一种无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系及其制备方法和应用，该氰酸酯树脂体系由原料氰酸酯树脂、改性剂和催化剂制得，所述氰酸酯树脂选自双酚A型氰酸酯、双环戊二烯双酚型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯中的一种或多种。本发明专利技术通过将氰酸酯树脂与特定改性剂混合，并加入催化剂，得到无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系，可直接用于缠绕工艺，简化了工艺步骤，该无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系可用于制备缠绕工艺复合材料结构件，可与纤维增强材料制得具有良好的导热性能的氰酸酯树脂基复合材料。

【技术实现步骤摘要】
一种无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系及其制备方法和应用
本专利技术属于氰酸酯树脂
，具体涉及一种无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系及其制备方法和应用。
技术介绍
氰酸酯树脂是二十世纪六十年代开发的一种分子结构中含有两个或两个以上氰酸酯官能团的热固性树脂，合成工艺简单，原材料便宜，是电子电器和微波通讯科技领域中重要的基础材料，可作为电子材料和绝缘材料；由于具有良好的热稳定性和耐湿热性，极低的线膨胀系数等优点，氰酸酯树脂成为生产高频、高性能、优质电子印制电路板的极佳的基体材料；还是很好的芯片封装材料，同时也在航空航天领域具有较大的应用前景。氰酸酯树脂中以双酚A型氰酸酯树脂较为常用，但双酚A氰酸酯树脂分子中三嗪环结构高度对称，结晶度高，其树脂固化物的脆性较大，制得的复合材料预浸料的铺覆性差，单体聚合后交联密度大，常温下一般为固化或半固化状态，特别是应用于高效率的缠绕工艺时，需要加入溶剂如丙酮或丁酮稀释后使用，溶剂的存在一方面造成施工环境的污染，另一方面给后续制备的复合材料的性能带来了较大的影响。因此，研究应用于缠绕工艺的无溶剂的氰酸酯树脂体系具有重要的意义。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术提供一种无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系及其制备方法和应用，该无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系由原料氰酸酯树脂、改性剂和催化剂制得，氰酸酯树脂为双酚型氰酸酯树脂，优选选自双酚A型氰酸酯、双环戊二烯双酚型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯中的一种或多种。本专利技术通过将氰酸酯树脂与特定改性剂混合，并加入催化剂，得到无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系，可直接用于缠绕工艺，简化了工艺步骤，该无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系可用于制备缠绕工艺复合材料结构件，可与纤维增强材料制得具有良好的导热性能的氰酸酯树脂基复合材料，从而完成本专利技术。本专利技术的目的一方面在于提供一种无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系，所述氰酸酯树脂体系由原料氰酸酯树脂、改性剂和催化剂制得，所述氰酸酯树脂为双酚型氰酸酯树脂，优选选自双酚A型氰酸酯、双环戊二烯双酚型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯中的一种或多种。所述氰酸酯树脂体系包括以下重量配比的原料：氰酸酯树脂30～80重量份，优选为40～70重量份；改性剂20～70重量份，优选为30～60重量份；催化剂0.5～10重量份，优选为1～8重量份。所述氰酸酯树脂与改性剂的重量比为1～2，优选为1.1～1.8。所述氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯树脂，所述双酚A型氰酸酯树脂的聚合度为200～400，优选为300，和/或所述改性剂包括双酚E型氰酸酯树脂。所述催化剂包括金属离子催化剂，所述金属离子催化剂选自辛酸金属盐、乙酰丙酮金属盐、二月桂酸二丁基金属盐的一种或几种；优选地，所述催化剂还包括低聚倍半硅氧烷，优选为含金属的双塔型低聚倍半硅氧烷，更优选为茂金属双塔型低聚倍半硅氧烷。金属离子催化剂的质量与氰酸酯树脂和改性剂的质量之和的比为(1～10)：100，优选为(2～8)：100。本专利技术另一方面提供一种无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系的制备方法，所述方法包括：步骤1、将氰酸酯树脂与改性剂混合，得到混合物；步骤2、向所述混合物中加入催化剂，得到无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系。步骤1中，所述将氰酸酯树脂与改性剂混合包括：对氰酸酯树脂加热，与改性剂混合，优选采用搅拌的方式混合，所述加热的温度为50～80℃，加热的时间为20～80min；所述搅拌速度为2000～4000r/min；搅拌时间为10～60min。步骤2中，所述催化剂分多次添加至所述混合物中，任选加入无机填料，优选为碳纳米管，混合均匀，得到无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系。本专利技术还提供一种无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系的应用，优选用于制备缠绕工艺复合材料结构件。本专利技术所具有的有益效果为：(1)本专利技术采用特定氰酸酯树脂作为改性剂，与双酚A型氰酸酯树脂制备氰酸酯树脂体系，该氰酸酯树脂体系的玻璃化转变温度高、常温粘度低，例如玻璃化转变温度高于220℃，优选高于230℃，甚至达到248℃；布氏粘度低于600mPa·s，优选为400～550mPa·s范围内，所得固化产物的力学性能良好，拉伸强度和拉伸模量均较高，例如拉伸强度大于60MPa，拉伸模量大于3.3GPa；该氰酸酯树脂体系可直接用于缠绕工艺，且使用温度与现有的用于缠绕的树脂体系的使用温度相当；(2)本专利技术的所得的氰酸酯树脂体系无需添加溶剂即可进行缠绕工艺，制备复合材料，简化了工艺，同时不添加溶剂更加绿色环保，且避免溶剂的存在对所得复合材料的性能的影响；(3)本专利技术的氰酸酯树脂体系及氰酸酯树脂基复合材料的制备工艺简单，无需除溶剂等工艺，绿色无污染，适于工业大规模化生产；(4)根据本专利技术所得氰酸酯树脂体系制备的纤维增强复合材料具有优异的综合力学性能，且施工过程中无溶剂，不会造成环境污染。具体实施方式下面通过优选实施方式对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。根据本专利技术，提供一种无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系，所述氰酸酯树脂体系包括氰酸酯树脂、改性剂和催化剂。根据本专利技术一种优选的实施方式，氰酸酯树脂体系中，按照重量份计，包括：氰酸酯树脂30～80重量份，优选为40～70重量份，更优选为50～60重量份；改性剂20～70重量份，优选为30～60重量份，更优选为40～50重量份；催化剂0.5～10重量份，优选为1～8重量份，更优选为2～6重量份。根据本专利技术优选的实施方式，氰酸酯树脂与改性剂的重量比为1～2，优选为1.1～1.8，更优选为1.2～1.5。根据本专利技术，氰酸酯树脂为双酚型氰酸酯树脂，优选选自双酚A型氰酸酯、双环戊二烯双酚型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯中的一种或多种，优选为双酚A型氰酸酯。根据本专利技术，双酚型氰酸酯树脂为双酚型氰酸酯树脂单体或预聚体。根据本专利技术进一步优选的实施方式，双酚A型氰酸酯的聚合度为200～400，优选为300。聚合度过大会导致树脂黏度过大，进而导致改性剂加入量过大，影响固化后树脂性能。根据本专利技术，选择特定的改性剂，优选采用特定氰酸酯作为改性剂，更优选地，本专利技术采用包括双酚E型氰酸酯的改性剂。本专利技术中，双酚E型氰酸酯树脂为液态，以双酚E型氰酸酯与氰酸酯树脂制备氰酸酯树脂体系，能够得到液态且粘度较低的氰酸酯树脂体系，且改性剂双酚E型氰酸酯与氰酸酯均为氰酸酯系列，具有良好的相容性，所得到的氰酸酯树脂体系可直接应用于缠绕工艺。根据本专利技术，双酚E型氰酸酯树脂常温(25℃)下的布氏粘度低于150mPa·s，优选低于100mPa·s。本专利技术中，选择常温下较低粘度的双酚E型氰酸酯，在与氰酸酯树脂制备氰酸酯树脂体系时，能够使得所获得的氰酸酯树脂体系具有合适的粘度，即适用于缠绕工艺的粘度。根据本专利技术一种优选的实施方式，氰酸酯树脂与改性剂的重量比对所得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系，其特征在于，所述氰酸酯树脂体系由原料氰酸酯树脂、改性剂和催化剂制得，/n所述氰酸酯树脂为双酚型氰酸酯树脂，优选选自双酚A型氰酸酯、双环戊二烯双酚型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯中的一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.一种无溶剂缠绕氰酸酯树脂体系，其特征在于，所述氰酸酯树脂体系由原料氰酸酯树脂、改性剂和催化剂制得，
所述氰酸酯树脂为双酚型氰酸酯树脂，优选选自双酚A型氰酸酯、双环戊二烯双酚型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的氰酸酯树脂体系，其特征在于，所述氰酸酯树脂体系包括以下重量配比的原料：
氰酸酯树脂30～80重量份，优选为40～70重量份；
改性剂20～70重量份，优选为30～60重量份；
催化剂0.5～10重量份，优选为1～8重量份。


3.根据权利要求2所述的氰酸酯树脂体系，其特征在于，
所述氰酸酯树脂与改性剂的重量比为1～2，优选为1.1～1.8。


4.根据权利要求1至3之一所述的氰酸酯树脂体系，其特征在于，
所述氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯树脂，所述双酚A型氰酸酯树脂的聚合度为200～400，优选为300；和/或
所述改性剂包括双酚E型氰酸酯树脂。


5.根据权利要求1至4之一所述的氰酸酯树脂体系，其特征在于，
所述催化剂包括金属离子催化剂，所述金属离子催化剂选自辛酸金属盐、乙酰丙酮金属盐、二月桂酸二丁基金属盐的一种或几种；
优选地，所述催化剂还包括低聚倍半硅氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清田，
申请(专利权)人：威海合纵新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37