[发明专利]一种耐高低温改性氰酸酯结构胶膜及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种耐高低温改性氰酸酯结构胶膜及其制备方法与应用，属于高分子结构胶膜技术领域。为解决现有氰酸酯树脂无法适应极端环境温差和固化温度高的问题，本发明提供了一种耐高低温改性氰酸酯结构胶膜，包括重量份为100份的主体树脂和重量份为10份的促进膏；主体树脂的组分包括改性氰酸酯树脂、改性热塑性树脂和环氧树脂；促进膏的组分包括复配促进剂和环氧树脂。本发明对氰酸酯树脂进行增韧改性提高了其低温韧性，使其具有更大的耐高低温范围和高低温条件下的尺寸稳定性，同时实现了130℃中温固化。本发明制备的耐高低温改性氰酸酯结构胶膜适用于温差较大、对材料要求苛刻的深空探测等航空航天领域以及电子电路领域。

技术领域

本发明属于高分子结构胶膜技术领域，尤其涉及一种耐高低温改性氰酸酯结构胶膜及其制备方法与应用。

背景技术

深空探索的发展对未来新一代先进航天飞行器提出了更高的要求。与传统的航天飞行器运行环境相比，深空探索环境要求更加严苛，某些时候需要经历-200℃～200℃宽温范围内冷热交变，这就要求航天飞行器上使用的结构胶膜在较宽的温差范围内具有尺寸和强度的稳定性。常用的环氧结构胶膜耐温性较差，Tg＜200℃，而且热膨胀系数较大，经过严苛的温度循环后表现出不稳定性，已不能满足新一代先进航天飞行器的使用需求。

氰酸酯树脂因固化后形成独特的三嗪环结构且交联点间通过醚键相连，而具有优异的耐高温稳定性、良好的高、低力学强度、工艺性能和较好的介电性能，具备了可在深空环境稳定应用的潜质。但氰酸酯树脂交联密度较大，单独使用时其固化物的韧性较差，无法满足极端环境下的应用。另外，单纯氰酸酯树脂的固化温度较高，一般需要经过200℃以上后处理才能获得较好的耐温效果。但是过高的加工温度会导致胶接界面中残留较多的内应力，从而降低尺寸精度，影响制件在极端环境下的应用稳定性。因此，现有氰酸酯胶膜还无法在空间极端环境下应用。

发明内容

为解决现有氰酸酯树脂无法适应极端环境温差和固化温度高的问题，本发明提供了一种耐高低温改性氰酸酯结构胶膜及其制备方法与应用。

本发明的技术方案：

一种耐高低温改性氰酸酯结构胶膜，包括重量份为80～100份的主体树脂和重量份为5～10份的促进膏；所述主体树脂的组分包括重量比为60～80:20～30:5～20的改性氰酸酯树脂、改性热塑性树脂和环氧树脂；所述促进膏的组分包括重量比为0.5～5:5的复配促进剂和环氧树脂。

进一步的，所述改性氰酸酯树脂的组分包括重量比为60～90:10～40的多官能氰酸酯和单官能型氰酸酯。

进一步的，所述多官能氰酸酯为双酚A型氰酸酯树脂、双酚E型氰酸酯树脂、双酚F型氰酸酯树脂、环戊二烯氰酸酯或酚醛型氰酸酯中的一种或几种的组合；所述单官能氰酸酯为壬基酚氰酸酯或萘酚氰酸酯中的一种或两种的组合。

进一步的，所述壬基酚氰酸酯的制备方法为：将等摩尔比的壬基酚与溴化氰溶于丙酮溶液中，将反应体系降温至-15±2℃，开始向反应体系中滴加与溴化氰等摩尔数的三乙胺，控制滴加速率，在120min内滴加完毕，滴加过程维持体系温度在-10±2℃，待三乙胺滴加完毕后，继续搅拌2h使反应完全，对产物提纯得到壬基酚氰酸酯液体；

所述萘酚氰酸酯的制备方法为：将等摩尔比的萘酚与溴化氰溶于丙酮溶液中，将反应体系降温至-15±2℃，开始向反应体系中滴加与溴化氰等摩尔数的三乙胺，控制滴加速率，在120min内滴加完毕，滴加过程维持体系温度在-10±2℃，待三乙胺滴加完毕后，继续搅拌2h使反应完全，对产物提纯得到萘酚氰酸酯液体。

进一步的，所述改性热塑性树脂的组分包括重量比为50～90:10～50的聚砜和聚芳醚砜。

进一步的，所述环氧树脂均为E-51环氧树脂或DER354环氧树脂中的一种或两种的组合。

进一步的，所述复配促进剂组分包括等重量比的活泼氢类促进剂和过渡金属促进剂。