[发明专利]一种协同增韧的改性氰酸酯树脂及制备方法

说明书

本发明提出一种协同增韧的改性氰酸酯树脂及制备方法，由氰酸酯树脂、催化剂、热塑性树脂A和热塑性树脂B组成。本发明采用热塑性树脂A和热塑性树脂B对氰酸酯树脂进行协同增韧改性，利用反应性低分子量热塑性树脂的反应性官能团与氰酸酯官能团反应延长分子链，在破坏氰酸酯树脂规整性，提高氰酸酯树脂韧性的同时不降低其耐热性和介电性能；利用非反应性高分子量热塑性树脂的低介电性和高耐热性，在氰酸酯树脂固化物中形成弥散相或连续相提高氰酸酯树脂的介电性能和韧性。

技术领域

本发明涉及一种协同增韧的改性氰酸酯树脂及制备方法，特别是涉及适用于热熔法预浸料的高韧性改性氰酸酯树脂及制备方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

氰酸酯树脂是近年来发展起来并获得广泛应用的新型树脂，它具有优异的力学性能、低的介电常数、低的介电损耗角正切值、高的玻璃化温度、低热膨胀系数和低的吸水率。已广泛应用于多层印刷线路版、光电装置的高速基材、雷达天线罩、高增益天线、隐形航空器、结构复合材料和胶粘剂等诸多领域。

未经改性的氰酸酯树脂室温下为结晶固体或者预聚物溶液，工艺性差，固化产物脆性大。目前对氰酸酯树脂改性的途径主要有热固性树脂的共聚改性和热塑性树脂的共混改性。共聚改性一般采用环氧树脂，环氧树脂与氰酸酯树脂共聚破坏氰酸酯树脂分子结构的规整性，降低其结晶性，提高树脂韧性。但由于环氧树脂本身的脆性较大，其增韧效果比较有限，且环氧树脂自身耐热性比氰酸酯树脂低，环氧树脂分子结构通过共聚嵌入氰酸酯树脂分子结构中后，会降低氰酸酯树脂的耐热性。此外，采用环氧树脂改性后的氰酸酯树脂反应活性高，对热敏感，在热催化下易发生聚合反应，黏度变化大，不适用热熔法制备预浸料或者导致预浸料的适用期短，缺乏实用性。采用溶剂法制备预浸料，工艺落后，生产成本高、环境污染严重和生产效率低。

热塑性树脂共混改性氰酸酯树脂主要是利用氰酸酯树脂在固化过程中热塑性树脂出现相分离和相反转，热塑性树脂在固化物中形成海岛状的离散相或者连续相，阻碍裂纹开展，提高韧性，该方法所使用的热塑性树脂为了不降低体系的耐热性，分子量一般较高，几乎不含反应性官能团或者反应性官能团浓度极低，只有添加量较大，才能有比较好的增韧效果，但大量添加热塑性树脂后，树脂粘度急剧增大，工艺性明显变差，甚至缺乏实用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种增韧效果好、耐热性性能优异、工艺性好且适用于热熔法预浸料的改性氰酸酯树脂及制备方法。

本发明的技术解决方案：一种协同增韧的改性氰酸酯树脂，由氰酸酯树脂、催化剂、热塑性树脂A和热塑性树脂B组成，各组份质量份数如下,

其中所述的热塑性树脂A为反应性低分子量热塑性树脂，分子量不高于10000g/mol，含有能与氰酸酯官能团反应的末端基团，具有刚性分子结构骨架；所述的热塑性树脂B为非反应性高分子量热塑性树脂，分子量不小于30000g/mol，具有不低于200℃的玻璃化转变温度，不能含有能与氰酸酯官能团反应的末端基团。

相同条件下，随着热塑性树脂A用量增加，改性氰酸酯树脂的耐热性能降低，拉伸强度和模量略有下降，断裂伸长率和冲击韧性提高。随着热塑性树脂B用量增加，改性氰酸酯树脂的耐热性能基本不发生变化，拉伸强度、模量、断裂伸长率和冲击韧性提高。

本发明对氰酸酯树脂的化学结构和室温状态无特殊要求，但是由于有些氰酸酯树脂以溶液形式供应，大量溶剂将会影响后续热熔法预浸料或者胶膜的制备工艺，因此要求其溶剂含量低于5％。