氰酸酯树脂基体的制备方法技术

本公开提供了一种氰酸酯树脂基体的制备方法，属于氰酸酯树脂技术领域。该方法包括将多种材料在第一温度下混合加热，获得混合材料体系，所述多种材料包括结晶型氰酸酯、液态氰酸酯和环氧树脂；将所述混合材料体系升温至第二温度，所述第二温度高于所述第一温度，加入催化剂，在第三温度下预聚30min

【技术实现步骤摘要】
氰酸酯树脂基体的制备方法


[0001]本公开涉及氰酸酯树脂
，尤其涉及一种氰酸酯树脂基体的制备方法。

技术介绍

[0002]氰酸酯树脂体系固化后，形成的三维芳香环主链分子结构，以及六元三嗪环结构，使其具有耐高温，耐辐照等优异性能，能够经受热冲击、电子辐照等严酷环境条件，因此，以氰酸酯树脂体系为基体的复合材料被广泛应用于航空航天等领域。
[0003]目前，缠绕成型复合材料用氰酸酯体系，在60℃
‑
160℃的中高温固化条件下，粘度大幅下降至100mPa.s
‑
140mPa.s，过低的粘度造成固化过程中氰酸酯树脂体系流失严重，导致复合材料制品胶液分布不均，甚至出现贫胶，降低树脂基体与纤维之间的应力传递效率，最终导致复合材料力学性能下降，制品在低负载下失效。此外，氰酸酯树脂体系固化温度在200℃以上，增加了固化设备和金属芯模的生产成本。
[0004]所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]本公开的目的在于提供一种潜伏性氰酸酯树脂基体的制备方法，降低生产成本。
[0006]为实现上述专利技术目的，本公开采用如下技术方案：
[0007]根据本公开的第一个方面，提供一种氰酸酯树脂基体的制备方法，包括：
[0008]将多种材料在第一温度下混合加热，获得混合材料体系，所述多种材料包括结晶型氰酸酯、液态氰酸酯和环氧树脂；
[0009]将所述混合材料体系升温至第二温度，所述第二温度高于所述第一温度，加入催化剂，在第三温度下预聚30min
‑
60min，获得氰酸酯预聚物，所述第三温度高于所述第一温度；
[0010]将所述氰酸酯预聚物降温至第四温度，加入咪唑类固化剂，搅拌均匀，获得未固化的潜伏性氰酸酯树脂体系，所述第四温度低于所述第一温度。
[0011]在本公开的一种示例性实施例中，按重量百分比计，所述多种材料包括结晶型氰酸酯30％
‑
40％、液态氰酸酯35％
‑
50％、环氧树脂10％
‑
35％。
[0012]在本公开的一种示例性实施例中，所述结晶型氰酸酯、所述液态氰酸酯和所述环氧树脂的占比之和为100％。
[0013]在本公开的一种示例性实施例中，所述结晶型氰酸酯选自双酚A氰酸酯，双环戊二烯双酚A氰酸酯、双酚F氰酸酯、双酚M氰酸酯中任一种。
[0014]在本公开的一种示例性实施例中，所述液态氰酸酯选自双酚E氰酸酯。
[0015]在本公开的一种示例性实施例中，所述环氧树脂选自E
‑
51环氧树脂、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、二缩水甘油醚中的任一种或多种组合。
[0016]在本公开的一种示例性实施例中，所述催化剂选自金属离子型催化剂，所述金属
离子型催化剂选自二月桂酸二丁基钴、二月桂酸二丁基铜、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锌中的任一种或多种组合。
[0017]在本公开的一种示例性实施例中，按照所述结晶型氰酸酯和所述液态氰酸酯的总质量计，所述催化剂的用量量为100ppm
‑
700ppm；
[0018]所述咪唑类固化剂的用量占所述结晶型氰酸酯和所述液态氰酸酯的总质量的百分比为2％
‑
4％。
[0019]在本公开的一种示例性实施例中，所述咪唑类固化剂选自2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑、1
‑
氰乙基
‑2‑
乙基
‑
2甲基咪唑、1
‑
苄基
‑2‑
甲基咪唑中任一种。
[0020]在本公开的一种示例性实施例中，所述第一温度为80℃
‑
100℃，所述第二温度为110℃
‑
140℃，所述第三温度为110℃
‑
140℃，所述第四温度为60℃及60℃以下。
[0021]在本公开的一种示例性实施例中，所述制备方法还包括：
[0022]将所述未固化的潜伏性氰酸酯树脂体系进行固化，固化工艺为在第一固化温度下保温1
‑
3h，第二固化温度下保温1
‑
3h，第三固化温度下保温5
‑
7h；
[0023]其中，所述第一固化温度＜所述第二固化温度＜所述第三固化温度，所述第三固化温度不高于170℃。
[0024]本公开提供的氰酸酯树脂基体的制备方法，混合材料体系中初始的多种材料包括结晶型氰酸酯、液态氰酸酯和环氧树脂，其中，结晶型氰酸酯固化后含有大量的三嗪环、芳香环，使得氰酸酯树脂具有很高的玻璃化转变温度和优异的耐热性能。液态氰酸酯与结晶型氰酸酯相似度较高，但是由不对称分子结构构成。一方面相似的分子结构易于引入结晶型氰酸酯单体中，另一方面不对称的液态氰酸酯单体有助于降低体系规整性和对称性，达到阻碍结晶的目的。环氧树脂中的醚键与氰酸酯的官能团进行反应生成噁唑环烷等结构，可以破坏氰酸酯分子结构的规整性，减弱氰酸酯单体的结晶能力，改善氰酸酯树脂在缠绕成型工艺过程中的浸渍性能。此外，本公开提供的制备方法中使用咪唑类固化剂，其一方面可以降低氰酸酯树脂体系固化温度，实现中高温度固化，另一方面咪唑类固化剂是潜伏性固化剂，在常温下活性较低，易于氰酸酯树脂体系保持较低的粘度；在中温下活性增强，促进氰酸酯树脂体系在中温条件下凝胶，避免氰酸酯树脂粘度过低，造成流胶损失。
具体实施方式
[0025]现在将参考更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。
[0026]为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。相同的标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
[0027]所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或
者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。
[0028]当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
[0029]用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氰酸酯树脂基体的制备方法，其特征在于，包括：将多种材料在第一温度下混合加热，获得混合材料体系，所述多种材料包括结晶型氰酸酯、液态氰酸酯和环氧树脂；将所述混合材料体系升温至第二温度，所述第二温度高于所述第一温度，加入催化剂，在第三温度下预聚30min
‑
60min，获得氰酸酯预聚物，所述第三温度高于所述第一温度；将所述氰酸酯预聚物降温至第四温度，加入咪唑类固化剂，搅拌均匀，获得未固化的潜伏性氰酸酯树脂体系，所述第四温度低于所述第一温度。2.根据权利要求1所述的氰酸酯树脂基体的制备方法，其特征在于，按重量百分比计，所述多种材料包括结晶型氰酸酯30％
‑
40％、液态氰酸酯35％
‑
50％、环氧树脂10％
‑
35％。3.根据权利要求2所述的氰酸酯树脂基体的制备方法，其特征在于，所述结晶型氰酸酯、所述液态氰酸酯和所述环氧树脂的占比之和为100％。4.根据权利要求1所述的氰酸酯树脂基体的制备方法，其特征在于，所述结晶型氰酸酯选自双酚A氰酸酯，双环戊二烯双酚A氰酸酯、双酚F氰酸酯、双酚M氰酸酯中任一种。5.根据权利要求1所述的氰酸酯树脂基体的制备方法，其特征在于，所述液态氰酸酯选自双酚E氰酸酯。6.根据权利要求1所述的氰酸酯树脂基体的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂选自E
‑
51环氧树脂、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、二缩水甘油醚中的任一种或多种组合。7.根据权利要求1所述的氰酸酯树脂基体的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自金属离子型催化剂，所述金属离子型催化剂选自二月桂酸二丁基...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁惠清，
申请(专利权)人：西安瑞霖电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：