子，四氧化三铁纳米粒子具有磁性，将氰酸酯树脂涂覆在离型纸上，然后引入水平的磁场，可以使得氰酸酯树脂中的炭黑复合填料分布得更加均匀，改善预浸料的机械性能。
(3)本发明耐高温氰酸酯树脂包括以下成分：按照重量份计，50-55份双酚A型氰酸酯、10-15份双酚M型氰酸酯、45-50份双酚E型氰酸酯、3-4份乙酰丙酮锌、5-20份炭黑复合填料。使用双酚A型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、双酚E型氰酸酯进行复配，并添加了炭黑复合填料进行进一步改性，制备工艺简单，无需除溶剂，绿色无污染。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所有涉及的原料的购买厂家没有任何特殊的限制，示例性地包括：
双酚A型氰酸酯：可以购自吴桥树脂厂，型号：CY-1；双酚E型氰酸酯：可以购自吴桥树脂厂，型号：CY-9；双酚M型氰酸酯：可以购自吴桥树脂厂，型号：CY-7；炭黑：N220炭黑，粒径为20-40nm。
实施例1：一种耐高温氰酸酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：改性炭黑的制备：
取5g炭黑、100mL去离子水，超声分散，加入1g茶多酚，超声分散35min，升温至78℃，搅拌35min，冷却至27℃，离心、洗涤、干燥，得到改性炭黑；
步骤二：金属有机骨架结构复合材料的制备：
取1.4g六水合氯化铁、50mL己二醇，搅拌均匀，加入3.6g无水乙酸钠、1g聚乙二醇，搅拌35min，在200℃下反应11h，得到四氧化三铁纳米粒子；
取0.1g四氧化三铁纳米粒子、6g六水合硝酸锌、30mLN，N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，加入9mg5-硼酸基-1，3-苯二羧酸、80mg对苯二甲酸，搅拌35min，在115℃下反应6h，过滤、洗涤、干燥，得到金属有机骨架结构复合材料；
步骤三：炭黑复合填料的制备：
取2g金属有机骨架结构复合材料、5.5g改性炭黑、100mL去离子水，超声分散，滴加氢氧化钠溶液，调节pH值为7.2，搅拌1.5h，得到炭黑复合填料；
金属有机骨架结构复合材料和改性炭黑的质量比为2：5.5；
步骤四：氰酸酯树脂的制备：
取双酚A型氰酸酯、双酚M型氰酸酯，升温至68℃，加热35min，加入双酚E型氰酸酯，搅拌35min，加入乙酰丙酮锌，搅拌35min，加入炭黑复合填料，搅拌35min，得到氰酸酯树脂；
所述氰酸酯树脂包括以下成分，按照重量份计：52份双酚A型氰酸酯、13份双酚M型氰酸酯、47份双酚E型氰酸酯、3.5份乙酰丙酮锌、12份炭黑复合填料；
步骤五：一种预浸料的制备：
将氰酸酯树脂涂覆在离型纸上，氰酸酯树脂的厚度为100μm；然后引入水平的磁场，磁场强度为230mT，将碳纤维布T700通过热熔法浸入胶膜，浸渍压力为2MPa，干燥，得到预浸料。
实施例2：一种耐高温氰酸酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：改性炭黑的制备：
取5g炭黑、100mL去离子水，超声分散，加入1g茶多酚，超声分散30min，升温至75℃，搅拌30min，冷却至25℃，离心、洗涤、干燥，得到改性炭黑；
步骤二：金属有机骨架结构复合材料的制备：
取1.4g六水合氯化铁、50mL己二醇，搅拌均匀，加入3.6g无水乙酸钠、1g聚乙二醇，搅拌30min，在200℃下反应10h，得到四氧化三铁纳米粒子；
取0.1g四氧化三铁纳米粒子、6g六水合硝酸锌、30mLN，N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，加入9mg5-硼酸基-1，3-苯二羧酸、80mg对苯二甲酸，搅拌30min，在110℃下反应5h，过滤、洗涤、干燥，得到金属有机骨架结构复合材料；
步骤三：炭黑复合填料的制备：
取2g金属有机骨架结构复合材料、5g改性炭黑、100mL去离子水，超声分散，滴加氢氧化钠溶液，调节pH值为7.0，搅拌1h，得到炭黑复合填料；
金属有机骨架结构复合材料和改性炭黑的质量比为2：5；
步骤四：氰酸酯树脂的制备：
取双酚A型氰酸酯、双酚M型氰酸酯，升温至65℃，加热30min，加入双酚E型氰酸酯，搅拌30min，加入乙酰丙酮锌，搅拌30min，加入炭黑复合填料，搅拌30min，得到氰酸酯树脂；
所述氰酸酯树脂包括以下成分，按照重量份计：50份双酚A型氰酸酯、10份双酚M型氰酸酯、45份双酚E型氰酸酯、3份乙酰丙酮锌、10份炭黑复合填料；
步骤五：一种预浸料的制备：
将氰酸酯树脂涂覆在离型纸上，氰酸酯树脂的厚度为100μm；然后引入水平的磁场，磁场强度为220mT，将碳纤维布T700通过热熔法浸入胶膜，浸渍压力为2MPa，干燥，得到预浸料。
实施例3：一种耐高温氰酸酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：改性炭黑的制备：
取5g炭黑、100mL去离子水，超声分散，加入1g茶多酚，超声分散40min，升温至80℃，搅拌40min，冷却至30℃，离心、洗涤、干燥，得到改性炭黑；
步骤二：金属有机骨架结构复合材料的制备：
取1.4g六水合氯化铁、50mL己二醇，搅拌均匀，加入3.6g无水乙酸钠、1g聚乙二醇，搅拌40min，在200℃下反应12h，得到四氧化三铁纳米粒子；
取0.1g四氧化三铁纳米粒子、6g六水合硝酸锌、30mLN，N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，加入9mg5-硼酸基-1，3-苯二羧酸、80mg对苯二甲酸，搅拌40min，在120℃下反应7h，过滤、洗涤、干燥，得到金属有机骨架结构复合材料；
步骤三：炭黑复合填料的制备：
取2g金属有机骨架结构复合材料、6g改性炭黑、100mL去离子水，超声分散，滴加氢氧化钠溶液，调节pH值为7.5，搅拌2h，得到炭黑复合填料；
金属有机骨架结构复合材料和改性炭黑的质量比为2：6；
步骤四：氰酸酯树脂的制备：
取双酚A型氰酸酯、双酚M型氰酸酯，升温至70℃，加热40min，加入双酚E型氰酸酯，搅拌40min，加入乙酰丙酮锌，搅拌40min，加入炭黑复合填料，搅拌40min，得到氰酸酯树脂；
所述氰酸酯树脂包括以下成分，按照重量份计：55份双酚A型氰酸酯、15份双酚M型氰酸酯、50份双酚E型氰酸酯、4份乙酰丙酮锌、18份炭黑复合填料；
步骤五：一种预浸料的制备：
将氰酸酯树脂涂覆在离型纸上，氰酸酯树脂的厚度为100μm；然后引入水平的磁场，磁场强度为240mT，将碳纤维布T700通过热熔法浸入胶膜，浸渍压力为2MPa，干燥，得到预浸料。
对比例1：不使用茶多酚对炭黑进行改性，其余与实施例1相同：
步骤一：金属有机骨架结构复合材料的制备：
取1.4g六水合氯化铁、50mL己二醇，搅拌均匀，加入3.6g无水乙酸钠、1g聚乙二醇，搅拌35min，在200℃下反应11h，得到四氧化三铁纳米粒子；
取0.1g四氧化三铁纳米粒子、6g六水合硝酸锌、30mLN，N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，加入9mg5-硼酸基-1，3-苯二羧酸、80mg对苯二甲酸，搅拌35min，在115℃下反应6h，过滤、洗涤、干燥，得到金属有机骨架结构复合材料；
步骤二：炭黑复合填料的制备：
取2g金属有机骨架结构复合材料、5.5g炭黑、100mL去离子水，超声分散，滴加氢氧化钠溶液，调节pH值为7.2，搅拌1.5h，得到炭黑复合填料；
金属有机骨架结构复合材料和炭黑的质量比为2：5.5；
步骤三：氰酸酯树脂的制备：
取双酚A型氰酸酯、双酚M型氰酸酯，升温至68℃，加热35min，加入双酚E型氰酸酯，搅拌35min，加入乙酰丙酮锌，搅拌35min，加入炭黑复合填料，搅拌35min，得到氰酸酯树脂；
所述氰酸酯树脂包括以下成分，按照重量份计：52份双酚A型氰酸酯、13份双酚M型氰酸酯、47份双酚E型氰酸酯、3.5份乙酰丙酮锌、12份炭黑复合填料；
步骤四：一种预浸料的制备：
将氰酸酯树脂涂覆在离型纸上，氰酸酯树脂的厚度为100μm；然后引入水平的磁场，磁场强度为230mT，将碳纤维布T700通过热熔法浸入胶膜，浸渍压力为2MPa，干燥，得到预浸料。
对比例2：在制备预浸料时，不引入磁场，其余与实施例1相同：
步骤一：改性炭黑的制备：
取5g炭黑、100mL去离子水，超声分散，加入1g茶多酚，超声分散35min，升温至78℃，搅拌35min，冷却至27℃，离心、洗涤、干燥，得到改性炭黑；
步骤二：金属有机骨架结构复合材料的制备：
取1.4g六水合氯化铁、50mL己二醇，搅拌均匀，加入3.6g无水乙酸钠、1g聚乙二醇，搅拌35min，在200℃下反应11h，得到四氧化三铁纳米粒子；
取0.1g四氧化三铁纳米粒子、6g六水合硝酸锌、30mLN，N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，加入9mg5-硼酸基-1，3-苯二羧酸、80mg对苯二甲酸，搅拌35min，在115℃下反应6h，过滤、洗涤、干燥，得到金属有机骨架结构复合材料；
步骤三：炭黑复合填料的制备：
取2g金属有机骨架结构复合材料、5.5g改性炭黑、100mL去离子水，超声分散，滴加氢氧化钠溶液，调节pH值为7.2，搅拌1.5h，得到炭黑复合填料；
金属有机骨架结构复合材料和改性炭黑的质量比为2：5.5；
步骤四：氰酸酯树脂的制备：
取双酚A型氰酸酯、双酚M型氰酸酯，升温至68℃，加热35min，加入双酚E型氰酸酯，搅拌35min，加入乙酰丙酮锌，搅拌35min，加入炭黑复合填料，搅拌35min，得到氰酸酯树脂；
所述氰酸酯树脂包括以下成分，按照重量份计：52份双酚A型氰酸酯、13份双酚M型氰酸酯、47份双酚E型氰酸酯、3.5份乙酰丙酮锌、12份炭黑复合填料；
步骤五：一种预浸料的制备：
将氰酸酯树脂涂覆在离型纸上，氰酸酯树脂的厚度为100μm；将碳纤维布T700通过热熔法浸入胶膜，浸渍压力为2MPa，干燥，得到预浸料。
对比例3：金属有机骨架结构复合材料和改性炭黑的质量比为1：5.5，其余与实施例1相同：
步骤一：改性炭黑的制备：
取5g炭黑、100mL去离子水，超声分散，加入1g茶多酚，超声分散35min，升温至78℃，搅拌35min，冷却至27℃，离心、洗涤、干燥，得到改性炭黑；
步骤二：金属有机骨架结构复合材料的制备：
取1.4g六水合氯化铁、50mL己二醇，搅拌均匀，加入3.6g无水乙酸钠、1g聚乙二醇，搅拌35min，在200℃下反应11h，得到四氧化三铁纳米粒子；
取0.1g四氧化三铁纳米粒子、6g六水合硝酸锌、30mLN，N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，加入9mg5-硼酸基-1，3-苯二羧酸、80mg对苯二甲酸，搅拌35min，在115℃下反应6h，过滤、洗涤、干燥，得到金属有机骨架结构复合材料；
步骤三：炭黑复合填料的制备：
取1g金属有机骨架结构复合材料、5.5g改性炭黑、100mL去离子水，超声分散，滴加氢氧化钠溶液，调节pH值为7.2，搅拌1.5h，得到炭黑复合填料；
金属有机骨架结构复合材料和改性炭黑的质量比为1：5.5；
步骤四：氰酸酯树脂的制备：
取双酚A型氰酸酯、双酚M型氰酸酯，升温至68℃，加热35min，加入双酚E型氰酸酯，搅拌35min，加入乙酰丙酮锌，搅拌35min，加入炭黑复合填料，搅拌35min，得到氰酸酯树脂；
所述氰酸酯树脂包括以下成分，按照重量份计：52份双酚A型氰酸酯、13份双酚M型氰酸酯、47份双酚E型氰酸酯、3.5份乙酰丙酮锌、12份炭黑复合填料；
步骤五：一种预浸料的制备：
将氰酸酯树脂涂覆在离型纸上，氰酸酯树脂的厚度为100μm；然后引入水平的磁场，磁场强度为230mT，将碳纤维布T700通过热熔法浸入胶膜，浸渍压力为2MPa，干燥，得到预浸料。
实验：
采用实施例1至实施例3、对比例1至对比例3制备的预浸料进行性能测试，采用万能试验机在25℃和高温240℃下进行性能测试，参考GB/T 3354-2014测试拉伸强度，得到的数据如下表所示：
结论：由表上数据对比可知，对比例1不使用茶多酚对炭黑进行改性，此时，炭黑在树脂中的分散性差，预浸料的拉伸强度变低。实施例1至实施例3使用茶多酚对炭黑进行改性，茶多酚中的酚基团具有亲水性，可以与炭黑表面发生相互作用，改善炭黑颗粒之间的相互作用力，从而促进炭黑在树脂中的分散性。同时，改性炭黑上的茶多酚可以和硼酸反应，产生吸附作用，使得改性炭黑与金属有机骨架结构复合材料复合在一起，进一步改善炭黑在树脂中的分散性，增强氰酸酯树脂的机械性能以及耐高温性。对比例2在制备预浸料时不引入磁场，此时炭黑复合填料在碳纤维布上分布得不够均匀，25℃和高温240℃下的拉伸强度均有所下降。对比例3金属有机骨架结构复合材料和改性炭黑的质量比为1：5.5，此时金属有机骨架结构复合材料的添加量变少，预浸料的拉伸强度变差。本发明实施例1至实施例3在25℃下拉伸强度可达到45MPa，在高温240℃下拉伸强度可达到38MPa。本发明在氰酸酯树脂中添加了炭黑，炭黑是一种填料，它的热导率较高，它的添加有助于改善氰酸酯树脂的耐热性；炭黑的机械性能高，因此还可以改善氰酸酯树脂的拉伸强度、硬度和耐磨性。本发明在氰酸酯树脂中添加了金属有机骨架结构复合材料，金属有机骨架结构复合材料的添加提高了氰酸酯树脂的耐热性以及机械性能。本发明同时在金属有机骨架结构复合材料中添加了5-硼酸基-1，3-苯二羧酸，硼酸的添加可以对改性炭黑上的茶多酚起到吸附作用，使得改性炭黑与金属有机骨架结构复合材料复合在一起，进一步改善炭黑在树脂中的分散性，增强氰酸酯树脂的机械性能以及耐高温性。本发明的金属有机骨架结构复合材料中还含有四氧化三铁纳米粒子，四氧化三铁纳米粒子具有磁性，将氰酸酯树脂涂覆在离型纸上，然后引入220-240mT的水平的磁场，可以使得氰酸酯树脂中的炭黑复合填料分布得更加均匀，改善预浸料的机械性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种耐高温氰酸酯树脂，其特征在于：所述耐高温氰酸酯树脂包括以下成分：按照重量份计，50-55份双酚A型氰酸酯、10-15份双酚M型氰酸酯、45-50份双酚E型氰酸酯、3-4份乙酰丙酮锌、5-20份炭黑复合填料。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温氰酸酯树脂，其特征在于：所述氰酸酯树脂的制备方法为，包括以下步骤：
步骤一：取金属有机骨架结构复合材料、改性炭黑、去离子水，超声分散，滴加氢氧化钠溶液，搅拌1-2h，得到炭黑复合填料；
步骤二：取双酚A型氰酸酯、双酚M型氰酸酯，升温至65-70℃，加热30-40min，加入双酚E型氰酸酯，搅拌30-40min，加入乙酰丙酮锌，搅拌30-40min，加入炭黑复合填料，搅拌30-40min，得到氰酸酯树脂。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温氰酸酯树脂，其特征在于：所述金属有机骨架结构复合材料和改性炭黑的质量比为2：(5-6)。
4.根据权利要求2所述的一种耐高温氰酸酯树脂，其特征在于：所述改性炭黑的制备方法为：取炭黑、去离子水，超声分散，加入茶多酚，超声分散30-40min，升温至75-80℃，搅拌30-40min，冷却至25-30℃，离心、洗涤、干燥，得到改性炭黑。
5.根据权利要求4所述的一种耐高温氰酸酯树脂，其特征在于：所述炭黑和茶多酚的质量比为(5-6)：1。
6.根据权利要求2所述的一种耐高温氰酸酯树脂，其特征在于：所述金属有机骨架结构复合材料的制备方法为：取四氧化三铁纳米粒子、六水合硝酸锌、N，N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，加入5-硼酸基-1，3-苯二羧酸、对苯二甲酸，搅拌30-40min，在110-120℃下反应5-7h，过滤、洗涤、干燥，得到金属有机骨架结构复合材料。
7.根据权利要求6所述的一种耐高温氰酸酯树脂，其特征在于：所述四氧化三铁纳米粒子的制备方法为：取六水合氯化铁、己二醇，搅拌均匀，加入无水乙酸钠、聚乙二醇，搅拌30-40min，在200℃下反应10-12h，得到四氧化三铁纳米粒子。
8.一种使用根据权利要求1-7中任意一项所述的耐高温氰酸酯树脂制备的预浸料，其特征在于：所述预浸料的制备方法为：将氰酸酯树脂涂覆在离型纸上，然后引入水平的磁场，然后将碳纤维布通过热熔法浸入胶膜，浸渍压力为2MPa，干燥，得到预浸料。
9.根据权利要求8所述的一种预浸料，其特征在于：所述磁场强度为220-240mT。
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Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1166849A (zh) * | 1994-11-30 | 1997-12-03 | 联合信号公司 | 多官能氰酸酯和环氧共混物 |
| US20050129895A1 (en) * | 2002-05-27 | 2005-06-16 | Ajinomoto Co., Inc. | Adhesive film and prepreg |
| US20120164463A1 (en) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | Guangdong Shengyi Sci.Tech Co., Ltd | Cyanate ester resin composition, and prepreg and laminate made therefrom |
| WO2014190526A1 (zh) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | 广东生益科技股份有限公司 | 氰酸酯树脂组合物及其用途 |
| CN106133894A (zh) * | 2014-04-04 | 2016-11-16 | 京瓷株式会社 | 热固化性树脂组合物、半导体装置及电气电子部件 |
| CN109666156A (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 翁秋梅 | 一种基于杂化动态聚合物组合物的吸能方法 |
| JP2020164724A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 太陽ホールディングス株式会社 | 硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物及び電子部品 |
| CN111902469A (zh) * | 2018-03-20 | 2020-11-06 | 东丽株式会社 | 预浸料坯及纤维增强复合材料 |
| CN114349994A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-04-15 | 长春长光宇航复合材料有限公司 | 一种改性双马来酰亚胺碳纤维预浸料、复合材料及其制备方法 |
| CN115698139A (zh) * | 2020-07-21 | 2023-02-03 | 瓦克化学股份公司 | 可交联有机硅氧烷改性的反应树脂 |
| CN116003687A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-04-25 | 南亚新材料科技股份有限公司 | 马来酰亚胺树脂预聚物及其制备方法、树脂组合物和应用 |
| CN116218148A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-06-06 | 江苏中科科化新材料股份有限公司 | 一种适用于第三代半导体封装用热固性树脂组合物及其制备方法 |
| WO2023222203A1 (de) * | 2022-05-17 | 2023-11-23 | Wacker Chemie Ag | Silphenylenpolymere |
-
2024
- 2024-01-10 CN CN202410034715.2A patent/CN117866432A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1166849A (zh) * | 1994-11-30 | 1997-12-03 | 联合信号公司 | 多官能氰酸酯和环氧共混物 |
| US20050129895A1 (en) * | 2002-05-27 | 2005-06-16 | Ajinomoto Co., Inc. | Adhesive film and prepreg |
| US20120164463A1 (en) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | Guangdong Shengyi Sci.Tech Co., Ltd | Cyanate ester resin composition, and prepreg and laminate made therefrom |
| WO2014190526A1 (zh) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | 广东生益科技股份有限公司 | 氰酸酯树脂组合物及其用途 |
| CN106133894A (zh) * | 2014-04-04 | 2016-11-16 | 京瓷株式会社 | 热固化性树脂组合物、半导体装置及电气电子部件 |
| CN109666156A (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 翁秋梅 | 一种基于杂化动态聚合物组合物的吸能方法 |
| CN111902469A (zh) * | 2018-03-20 | 2020-11-06 | 东丽株式会社 | 预浸料坯及纤维增强复合材料 |
| JP2020164724A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 太陽ホールディングス株式会社 | 硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物及び電子部品 |
| CN115698139A (zh) * | 2020-07-21 | 2023-02-03 | 瓦克化学股份公司 | 可交联有机硅氧烷改性的反应树脂 |
| CN114349994A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-04-15 | 长春长光宇航复合材料有限公司 | 一种改性双马来酰亚胺碳纤维预浸料、复合材料及其制备方法 |
| WO2023222203A1 (de) * | 2022-05-17 | 2023-11-23 | Wacker Chemie Ag | Silphenylenpolymere |
| CN116218148A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-06-06 | 江苏中科科化新材料股份有限公司 | 一种适用于第三代半导体封装用热固性树脂组合物及其制备方法 |
| CN116003687A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-04-25 | 南亚新材料科技股份有限公司 | 马来酰亚胺树脂预聚物及其制备方法、树脂组合物和应用 |
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