本发明专利技术涉及一种新型结构的烷基二苯醚型氰酸酯树脂及其制备方法和应用，具体制备方法为以羟苯基烷基二苯醚树脂及卤化氰为原料，以三乙胺为催化剂制得。所制备的氰酸酯树脂在适当催化剂及热的作用下，可于较低温度发生固化反应。经过后处理过程的材料的固化度可达９０％以上，材料具有优良的介电性能、耐湿热性能、热性能和机械性能等，可用于航空航天飞行器、卫星、雷达天线罩和高性能印刷线路板等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机高分子材料合成领域，具体涉及一种烷基二苯醚型氰酸酯 树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
氰酸酯树脂因其优良的耐热性、介电性、耐湿性及较小的热膨胀系数(CTE)， 在透波复合材料及高性能结构材料中得到了广泛的应用。氰酸酯树脂可单独固 化，或在催化剂作用下于较低的温度下固化，固化后形成具有三嗪环结构的交 联网状结构，热稳定性能要远远好于现如今被广泛使用的环氧树脂。如氰酸酯 中最常见的双酚A型氰酸酯树脂，其失重95^时的温度为430。C，玻璃化转变温 度为29(TC。但此种树脂最大的缺点是特别脆，限制了其应用范围。为解决这些问题，我们对氰酸酯的分子结构进行了设计。氰酸酯树脂的热 稳定性能和机械性能均受到化学结构中脂肪族的影响，因此本专利技术的目的是于 氰酸酯树脂的主链结构单元中引入热稳定性能较好的苯环结构，同时分子中引 入醚键，具有一定的柔韧性，可提高材料的韧性。
技术实现思路
本专利技术的主要内容有首先，提供一种新型结构的氰酸酯树脂一烷基二甲 苯型氰酸酯树脂的制备方法；其次，涉及此新型结构的氰酸酯树脂一烷基二苯 醚型氰酸酯树脂的固化工艺；最后，对固化后的树脂的性能作以描述。本专利技术所涉及的树脂结构新颖，填补了现有氰酸酯树脂品种的空白；产品 制备原料易得、成本低廉；具有良好的耐湿热性能、热性能和机械性能。可广泛应用于航空航天飞行器、卫星、高性能印刷线路板等领域。 本专利技术的实现方法如下-一种新型结构的氰酸酯树脂一烷基二苯醚型氰酸酯树脂，其特征在于产 品的结构如(1)式所示(1)此新型结构氰酸酯树脂一垸基二苯醚型氰酸酯树脂的制备方法，其包括 如下步骤-A:利用苯酚，在路易斯酸催化剂存在下，与中国专利申请公开公告号CN101186564A中涉及的方法合成的甲氧基烷基二苯醚低聚物，通过缩合反应制 得羟苯基垸基二苯醚树脂。B:以卤化氰、羟苯基垸基二苯醚树脂为原料，以三乙胺为催化剂，按照 美国专利(U. S. Pat. Nos. 3403128; 5312887; 4028393; 4330658等)中描 述的方法，合成烷基二苯醚型氰酸酯树脂。 所述步骤A具体流程是-Al:将熔融的苯酚、甲氧基烷基二苯醚低聚物加入反应釜内，后加入路易 斯酸催化剂，搅拌均匀，此时体系内颜色由透明的黄色变为棕红色缓慢将体系 升温并搅拌，待体系内温度升至7(TC后，停止加热和搅拌，之后体系自动升温 至120 。C;A2:再加入路易斯酸催化剂，待温度自动降至11(TC时保温，收集馏份，1 小时后收集完毕，停止加热；A3:当体系温度降至90'C后，向体系内加入碱性水溶液如氢氧化钠水溶液，使体系PH值为中性，并在9(TC下保温搅拌1 2小时；A4:然后用热水反复洗涤多次，除去过量苯酚及盐；A5:最后经减压蒸馏除去体系内残留的苯酚，收集烧瓶内剩余物，即为羟 苯基烷基二苯醚树脂。所述步骤B的具体流程是Bl:在室温下将羟苯基烷基二苯醚树脂、三乙胺溶于有机溶剂中，并充分 搅拌，混合均匀，其中各组份的投料比如下羟苯基烷基二苯醚树脂(当量) 1三乙胺(当量) 1.2 1.5有机溶剂(ml): 800 1000B2:将另外反应釜中的有机溶剂冷却至一10^^ — 15°C，后加入卤化氰，其中有机溶剂和卤化氰的投料比如下有机溶剂(ml): 1200 1500卤化氰(当量) 1. 1 2B3:维持步骤B2中体系温度为一10 一15°C，将步骤B1中混合均匀的组 份滴加到步骤B2的体系中，滴加完毕后，在一10 一15-C下搅拌2 4小时， 反应结束。B4:反应结束后，将所得产物经过水洗一碱洗一酸洗一水洗的过程，洗至 中性，之后利用减压蒸馏法，除去溶剂；收集所得物，即目标产物。上述所用到的有机溶剂为甲苯、二氯甲烷、二氯乙垸、丙酮、丁酮、异丙 酮中的单一溶剂或混合溶剂，优选甲苯或二氯甲垸。所述的烷基二苯醚型氰酸酯树脂，在室温下为粘性棕色液体；固含量为90% 97%;利用旋转粘度计(同济大学机电厂，NDJ -79型旋转式粘度计)测 得80。C下粘度为500 1000cp;固化度为90%以上的树脂体系，其介电常数e 的范围是2.9< e《3. 1，介电损耗正切值tan5的范围是1. 28X 1(T〈tan S《 9. 48X 10 3，沸水煮48小时后的吸湿率范围为0. 5% 0. 8% 。 本专利技术具有如下优点-1、 本专利技术涉及的烷基二苯醚型氰酸酯树脂，利用羟苯基垸基二苯醚树脂 及卤化氰为原料，以三乙胺为催化剂制得。制备工艺简单，原料成本低廉易得， 而且对有机化工原料进行了深加工利用。2、 本专利技术方法中所用到的原料，轻苯基烷基二苯醚树脂为自行合成，具 体方法为利用苯酚和甲氧基烷基二苯醚低聚物(自行合成，见公开公告号 CN101186564A)为原料，以路易斯酸为催化剂而制得。羟苯基烷基二苯醚树脂 具有低吸湿性、耐氧化、耐高温等特征，于9(TC下的使用时间达2万小时，可 作A级绝缘材料使用。3、 所制备的烷基二苯醚型氰酸酯树脂具有优良的耐湿热性能、热性能和 机械性能等特征。具体实施例方式下面通过实施例是对本专利技术作进一步说明，其目的在于更好地理解本专利技术 的内容，并不是对本专利技术的限制。实施例一5000ml三口瓶中装有恒压漏斗，机械搅拌和冷凝装置。先将1000g苯酚和 900g甲氧基二苯醚低聚物投入到三口瓶中。熔融，搅拌均匀，体系呈透明的黄 色。先在体系中加入对甲苯磺酸催化剂5g，搅拌后体系颜色变为棕红色。体系加热至7or后，停止加热。此时由于放热反应，体系内温度会自动上升。当温度升至9(TC时，体系内有气泡出现。体系自发性升温最高至12(TC左右，之后 会逐渐降温，此时再向体系内加入对甲苯磺酸5g。待体系温度自动降至11(TC 时并保温，收集馏份。l小时后收集完毕，停止加热。当体系温度降至9(TC后， 向体系内加入NaOH水溶液至体系呈中性，并在此温度下保温搅拌1小时。热 水反复洗涤多次除去过量苯酚及盐。最后经减压蒸馏除去残留苯酚。收集烧瓶 内红棕色固体，即为羟苯基烷基二苯醚树脂，1100g。如(2)式所示。<formula>formula see original document page 9</formula> (2)其中，n=0， 1。用KBr压片法测定产物的红外光谱，在3509. 7cm—i处出现强羟基吸收峰。将羟苯基烷基二苯醚树脂1100g、三乙胺514g溶于3000ml的甲苯中，搅 拌均匀，待用。将356g ClCN溶于5000ml的甲苯中，溶解过程在10L的反应 釜中进行，并将体系冷却至一15t^^ — IO'C。之后将溶有羟苯基烷基二甲苯树 脂和三乙胺的甲苯溶液滴加至反应釜中，并搅拌。维持体系温度不变，滴加4hr。 滴加完毕，在此温度范围内搅拌，反应2hr。反应完毕，用2800ml水洗，后经过5%的NaHC03水溶液6000ml、 3%的 H2S04水溶液4000ml的洗涤过程后，再用清水反复洗涤4 6次，至体系呈中性。减压蒸馏，除去水份和溶剂，收集产物，即为烷基二苯醚型氰酸酯树脂， 结构式如(1)所示。用涂膜法测定产物的红外光谱，结果显示烷基二苯醚型氰酸酯树脂在(2270—2235) cnf'处出现C三N基吸收峰；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种烷基二苯醚型氰酸酯树脂，其特征在于，所述烷基二苯醚型氰酸酯树脂的结构式如（１）式所示： ＊＊＊ （１） 其中，ｎ＝０或１。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王家樑，焦扬声，张中云，王帆，余若冰，朱亚平，高国荣，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。