[发明专利]一种高韧性、250℃长期使用改性氰酸酯结构胶膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及增韧改性氰酸酯胶膜及其制备方法。

背景技术

在现代技术中，氰酸酯树脂具有良好的耐热性、介电性能、力学性能和工艺性能等，它与环氧树脂、双马来酰亚胺树脂同属于高性能的树脂基体材料，可以应用到结构材料、透波材料、粘接材料、介电功能材料等应用于航空航天领域、电子信息领域等。例如在高性能雷达天线罩蜂芯夹层结构粘接、集成电路线路板耐和敷铜线路板制造等方面对使用材料提出了更高需求。

在航空、航天领域，结构件粘接多采用蜂窝夹层结构的形式，蒙皮与蜂芯粘接多采用胶膜，胶膜性能的高低直接影响粘接结构性能的好坏。随着现代高性能、耐高温透波结构件对战接材料性能要求的提高，一般的酚醛树脂类胶黏剂体系与改性环氧树脂体系已经不能完全满足粘接要求。基于氰酸酯树脂和一些耐高温杂环聚合物其自身结构的特点，其作为胶膜的主体树脂可以满足航空、航天领域高性能结构件的粘接的苛刻要求。

现有的一般环氧树脂类耐高温结构胶膜制备方法制备得到的胶膜存在的耐高温性不够（上限温度一般在200～250℃），且不能长期应用于250℃环境，介电损耗相对较大的技术问题；而一般改性酚醛树脂或杂环树脂类耐高温胶膜制备方法制备得到的胶膜存在固化工艺复杂，固化过程中有小分子放出，固化物收缩率较大，一般韧性价差，滚筒剥离强度低的技术问题。因此现有的改性氰酸酯胶膜存在高韧性和耐高温性不能兼具的技术问题。

发明内容

本发明要解决现有的环氧树脂类耐高温胶膜制备方法制备得到的胶膜存在耐高温性不够（上限温度一般在200～250℃），介电损耗相对较大，而改性酚醛树脂或杂环树脂类耐高温胶膜制备方法制备得到的胶膜存在固化工艺复杂且苛刻，固化过程中有小分子放出，固化物收缩率较大的技术问题，而提供一种高韧性、250℃长期使用改性氰酸酯结构胶膜及其制备方法。

一种高韧性、250℃长期使用改性氰酸酯结构胶膜按重量份数由60份～100份的氰酸酯树脂、5份～20份的环氧树脂、1份～40份化学修饰的增韧树脂和1份～5份促进剂制备而成；其中，化学修饰的增韧树脂由增韧树脂、二甲基亚砜、甲烷磺酸和硼氢化钠制备而成。

一种高韧性、250℃长期使用改性氰酸酯结构胶膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

一、按重量份数称取10份～100份增韧树脂、50份～1000份的二甲基亚砜、0.05份～0.1份的甲烷磺酸和10份～50份的硼氢化钠，其中，二甲基亚砜分为A组和B组，A组二甲基亚砜与增韧树脂的重量比为（25～500）∶（5～50），B组二甲基亚砜与硼氢化钠的重量比为（25～500）∶（5～25）；

二、将步骤一称取的增韧树脂与A组二甲基亚砜混合，得到混合溶液A，硼氢化钠与B组二甲基亚砜混合，得到混合溶液B，控制混合溶液A的温度为120℃～150℃，将混合溶液B加入到混合溶液A中，然后在氮气保护下，控制搅拌速率为1000r/min～3000r/min，保持1h～5h，再降低体系温度至100℃～130℃，反应1h～3h，在反应过程中分4次加入步骤一称取的甲基磺酸，然后除去有机溶剂、除杂质，再真空干燥2h～3h，得到化学修饰的增韧树脂；

三、按重量份数称取60份～100份的氰酸酯树脂、5份～20份的环氧树脂、1份～40份步骤一制得的化学修饰的增韧树脂和1份～5份的促进剂；

四、将步骤三称取的氰酸酯树脂、环氧树脂和化学修饰的增韧树脂混合，控制搅拌速率为1000r/min～3000r/min，在温度为100℃～170℃条件下恒温1h～10h，得到主体树脂；

五、将步骤三称取的促进剂加入步骤四得到的主体树脂中，在温度为70℃～100℃条件下，机械混合均匀，得到胶料；

六、将步骤五得到的胶料在温度为20℃～80℃条件下压制成膜，得到一种高韧性、250℃长期使用改性氰酸酯结构胶膜。

本发明所用的不同结构聚芳醚酮类热塑性树脂增韧改性氰酸酯树脂，提出了新的增韧方法，将聚芳醚酮树脂经过化学修饰，形成多羟基结构，与氰酸酯树脂热混合预反应，与氰酸酯树脂主体形成有效键合，相比于一般聚芳醚酮类热塑性树脂热熔融混合增韧氰酸酯树脂的方法得到的改性氰酸酯胶膜，其韧性和强度明显提高，尤其是高温下的结构粘接强度稳定性提高。