【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料制备领域，具体涉及一种环保型耐高温低介电结构胶膜及其制备方法。
技术介绍
1、随着航空航天技术的发展，航空飞行器采用更高比例的纤维复合材料构件代替传统金属构件以减轻结构重量，因此不可避免的需要采用更多结构胶接以实现各种构件的有效结合。
2、氰酸酯结构胶膜因兼具低介电、耐高温，工艺性兼容性好等优点，在有机粘接材料领域脱颖而出，成为目前航天飞行器，尤其是整流罩粘接领域最具实际意义的一类材料。
3、氰酸酯树脂固化后可形成三嗪环结构，赋予材料优异的介电性能和耐温性能，但氰酸酯固化反应活化能高，固化所需温度高时间长，固化后制品存在较大残余应力，限制了制品的尺寸稳定性。
4、目前降低氰酸酯固化温度的方法主要是引入固化剂和促进剂，cn107459819a公开了一种以活泼氢化合物、过渡金属化合物和紫外光激活催化剂复配催化的氰酸酯树脂，将固化温度降低至150℃。cn111718685a公开了一种以苯甲酸和对硝基苯甲酸等为改性剂，以过渡金属化合物乙酰丙酮钴为催化剂的氰酸酯胶黏剂，可低温固化且可在室温下存放较长时间。综上可知，含活泼氢化合物和过渡金属催化剂对氰酸酯树脂的固化温度产生了较好的降低效果，究其原因，主要是氰酸酯基团中高度亲电性的碳原子可与亲核试剂反应，产生如氨基甲酸酯等中间产物，而中间产物又能进一步催化氰酸酯的环三聚反应，降低固化反应活化能，缩短反应时间。由于高温也能催化氰酸酯聚合，因此催化剂需在较低温度加入，防止氰酸酯树脂体系爆聚。
5、虽然上述几种策略能降低氰酸酯的固化反
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种环保型耐高温低介电结构胶膜极其制备方法，用以解决氰酸酯结构胶膜催化剂加入困难、催化剂毒性大环保性差的问题。
2、本专利技术的结构胶膜，不含固化剂和促进剂，是一种环保型耐高温低介电结构胶膜的制备方法，胶膜由氰酸酯单体、热塑性树脂和环氧树脂复配预聚后得到，与树脂基复合材料和金属材料零部件，包括不锈钢、钛合金、铝合金等高温金属的粘接，可用于整流罩，雷达罩等领域的结构粘接，解决了现有技术中氰酸酯结构胶膜大量采用胺类、酚类或金属离子类等有毒有害催化剂和促进剂，且固化后难以去除易形成缺陷致使粘接性能下降的问题。
3、本专利技术通过预聚的方法避免了促进剂和固化剂的引入，使胶料起始固化温度提高，使得胶料可采用涂膜法工艺制备韧性更好性能更佳的结构胶膜。本专利技术主要利用了环氧树脂高温下与氰酸酯单体预聚得到噁唑环结构的反应，通过控制原材料配比、预聚时间预聚温度控制反应过程，通过得到噁唑环对反应进行催化固化，得到预期结构树脂。本专利技术的胶料的固化起始温度高，工艺窗口宽，便于采用不同的加工工艺，胶料可在较高温度下加工，使其可采用涂膜法制备胶膜，而传统胶膜固化温度低，多采用压膜法成膜，与传统压膜法相比，涂膜法制备的结构胶膜在连续成膜过程中，分子链受到拉伸力作用可发生取向作用，提高胶膜的韧性，降低胶膜在厚度方向的热变形程度，使胶膜在粘接过程中可更均匀的留在粘接表面。
4、本专利技术的目的主要通过以下技术方案实现：
5、本专利技术提供了一种环保型耐高温低介电结构胶膜，所述环保型耐高温低介电结构胶膜是将热塑性树脂熔融分散在氰酸酯单体中后加入环氧树脂预聚得到，各组分质量份数如下：
6、氰酸酯单体 10-100份；
7、热塑性树脂 10-50份；
8、环氧树脂 10-50份。
9、作为本专利技术的一个实施方案，所述氰酸酯单体包括双酚a型氰酸酯、双酚m型氰酸酯、双酚e型氰酸酯、酚醛型氰酸酯中的至少一种。
10、作为本专利技术的一个实施方案，所述热塑性树脂包括聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚酮中的至少一种。
11、作为本专利技术的一个实施方案，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、酚醛型环氧树脂中的至少一种。
12、作为本专利技术的一个实施方案，所述环保型耐高温低介电结构胶膜的厚度为0.05-0.5mm，为无色透明的韧性薄膜，胶膜厚度可控。
13、作为本专利技术的一个实施方案，所述环保型耐高温低介电结构胶膜的组分中不含固化剂和促进剂；固化剂包括金属离子如铬、锰、铁、铜等，常使用烷酸盐和乙酰丙酮盐。促进剂包括含活泼氢的酚类、胺类和咪唑类等化合物。
14、本专利技术还提供了一种所述环保型耐高温低介电结构胶膜的制备方法，包括如下步骤：
15、步骤1：将热塑性树脂与氰酸酯单体熔融混合，得到均匀的共混体系；
16、步骤2：将环氧树脂与所述共混体系复合预聚，得混合胶料；
17、步骤3：将混合胶料涂膜，即得所述环保型耐高温低介电结构胶膜。
18、作为本专利技术的一个实施方案，步骤1中，热塑性树脂与氰酸酯单体熔融混合的温度为120-160℃，时间为1-3h。混合是在惰性气氛中进行，冷却后加入环氧树脂。
19、作为本专利技术的一个实施方案，步骤2中，预聚的温度为120-160℃，时间为1-6h。
20、本专利技术还提供了一种所述环保型耐高温低介电结构胶膜的使用方法，包括如下步骤：将胶膜与被粘接结构复合，经升温处理，固化后完成粘接。
21、作为本专利技术的一个实施方案，升温通过阶梯升温热处理过程实现，具体过程为：120-150℃，1-3h；175-185℃，1-6h，优选120-150℃，1-3h；180℃，1-6h，通过分步加热可以降低固化物的内应力，提高粘接效果。
22、作为本专利技术的一个实施方案，所述被粘接结构包括金属、工程塑料、树脂基复合材料中的一种，金属包括不锈钢、铝合金、钛合金中的一种。
23、本专利技术通过研究发现，氰酸酯单体与环氧树脂预聚时，根据胶膜的粘性状态实现对预聚终点的控制可制备具有不同韧性的结构胶膜，满足不同工况的使用条件。
24、考虑到氰酸酯单体预聚后分子量仍不足以形成自支撑薄膜，故加入少量热塑性树脂以提高其成膜性，与胶黏剂相比，结构胶膜在应用过程中更容易控制粘接层厚度，便于工艺的实施。热塑性树脂分子量较高，在氰酸酯单体预聚之后加入更易团聚，且会延长氰酸酯单体的预聚时间，使工艺过程难以控制，故热塑性树脂需在氰酸酯单体预聚之前加入。在没有催化剂存在的情况下，高温也会使氰酸酯树脂发生聚合，因此热塑性树脂加入温度不能过高，但温度过低又会导致热塑性树脂难以熔融，混合时间延长，效率降低。本专利技术中热塑性树脂的加入温度控制在120-160℃，在确保热塑性树脂快速熔融混合的同时降低了氰酸酯树脂的前期聚合。
25、环氧树脂与氰酸酯树脂在高温预聚过程中发生预聚反本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，所述环保型耐高温低介电结构胶膜是将热塑性树脂熔融分散在氰酸酯单体中后加入环氧树脂预聚得到，各组分质量份数如下：
2.根据权利要求1所述的环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，所述氰酸酯单体包括双酚A型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、双酚E型氰酸酯、酚醛型氰酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，所述热塑性树脂包括聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚酮中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，所述环保型耐高温低介电结构胶膜的厚度为0.05-0.5mm。
6.根据权利要求1所述的环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，所述环保型耐高温低介电结构胶膜的组分中不含固化剂和促进剂。
7.一种如权利要求1所述的环保型耐高温低介电结构胶膜的制备方法，其特征在于，包
8.根据权利要求7所述的环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，步骤1中，热塑性树脂与氰酸酯单体熔融混合的温度为120-160℃，时间为1-3h。
9.根据权利要求7所述的环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，步骤2中，预聚的温度为120-160℃，时间为1-6h。
10.一种如权利要求1所述的环保型耐高温低介电结构胶膜的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：将胶膜与被粘接结构复合，经升温处理，固化后完成粘接；升温通过阶梯升温热处理过程实现，具体过程为：120-150℃，1-3h；175-185℃，1-6h。
...【技术特征摘要】
1.一种环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，所述环保型耐高温低介电结构胶膜是将热塑性树脂熔融分散在氰酸酯单体中后加入环氧树脂预聚得到，各组分质量份数如下：
2.根据权利要求1所述的环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，所述氰酸酯单体包括双酚a型氰酸酯、双酚m型氰酸酯、双酚e型氰酸酯、酚醛型氰酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，所述热塑性树脂包括聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚酮中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、酚醛型环氧树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的环保型耐高温低介电结构胶膜，其特征在于，所述环保型耐高温低介电结构胶膜的厚度为0.05-0.5mm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张浩洋，徐小魁，汤炜，朱荣峰，张砚达，刘千立，王晓蕾，吴文平，田杰，郝尚，龙茜，
申请(专利权)人：上海复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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