【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子材料，具体涉及一种六方氮化硼填充的聚苯醚改性氰酸酯树脂透波复合材料。
技术介绍
1、x波段的电磁波广泛应用于军事通信、环境监测、医疗卫生等领域。雷达天线罩允许x波段的通信电磁波透波并最大限度地为天线提供保护，现代战争提高了对雷达天线罩的要求，质轻、高透波、高导热的透波复合材料成为研究的热点(composites part a:applied science and manufacturing 2023,167.)。因此，有必要开发一种透波复合材料使得其兼具良好的力学及透波性能。
2、相比于常见的聚合物材料如聚醚醚酮、聚酰胺、聚四氟乙烯等材料，氰酸酯树脂具有极低的介电常数和磁导率、更优异的力学性能和较好的加工性，被广泛当做透波材料使用。然而，氰酸酯本身的脆性较大，限制了其进一步的应用。因此需要对氰酸酯进行改性(chemical engineering journal 2022,433.)。常见的增韧方法有热固性和热塑性树脂共聚改性、橡胶弹性体改性、纳米粒子填充改性等。由于聚苯醚本身具有很低的介电常数，因此将聚苯醚与氰酸酯共聚既可以提高树脂体系的韧性，又不会影响透波性能。
3、六方氮化硼本身具有很高的热导率(90w/mk)，具有类似石墨烯的独特的片状结构，具有较高的比表面积，有利于在聚合物中形成导热通道。另外，聚合物基体和填料之间的界面效应也会影响复合材料的热导率，因此对六方氮化硼进行表面处理，使其在聚合物基体中更好地分散，有利于提高复合材料的热导率。并且通过填充六方氮化硼颗粒可以进一步提高
技术实现思路
1、本专利技术的目的是构建一种透波性能优异、可靠性好、易成型的六方氮化硼填充的聚苯醚改性氰酸酯透波复合材料及其制备方法。
2、本专利技术提供的六方氮化硼填充的聚苯醚改性氰酸酯树脂透波复合材料，是以聚苯醚改性的双酚a型氰酸酯树脂作为基底材料，填充经硅烷偶联剂改性的六方氮化硼颗粒而得到。
3、本专利技术提供的六方氮化硼填充的聚苯醚改性氰酸酯树脂透波复合材料的制备方法，包括六方氮化硼的改性，透波复合材料的制备；具体步骤为：
4、(1)六方氮化硼表面改性：将六方氮化硼放入氢氧化钠溶液中，反应12-24h，之后洗净、抽滤、烘干，放入硅烷偶联剂溶液中反应3-6h，得到硅烷偶联剂包覆的六方氮化硼；
5、(2)透波复合材料的制备：将聚苯醚粉末、氰酸酯树脂粉末及硅烷偶联剂包覆的六方氮化硼粉末三种材料混合均匀；加入一定量的二氯甲烷，充分搅拌，圆底烧瓶中，90-120℃回流30-60min，然后在该的温度下，将二氯甲烷从体系中完全蒸馏；之后边加热边搅拌，加热温度为120-140℃，时间为1-2小时；将模具喷涂高温脱模剂后，放入120℃烘箱预热；将烧瓶中的混合液体倒入预热好的模具中；将烘箱抽至真空，进行脱泡处理，反应1-2小时，然后烘箱减至常压，150℃-200℃，反应2-4h，使氰酸酯树脂反应完全。
6、步骤(1)中，所述的硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(kh560)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(kh570)、γ-巯丙基三甲氧基硅烷(kh590)等。
7、步骤(1)中，所述的六方氮化硼的粒径为100nm-25μm，例如，为100nm、500nm、1μm、10μm、25μm等。
8、步骤(2)中，所述的聚苯醚的量为三种材料总重量的1-50％。
9、步骤(2)中，氰酸酯的量为三种材料总质量的50％-80％。
10、本专利技术透波复合材料的透波性取决于介电系数和磁导率，但聚合物的磁导率与真空环境相似，所以聚合物的透波性能主要取决于聚合物的介电常数。大多数的聚合物具有极低的相对介电常数，因此聚合物通常被用作透波材料。双酚a型氰酸酯树脂是应用比较广泛的透波材料之一。为了提高树脂材料的综合性能，如导热、抗弯等性能，需要在氰酸酯树脂里加入某些无机填料，这势必会增加氰酸酯树脂的介电系数，从而会对复合材料的透波率产生影响。本专利技术将硅烷偶联剂改性后的六方氮化硼填充进聚苯醚增韧改性的双酚a型氰酸酯树脂中，制备得到既具有增强体优异的力学性能又不会大幅降低基体自身的透波性能的颗粒增强透波材料。
11、与已有技术相比，本专利技术具有以下优点：
12、(1)本专利技术制备的透波复合材料力学性能相较于纯氰酸酯树脂最高可提高46％，较已有技术水平的9.9％[advanced fiber materials 2022,4(3),520-531.]、5％[advanced composites and hybrid materials 2022,5(3),1830-1840.]、16％[composites part b:engineering 2020,186.]有了大幅度提高。
13、(2)本专利技术制备的透波复合材料介电常数仅为2.66，较已有技术水平的3.2[polymer degradation and stability 2013,98(2),597-608.]、2.81[rsc advances2016,6(45),38887-38896.]、3.41[materials chemistry and physics 2019,234,67-74.]有了大幅度提高。
14、本专利技术的有益效果在于：
15、(1)将氰酸酯树脂应用于透波结构支撑材料，拓展了氰酸酯树脂的功能和应用；
16、(2)将聚苯醚用于氰酸酯树脂的改性，有效降低了聚合反应温度、提高了材料的综合性能；
17、(3)使用不同硅烷偶联剂对六方氮化硼改性以改善增强体与聚合物的界面相容性，为聚合物增强提供新思路；
18、(4)氰酸酯树脂基体在极端环境中有较好的耐腐蚀和抗老化性能，有广阔的应用前景；
19、(5)透波复合材料的制备采用的是共混法，工艺简单、生产成本低、产效率高，采用不同模具可以得到不同形状的结构材料，适用性广。
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1.一种六方氮化硼填充的聚苯醚改性的双酚A型氰酸酯透波复合材料，其特征在于，是以聚苯醚改性的双酚A型氰酸酯树脂作为基底材料，填充经硅烷偶联剂改性的六方氮化硼颗粒而得到；其中：
2.一种六方氮化硼填充的聚苯醚改性的双酚A型氰酸酯透波复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的六方氮化硼的粒径为100nm-25μm。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的聚苯醚的量为5-50％。
【技术特征摘要】
1.一种六方氮化硼填充的聚苯醚改性的双酚a型氰酸酯透波复合材料，其特征在于，是以聚苯醚改性的双酚a型氰酸酯树脂作为基底材料，填充经硅烷偶联剂改性的六方氮化硼颗粒而得到；其中：
2.一种六方氮化硼填充的聚苯醚改性的双酚a型氰酸酯透波复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，张子英，苏浩，李强波，皇星池，
申请(专利权)人：复旦大学义乌研究院，
类型：发明
国别省市：
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