改性氰酸酯及其制备方法技术

本发明专利技术提供了改性氰酸酯及其制备方法，制备方法包括：将氰酸酯和三乙胺加热至熔融，然后将八环氧基笼型倍半硅氧烷加入到氰酸酯与三乙胺的熔融体系中，搅拌均匀，分散，抽真空，得到混合物；将混合物浇铸到模具中，固化，脱模，加热，得到改性氰酸酯。本发明专利技术通过利用八环氧基笼型倍半硅氧烷对氰酸酯进行改性，在保持氰酸酯优异的介电性能的情况下，实现了对氰酸酯的增韧改性。

Modified cyanate ester and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
改性氰酸酯及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，更具体地，涉及改性氰酸酯及其制备方法。
技术介绍
氰酸酯(CE)是一类新型高性能树脂，其相对介电常数最小可达2.5、介电损耗值为3.0×10-3～8.0×10-3，具有良好的介电性能，但是，氰酸酯的韧性及强度较差，容易发生脆性断裂，为满足使用要求，必须对其进行增韧改性。现有氰酸酯增韧改性方案大多通过添加热固性环氧树脂实现对氰酸酯的增韧改性。但这种方案当环氧树脂添加量低时对韧性提高不大，且由于氰酸酯树脂的介电常数和介电损角正切同时提高，使氰酸酯优异的介电性能降低，而当环氧树脂含量较高时，氰酸酯介电性能降低得更多。因此，如何改善氰酸酯的韧性但又不影响氰酸酯的介电性能一直是业界亟需改进的方向。
技术实现思路
本专利技术提供了一种改性氰酸酯及其制备方法，在保持氰酸酯优异的介电性能的情况下，提高了氰酸酯的力学性能。本专利技术提供了一种制备改性氰酸酯的方法，包括：将氰酸酯和三乙胺加热至熔融，然后将八环氧基笼型倍半硅氧烷加入到所述氰酸酯与所述三乙胺的熔融体系中，搅拌均匀，分散，抽真空，得到混合物；将所述混合物浇铸到模具中，固化，脱模，加热，得到所述改性氰酸酯。在上述方法中，所述氰酸酯和所述八环氧基笼型倍半硅氧烷的重量比为2:98～6:94。在上述方法中，所述三乙胺的重量为所述氰酸酯的重量的1％～10％。在上述方法中，所述抽真空包括在干燥箱中抽真空。在上述方法中，将所述混合物浇铸到所述模具中包括将所述混合物浇铸到140℃～160℃的所述模具中。在上述方法中，所述加热的温度为240℃～260℃。在上述方法中，所述加热的时间为3～5h。在上述方法中，所述固化包括阶梯升温固化。在上述方法中，所述阶梯升温固化包括先在150℃下固化2h，之后在175℃下固化2h，最后在200℃下固化2h。本专利技术还提供了通过上述方法制备的改性氰酸酯。本专利技术通过利用八环氧基笼型倍半硅氧烷对氰酸酯进行改性，在保持氰酸酯优异的介电性能的情况下，实现了对氰酸酯的增韧改性。附图说明图1示出了改性氰酸酯的制备工艺的示例性流程。具体实施方式本专利技术利用八环氧基笼型倍半硅氧烷(POSS)对氰酸酯进行增韧改性。八环氧基笼型倍半硅氧烷相对氰酸酯的含量直接影响混合树脂的力学性能与介电性能，八环氧基笼型倍半硅氧烷具有有机-无机结构的特殊材料和纳米材料的共同优越性，如微小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观隧道效应。纯的八环氧基笼型倍半硅氧烷具有较低的介电常数，八环氧基笼型倍半硅氧烷笼型或半笼型结构可以大大增加树脂的弹性模量和强度，八环氧基笼型倍半硅氧烷含量低时，其以分子级分散在树脂中，与树脂聚合后，也有可能产生新的空隙，能够有效的降低聚合物的介电常数，提高力学性能；八环氧基笼型倍半硅氧烷过量时，部分八环氧基笼型倍半硅氧烷以自聚和结晶形态存在于树脂中，树脂介电性能必然下降，相分离存在的情况下，两相间没有很强的作用力相结合，导致树脂体系的韧性性能下降。因此，良好地控制用于改性的树脂的量是重要的。下面结合参照图1描述氰酸酯的改性方法。除非另有说明，本专利技术的份数为重量份。将一定量含有三乙胺的CE加热至熔融(例如，150℃)，然后将八环氧基笼型倍半硅氧烷加入到氰酸酯与三乙胺的熔融体系中，其中，八环氧基笼型倍半硅氧烷与氰酸酯的重量比为2:98～6:94，三乙胺的重量为氰酸酯的重量的1％～10％，搅拌均匀，超声分散后在干燥箱中抽真空，之后将混合体浇铸到140℃～160℃的模具中，放入烘箱后按照150℃/2h→175℃/2h→200℃/2h加热工艺阶梯升温加热固化，脱模后240℃～260℃恒温加热3～5h得到改性氰酸酯。在本专利技术中，三乙胺起到分散剂和催化剂的作用，使得在三乙胺的环境下八环氧基笼型倍半硅氧烷对氰酸酯进行改性。阶梯升温加热固化可以有助于材料的均匀稳定，防止一些温度剧变带来的内部缺陷。下面结合具体的实施例进行说明，以更好地理解本专利技术。实施例1将含有三乙胺的CE加热至150℃熔融，然后将八环氧基笼型倍半硅氧烷加入到氰酸酯与三乙胺的熔融体系中，其中，八环氧基笼型倍半硅氧烷与氰酸酯的重量比为2:98，三乙胺的重量为氰酸酯的重量的1％，搅拌均匀，超声分散后在干燥箱中抽真空，之后将它们的混合物浇铸到150℃的模具中，放入烘箱后按照150℃/2h→175℃/2h→200℃/2h加热工艺阶梯升温加热固化，脱模后250℃恒温加热4h得到改性氰酸酯。实施例2将含有三乙胺的CE加热至150℃熔融，然后将八环氧基笼型倍半硅氧烷加入到氰酸酯与三乙胺的熔融体系中，其中，八环氧基笼型倍半硅氧烷与氰酸酯的重量比为4:96，三乙胺的重量为氰酸酯的重量的3％，搅拌均匀，超声分散后在干燥箱中抽真空，之后将它们的混合物浇铸到140℃的模具中，放入烘箱后按照150℃/2h→175℃/2h→200℃/2h加热工艺阶梯升温加热固化，脱模后240℃恒温加热5h得到改性氰酸酯。实施例3将含有三乙胺的CE加热至150℃熔融，然后将八环氧基笼型倍半硅氧烷加入到氰酸酯与三乙胺的熔融体系中，其中，八环氧基笼型倍半硅氧烷与氰酸酯的重量比为3:97，三乙胺的重量为氰酸酯的重量的5％，搅拌均匀，超声分散后在干燥箱中抽真空，之后将它们的混合物浇铸到160℃的模具中，放入烘箱后按照150℃/2h→175℃/2h→200℃/2h加热工艺阶梯升温加热固化，脱模后260℃恒温加热3h得到改性氰酸酯。实施例4将含有三乙胺的CE加热至150℃熔融，然后将八环氧基笼型倍半硅氧烷加入到氰酸酯与三乙胺的熔融体系中，其中，八环氧基笼型倍半硅氧烷与氰酸酯的重量比为2:98，三乙胺的重量为氰酸酯的重量的7％，搅拌均匀，超声分散后在干燥箱中抽真空，之后将它们的混合物浇铸到160℃的模具中，放入烘箱后按照150℃/2h→175℃/2h→200℃/2h加热工艺阶梯升温加热固化，脱模后260℃恒温加热4h得到改性氰酸酯。实施例5将含有三乙胺的CE加热至150℃熔融，然后将八环氧基笼型倍半硅氧烷加入到氰酸酯与三乙胺的熔融体系中，其中，八环氧基笼型倍半硅氧烷与氰酸酯的重量比为4:96，三乙胺的重量为氰酸酯的重量的9％，搅拌均匀，超声分散后在干燥箱中抽真空，之后将它们的混合物浇铸到140℃的模具中，放入烘箱后按照150℃/2h→175℃/2h→200℃/2h加热工艺阶梯升温加热固化，脱模后250℃恒温加热5h得到改性氰酸酯。实施例6将含有三乙胺的CE加热至150℃熔融，然后将八环氧基笼型倍半硅氧烷加入到氰酸酯与三乙胺的熔融体系中，其中，八环氧基笼型倍半硅氧烷与氰酸酯的重量比为3:97，三乙胺的重量为氰酸酯的重量的10％，搅拌均匀，超声分散后在干燥箱中抽真空，之后将它们的混合物浇铸到160℃的模具中，放入烘箱后按照150℃/2h→175℃/2h→200℃/2h加热工艺阶梯升温加热固化，脱模后240℃恒温加热3h得到改性氰酸酯。之后，对实施例1～6中的改性氰酸酯的弯曲强度、冲击强度、介电常数和介电损耗角正切进行测量。测试方法如下：弯曲强度：采用三点弯曲法测量改性氰酸酯的弯曲强度，并按GB/T2567-2010《树脂浇铸体测试方法总则》进行。将按相应固化工艺固化后的试样进行切割，获取标准试样(宽b×厚h)，试样置于跨距L的支座上，加载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备改性氰酸酯的方法，其特征在于，所述方法包括：将氰酸酯和三乙胺加热至熔融，然后将八环氧基笼型倍半硅氧烷加入到所述氰酸酯与所述三乙胺的熔融体系中，搅拌均匀，分散，抽真空，得到混合物；将所述混合物浇铸到模具中，固化，脱模，加热，得到所述改性氰酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种制备改性氰酸酯的方法，其特征在于，所述方法包括：将氰酸酯和三乙胺加热至熔融，然后将八环氧基笼型倍半硅氧烷加入到所述氰酸酯与所述三乙胺的熔融体系中，搅拌均匀，分散，抽真空，得到混合物；将所述混合物浇铸到模具中，固化，脱模，加热，得到所述改性氰酸酯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氰酸酯和所述八环氧基笼型倍半硅氧烷的重量比为2:98～6:94。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三乙胺的重量为所述氰酸酯的重量的1％～10％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抽真空包括在干燥箱中抽真空。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：洛阳尖端技术研究院，洛阳尖端装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41