【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能聚氨酯合成领域，具体涉及一种快速固化、低介电常数/低损耗角正切值的双组分聚氨酯及其制备方法、应用。
技术介绍
1、雷达天线罩作为雷达系统的重要组成部分，除保护雷达系统正常工作之外，还必须具有良好的透波性以保证信号传输。通常，天线罩表面必须涂覆高分子涂层材料使雷达系统免受砂尘、高速雨滴、日晒等恶劣环境的侵蚀。而高分子涂层材料的介电性能对雷达罩透波性影响很大，其介电性能差，会减弱电磁波传输，进而影响雷达通讯。因此需开发低介电性能高分子材料，减少电磁波信号损耗。
2、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、含氟聚合物、聚酰亚胺树脂等常被用于制备低介电常数/损耗涂层。其中，环氧树脂、酚醛树脂固化后柔韧性及耐老化性能均较差；有机硅树脂、含氟聚合物具有较低的介电常数/损耗，但成膜性差、力学性能差；聚酰亚胺树脂也具有优良的介电性能，可其韧性差、易吸湿、成本高，以上均限制了其在雷达罩涂层领域的应用。除环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、含氟聚合物、聚酰亚胺树脂之外，现有涂料中的聚氨酯合成工艺简单、耐环境性能优异且具有可调的力学性能，可以用于雷达罩涂层领域。然而，聚氨酯的介电常数/损耗较高，使最终雷达罩涂层透波率较低，影响信号传输。因此，开发低介电常数/低损耗聚氨酯树脂十分重要。
3、现有技术存在以下两种方式制备低介电常数/低损耗聚氨酯树脂。一种是分子结构设计，设计具有特殊的分子结构的低介电常数/损耗聚氨酯。例如，专利cn115819712a利用一步法制备低介电常数/损耗单组分聚氨酯，是将低聚物多元醇、含有芳香结构的
4、另一种是在聚氨酯树脂中引入纳米材料。例如，专利cn105885386a公开了一种低介电常数多面体齐聚倍半硅氧烷(poss)/聚氨酯复合薄膜，是将多面体齐聚倍半硅氧烷与聚氨酯树脂物理共混，在体系中引入20％的poss，其介电常数可从4.5降至3.85左右，但其介电常数仍较高，并且，薄膜力学性能变差。再如，专利cn113061333a公开了一种低介电热塑性聚氨酯复合材料，通过将热塑性聚氨酯、氢键有机框架、金属有机框架和/或共价有机框架充分混合并熔融共混得到，其介电损耗可低至0.019；但是，其薄膜力学性能变差。
技术实现思路
1、针对现有低介电常数的聚氨酯树脂所需固化时间长或所需固化温度高的技术问题；本专利技术通过选择结构对称的脂肪族二异氰酸酯和低聚物多元醇制备出了结构规整的羟基封端聚氨酯。本专利技术制备的羟基封端聚氨酯可在常温条件下快速固化，固化成膜后具有较低的介电常数和损耗角正切值。
2、本专利技术的目的之一在于提供一种羟基封端聚氨酯的制备方法。
3、所述羟基封端聚氨酯的制备方法包括：原料在有机溶剂和催化剂存在的条件下进行反应，制得所述羟基封端聚氨酯；所述原料包括脂肪族二异氰酸酯、低聚物多元醇和交联剂；所述脂肪族二异氰酸酯的两个异氰酸酯基团对称分布。
4、两个异氰酸酯基团对称分布是指两个异氰酸酯基团以主链的中间位置为中心对称分布。具体的，所述脂肪族二异氰酸酯可以选自二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和环己烷-1,4-二异氰酸酯中的至少一种。
5、所述低聚物多元醇的分子量为1000-3000。具体的，所述低聚物多元醇选自聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇和聚四氢呋喃多元醇中的至少一种。
6、所述交联剂选自小分子交联剂，优选选自1，4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇和丝氨醇中的至少一种。
7、所述催化剂选自有机锡催化剂、叔胺类催化剂和有机铋催化剂中的至少一种。
8、所述有机溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸丁酯、二甲苯、丁酮、甲基异丁基酮和环己酮中的至少一种。
9、所述脂肪族二异氰酸酯与低聚物多元醇、交联剂、催化剂的摩尔比为1：(1～5)：(0.01～0.09)：(0.01～0.02)，优选为1：(2～4)：(0.03～0.07)：(0.012～0.016)。
10、有机溶剂的用量不影响反应的进行、产物的生成。具体实施过程中，有机溶剂的用量以能够将原料溶解为宜。
11、作为羟基封端聚氨酯的制备方法的优选方案，所述原料还包括金属有机多面体纳米材料。其中，所述脂肪族二异氰酸酯与金属有机多面体纳米材料的摩尔比为1：(0.15～0.9)，优选为1：(0.2～0.8)。即，在有机溶剂和催化剂存在的条件下，脂肪族二异氰酸酯、金属有机多面体纳米材料、低聚物多元醇和交联剂反应制得所述羟基封端聚氨酯。具体可以包括以下步骤：
12、(1)脂肪族二异氰酸酯溶于有机溶剂获得脂肪族二异氰酸酯溶液；
13、(2)向脂肪族二异氰酸酯溶液加入金属有机多面体纳米材料、低聚物和催化剂，加热反应，获得脂肪族二异氰酸酯封端聚氨酯预聚物；
14、(3)向脂肪族二异氰酸酯封端聚氨酯预聚物加入催化剂和交联剂，加热反应，获得羟基封端聚氨酯。
15、为了获得更好的效果，可以将催化剂分散于有机溶剂后再加入反应体系中。此时，步骤(2)中催化剂的质量与步骤(3)中催化剂的质量比为1：(0.3～0.5)，优选为1：(0.35～0.45)。
16、步骤(2)中，加热温度为50～100℃，优选为70～90℃。
17、步骤(2)中，反应时间为0.5～5h，优选为1.5～2.5h。
18、步骤(3)中，加热温度为60～90℃，优选为70～80℃。
19、步骤(3)中，反应时间为1～3h，优选为1.5～2h。
20、优选方案中，所述金属有机多面体纳米材料(mop纳米材料)中的金属有机多面体(mop)作为金属有机框架的亚基，是一类由金属离子和多爪形配体自组装而成的、具有独立单元的纳米尺度笼状分子。异氰酸酯基团与含活性羟基基团的金属有机多面体纳米材料生成化学键，通过化学键将含活性基团的金属有机多面体纳米材料原位引入到羟基封端聚氨酯基体树脂中，进一步降低了体系的介电常数和损耗角正切值。另外，通过选择结构对称的脂肪族二异氰酸酯和低聚物多元醇与金属有机多面体纳米材料配合，使得金属有机多面体纳米材料在原位引入到羟基封端聚氨酯基体树脂中时克服了金属有机多面体纳米材料分散差、加工差、存在界面缺陷等问题，改善了体系力学性能(强度和韧性)；最终制备的双组分聚氨酯不仅具有优异的介电性能，还具有优异的力学性能。
21、所述金属有机多面体纳米材料可以采用现有方法制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种羟基封端聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：原料在有机溶剂和催化剂存在的条件下进行反应，制得所述羟基封端聚氨酯；
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原料还包括金属有机多面体纳米材料；优选地，所述脂肪族二异氰酸酯与金属有机多面体纳米材料的摩尔比为1：(0.15～0.9)，更优选为1：(0.2～0.8)。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
7.一种羟基封端聚氨酯，其特征在于，采用如权利要求1-6任意一项所述的制备方法制备而成。
8.一种双组分聚氨酯，其特征在于，包括A组分和B组分；
9.一种如权利要求8所述的双组分聚氨酯的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括：将A组分和B组分混匀后用溶剂稀释后使用；所述A组分与溶剂重量比为1：1～2；优选为1：1～1.5。
10.一种如权利要求8所
...【技术特征摘要】
1.一种羟基封端聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：原料在有机溶剂和催化剂存在的条件下进行反应，制得所述羟基封端聚氨酯；
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原料还包括金属有机多面体纳米材料；优选地，所述脂肪族二异氰酸酯与金属有机多面体纳米材料的摩尔比为1：(0.15～0.9)，更优选为1：(0.2～0.8)。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王波，董春蕾，毕世权，王贤明，吴连锋，崔绪瑞，宁亮，李镇，
申请(专利权)人：海洋化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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