具有优异空间环境特性的氰酸酯树脂预聚体、预浸料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及具有优异空间环境特性的氰酸酯树脂预聚体、预浸料及其制备方法和应用，该预聚体包括环氧倍半硅氧烷与氰酸酯树脂，其中环氧倍半硅氧烷的质量百分比含量为0.5～8％，氰酸酯树脂的质量百分比含量为92～99.5，优选环氧倍半硅氧烷的质量百分比含量为0.5～5％，氰酸酯树脂的质量百分比含量为95～99.5，该预聚体的制备方法为：将环氧基倍半硅氧烷与氰酸酯树脂混合，并升温至100-160℃，预聚5-18h，得到含环氧基倍半硅氧烷的氰酸酯树脂组合物预聚体；该预浸料包括氰酸酯树脂预聚体和连续纤维或织物，具有更高的玻璃化转变温度，所得制品或复合材料的孔隙率低，收缩小，具有优异的空间环境性能，可以广泛用于电子工业、航空、航天、国防军工等诸多行业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种具有优异空间环境特性的氯酸醋树脂预聚体、预浸料及其制备方 法和应用，该预浸料可用于用于制备高性能复合材料、高性能胶黏剂和涂层。
技术介绍
氯酸醋树脂是指含有两个或两个W上-0CN官能团的酪衍生物，是一类高性能聚 合物基体树脂。 氯酸醋树脂单体的合成有多种方法，最常用且实现工业化的是在碱存在的条件 下，面化氯与酪类化合物反应制备氯酸醋单体。在热或催化剂作用下氯酸醋树脂发生Ξ环 化反应，生成含有Ξ嗦环的高交联密度网络结构的大分子。运种结构的氯酸醋树脂具有低 介电系数和极小的介电损耗正切值，高玻璃化转变溫度、低吸湿率、低收缩率W及优良的力 学性能和粘结性能等特点。氯酸醋树脂具有与环氧树脂相似的加工性能，可在177°C下固 化，并在固化过程中没有挥发性小分子产生。而且它具有与双马来酷亚胺树脂相当的耐高 溫性能，具有比聚酷胺亚胺更优异的介电性能，具有与酪醒树脂相当的耐燃烧性能。 有关氯酸醋及其主要合成方法的
技术介绍
可W参考陈祥宝在《高性能树脂基体》 (化学工业出版社，1999年版）、国福胜等在"双酪A型氯酸醋树脂的合成"（.工程塑料 应用，1999, 27(8))、SN0WAW在"Thesynthesismanufac1:ureandcharacterizationof cyanateestermonomers"(.SAMPEJ, 2000(36))'Hamerton等在"Recentdevelopments inthechemistryofcyanateester"（ .PolymInt, 1998, 47 (4))、ChaplinA等在 "Developmentofnovelfunctionalizedarylcyanateesteroligomers1.Synthesis andthermalcharacterizationofthemonomers"（ .Macromolecules, 1994, 27 (18)) 等著作及文章中所提到的方法及研究背景。 倍半硅氧烷的结构主要包括无规结构、梯形结构、笼形结构及不完整的笼形结构， 是一类含有有机-无机杂化结构的化合物。既具有高分子材料优良的质轻、初性好、良好的 加工性能、耐腐蚀等优点，又具有无机材料的耐高溫、高模量等优点，具体表现为耐热性提 高，阻燃性提高，改善抗氧化性、机械性能。它最早应用于航空航天，现有开发出耐高溫材 料、阻燃材料、防腐涂料、耐高溫涂料、透波材料、电绝缘涂料、粘接材料、电致发光材料W及 医用材料等应用领域。笼型倍半硅氧烷（P0S巧基本结构为巧SiOiJ。，!!为6、8、10、12等， 其中R为氨、烷基、締基、芳基、亚芳基W及由运些基团衍生出来反应性有机官能团。 P0SS是WSi-0为无机核屯、，无机内核赋予杂化材料良好的耐热及机械性能，外围 有机基团则改善P0SS和聚合物之间的相容性，反应性基团可实现倍半硅氧烷与聚合物之 间的化学键合作用。 KaiwenLiang等在2005年将屯苯基Ξ娃醇倍半硅氧烷、八氨基苯基倍半娃氧 烧及含氯丙基环苯基倍半硅氧烷用于氯酸醋的改性化aiwenLiang,etal..Polymer Science:PartA, 2005, 43.)〇 妙颖等采用分子中含有反应性环氧基团的环氧基倍半硅氧烷（ss犯）与氯酸醋 (C巧共固化，形成了CE-SS犯杂化材料。采用差示扫描量热法、热重分析法考察了杂化材料 的热性能，表明该杂化材料具有较高的玻璃化转变溫度及高的热解溫度。（妙颖等.. 工程塑料应用，2009, 37 (2) : 5-8)。 牛磊等将乙締基笼形倍半硅氧烷与双酪A型氯酸醋共混，并着重探讨了P0SS的用 量和后处理工艺对该复合体系介电性能的影响（牛磊等..中国胶黏剂，2011，7(20))。 商宇飞等将含有部分环氧基和乙締基的倍半硅氧烷对双酪A型氯酸醋树脂和环 氧树脂共聚体系进行了改性及相关性能测试（商宇飞等..功能材料，2008, 11 (39))。 张增平等进行利用甲基倍半硅氧烷来改性双酪A型氯酸醋的相关研究（张增平 等..工程塑料应用，2010, 38 (10))。 上述相关研究均没有解决预浸料及复合材料空间环境特性的问题，也没有任何关 于预浸料及复合材料空间环境特性的报道，即迄今尚未有任何关于适用于航天飞行器的含 环氧基倍半硅氧烷的氯酸醋树脂预浸料及其复合材料的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供具有优异空间环境特性的氯酸 醋树脂预聚体及预浸料，具有更高的玻璃化转变溫度，所得制品或复合材料的孔隙率低，收 缩小，具有优异的空间环境性能，作为高性能复合材料的基体树脂，或用作高性能胶黏剂和 涂层，并且可W代替传统的酪醒树脂、环氧树脂用于电子工业、航空、航天、国防军工等诸多 行业。 本专利技术的另外一个目的在于提供具有优异空间环境特性的氯酸醋树脂预聚体及 预浸料的制备方法及其应用。 本专利技术的上述目的主要是通过如下技术方案予W实现的： 具有优异空间环境特性的氯酸醋树脂预聚体，包括环氧倍半硅氧烷与氯酸醋树 月旨，其中环氧倍半硅氧烷的质量百分比含量为0. 5~8%，氯酸醋树脂的质量百分比含量为 92 ~99. 5。 在上述具有优异空间环境特性的氯酸醋树脂预聚体中，环氧倍半硅氧烷的质量百 分比含量为0. 5~5%，氯酸醋树脂的质量百分比含量为95~99. 5。 在上述具有优异空间环境特性的氯酸醋树脂预聚体中，环氧倍半硅氧烷为分子结 构中含有如下结构单元或其官能化结构单元的任一化合物或其混合物： 混合型脂肪族环氧P0SS，分子式为佑化1〇2)。仪〇1.5)。，其中η= 8, 10, 12,且笼型 含量> 65% ; 混合型脂环族环氧P0SS，其分子式为似恥〇)。仪〇1.5)。，其中η= 8, 10, 12,且笼型 含量> 50% ; 八乙締基P0SS的部分环氧化P0SS，其中每个分子平均的环氧基团为3~4. 5个。 在上述具有优异空间环境特性的氯酸醋树脂预聚体中，氯酸醋树脂的通式如下所 示： Ν三C-0-R' -0-C三Ν 其中：R'为亚烷基、亚芳基、亚不饱和基团或亚脂环基。在上述具有优异空间环境特性的氯酸醋树脂预聚体中，氯酸醋树脂包括如下任意 一种或组合： (1)双酪A型氯酸醋单体阳〇2引 似双酪E型氯酸醋单体 (3)双酪E型氯酸醋单体 (4)四甲基双酪F型氯酸醋单体 (5)四甲基双酪F型氯酸醋单体 (6)双酪Μ型氯酸醋单体 (7)多官能团型氯酸醋单体 (8)双环戊二締双酪型氯酸醋单体 在上述具有优异空间环境特性的氯酸醋树脂预聚体中，氯酸醋树脂可W采用氯酸 醋树脂与其他热固性树脂的混合物或预聚物替代，所述其他热固性树脂为苯并嗯嗦树脂、 环氧树脂、双马来酷亚胺树脂或热固性聚酷亚胺树脂。 在上述具有优异空间环境特性的氯酸醋树脂预聚体中，环氧树脂为缩水甘油酸类 环氧树脂、缩水甘油醋类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂肪族环氧化合物或杂环和混 合型环氧化合物。 具有优异空间环境特性的氯酸醋树脂预聚体的制备方法，将环氧倍半硅氧烷与氯 酸醋树脂混合，并升溫至150-170°C，预聚6-1她，得到含环氧基倍半硅氧烷的氯酸醋树脂 组合物预聚体。[本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有优异空间环境特性的氰酸酯树脂预聚体，其特征在于：包括环氧倍半硅氧烷与氰酸酯树脂，其中环氧倍半硅氧烷的质量百分比含量为0.5～8％，氰酸酯树脂的质量百分比含量为92～99.5。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董艺，张明，赵臻璐，黎昱，刘佳，张玉生，李梁，徐日炜，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂，北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11