一种控制氰酸酯树脂体系流变性能的方法技术

本发明专利技术提出一种控制氰酸酯树脂体系流变性能的方法，通过制备预聚体系A、B，再将预聚体系A、B复配得到预聚体系C。本发明专利技术将直接制备反应程度控制精度高的预聚体系转化为制备两种预聚反应程度控制精度要求较低的复配预聚体系，再通过两种复配预聚体系的质量配比获得与期望预聚体系，降低了制备氰酸酯预聚体系对反应程度控制精度的要求，提高了产品收率，降低了制造成本，且制得的氰酸酯树脂体系使用性能与精确控制预聚反应程度的树脂体系接近。

【技术实现步骤摘要】
一种控制氰酸酯树脂体系流变性能的方法
本专利技术涉及一种控制氰酸酯树脂体系流变性能的方法，属于树脂合成及改性

技术介绍
1976年，氰酸酯基团被引入到联苯醚低聚物的合成过程中，作为交联点形成交联网络，获得了具有高玻璃化转变温度的交联树脂体系，并且体现出优秀的透波性能。自此，氰酸酯的研究与应用充分发展，尤其在电介质材料领域应用快速扩大。氰酸酯在电介质材料领域的重要应用包括印刷电路板以及雷达舱，制备性能稳定可控的电介质材料对氰酸酯树脂的工艺性能提出了较高的要求，目前市场供货最可靠的氰酸酯树脂供应品为双酚A型氰酸酯树脂，双酚A型氰酸酯单体的室温物理状态为晶体，在其熔点温度(80℃±1)到快速反应温度(200℃以上)之间为粘度极低的液体,不能够很好的应用于复合材料成型,反应起始温度高，易爆聚，这些特点对其应用造成了一定的困难.目前针对氰酸酯本体的工艺性改性手段主要为预聚合,预聚能够降低聚合反应起始温度，减小爆聚几率，抑制室温结晶行为。在氰酸酯的改性工作中，预聚手段既可单独使用，也可辅助共聚/共混改性。有研究指出氰酸酯聚合反应程度为30％左右时树脂体系表现为很好的粘性，是制备预浸料较为理想的状态。该状态对应的反应程度区间窄，无论有无催化剂参与，控制得到期望的反应程度都比较困难，因此软化点、粘度、折光率等物理参数被引入到氰酸酯预聚合的控制过程中,而且在多种控制手段引进后,对反应的控制程度依然不理想,树脂预聚体系的批次稳定性较差，产品性能表现为储存期易结晶，高温粘度易过低，制备所得预浸料室温铺敷性能差等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供了易于控制预聚程度的氰酸酯树脂体系流变性能的方法。本专利技术的技术解决方案：一种氰酸酯树脂体系流变性能的方法，包含以下步骤：第一步，制备复配用的氰酸酯预聚体系，A1.1、取一定量双酚A型氰酸酯单体进行预聚，预聚温度170±2℃，反应时间为180±10min，采用折射率控制反应程度，当折射率到达1.5760～1.5820时，采用水冷冷却反应体系，得到室温下为粘稠液体的氰酸酯预聚体系A，氰酸酯预聚体系A中的氰酸酯单体含量AD％和三聚体含量AS％；本专利技术步骤中为能更好控制氰酸酯预聚体系A的单体和三聚体含量，折射率控制在1.5760～1.5790。A1.2、取一定量双酚A型氰酸酯单体进行预聚，预聚温度170±2℃，反应时间为230±10min，采用折射率控制反应程度，当折射率到达1.5760～1.5820时，采用水冷冷却反应体系，得到室温下为粘稠液体的氰酸酯预聚体系B,氰酸酯预聚体系B中的氰酸酯单体含量BD％和三聚体含量BS％；本专利技术步骤中为能更好控制氰酸酯预聚体系B的单体和三聚体含量，折射率控制在1.5790～1.5820。第二步，将第一步得到的氰酸酯预聚体系A和B在80±2℃下进行复配，通过控制氰酸酯预聚体系A和B的复配比例，使复配得到的氰酸酯预聚体系C的氰酸酯单体含量CD％满足期望预聚程度的氰酸酯单体含量阈值QD％。本步骤中复配时要优先满足期望预聚程度的氰酸酯单体含量阈值QD％，一般情况下三聚体含量CS％可能会同时满足期望预聚程度的三聚体含量阈值QS％，若不能同时满足两者，在满足QD％的情况下，三聚体含量可能趋向于偏低，但是体系适用性较强，对复配体系的工艺性影响不大。本专利技术中期望预聚程度的QD％为32.1±0.2％，QS％为18.0±0.2％。氰酸酯树脂预聚程度采用预聚体系中的氰酸酯单体含量和三聚体含量表征，将反应中难以精确控制的反应程度，简化为两种预聚树脂体系的添加质量的控制，将复配的预聚体系的反应程度控制在制备预浸料最为理想的状态内(期望预聚程度)。本专利技术中预聚体系A、B用于复配，应使两个预聚体系中的单体含量分别处于期望预聚体系单体含量的两侧，即使其中一个预聚体系的单体含量小于期望预聚程度单体含量(32.1±0.2％)，使另外一个预聚体系的单体含量大于期望预聚程度单体含量。在预聚过程中，适当地使一个反应体系的反应时间偏短，且预聚体折射率偏小，使另外一个预聚体系的反应时间偏长，且预聚体折射率偏大。制备用于复配的预聚体系的反应程度的控制精度明显要低于直接控制反应程度得到期望预聚程度的预聚体系，从而使得预聚反应易于控制，使得到的复配预聚体系满足制备预浸料的理想状态。本专利技术与现有技术相比的有益效果：(1)本专利技术将直接制备反应程度控制精度高的预聚体系转化为制备两种预聚反应程度控制精度要求较低的复配预聚体系，再通过两种复配预聚体系的质量配比获得与期望预聚体系，降低了制备氰酸酯预聚体系对反应程度控制精度的要求，提高了产品收率，降低了制造成本，且制得的氰酸酯树脂体系使用性能与精确控制预聚反应程度的树脂体系接近；(2)本专利技术通过确定复配用预聚体系的制备工艺参数，使两者之间更易于复配得到期望预聚体系。说明书附图图1为本专利技术制备流程图。图2实施例1预聚体系A的分子量分布测试结果；图3实施例1预聚体系B1的分子量分布测试结果；图4实施例2预聚体系B2的分子量分布测试结果。具体实施方式以下结合附图和具体实例对本专利技术进行详细说明。实施例1制备方法如图1所示，通过以下步骤实现：1、复配预聚体系制备取3kg的双酚A型氰酸酯单体进行预聚，预聚温度170±1℃，反应时间为180min，结合折射率控制反应程度，折射率到达1.5785时，将反应容器用冷却水快速冷却，得室温下粘稠液体，测量其分子量分布，结果见图2，并进行积分计算，单体含量为36.48％，三聚体含量为18.76％，记为预聚体系A。再取3kg的双酚A型氰酸酯单体进行预聚，预聚温度170±1℃，反应时间为225min，结合折射率控制反应程度，当折射率到达1.5814时，快速冷却反应体系，得室温下粘稠液体，测量其分子量分布，结果见图3，并进行积分计算，单体含量为31.06％，三聚体含量为17.78％，记为预聚体系B1。期望复配体系单体含量为32.1±0.2％，三聚体含量为18.0±0.2％，采用预聚体系A的比例为22.5％，预聚体系B1的比例为77.5％复配，在80±2℃下进行复配得复配体系C1，得到复配体系C1中单体含量32.28％，三聚体含量18.0％。比较三者的流变行为及三者的储存耐结晶行为，可见预聚体系C1具有优于预聚体系A体系的耐结晶性(空气暴露结晶时间，预聚体系C1：34d、预聚体系A：13d)，高于预聚体系A体系的高温粘度，低于预聚体系B1体系的室温粘度，更适用于复合材料成型。实施例2取3kg的双酚A型氰酸酯单体进行预聚，预聚温度170±1℃，反应时间为240min，结合折射率控制反应程度，当折射率到达1.5818时，快速冷却反应体系，得室温下粘稠液体，测量其分子量分布，结果见图4，并进行积分计算，单体含量为30.00％，三聚体含量为16.78％，记为预聚体系B2。期望复配体系单体含量为32.1±0.2％，三聚体含量为18.0±0.2％，采用实施例1预聚体系A的比例为32.5％，本实施例预聚体系B2的比例为67.5％复配，在80±2℃下进行复配得复配体系C2中单体含量32.1％，三聚体含量17.42％(偏低，影响不大)，比较三者的流变行为及三者的储存耐结晶行为，可见预聚体系C2具有优于预聚体系A体系的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制氰酸酯树脂体系流变性能的方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，制备复配用的氰酸酯预聚体系，A1.1、取一定量双酚A型氰酸酯单体进行预聚，预聚温度170±2℃，反应时间为180±10min，采用折射率控制反应程度，当折射率到达1.5760～1.5820时，水冷却反应体系，得到室温下为粘稠液体的氰酸酯预聚体系A，氰酸酯预聚体系A中的氰酸酯单体含量A

【技术特征摘要】
1.一种控制氰酸酯树脂体系流变性能的方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，制备复配用的氰酸酯预聚体系，A1.1、取一定量双酚A型氰酸酯单体进行预聚，预聚温度170±2℃，反应时间为180±10min，采用折射率控制反应程度，当折射率到达1.5760～1.5820时，水冷却反应体系，得到室温下为粘稠液体的氰酸酯预聚体系A，氰酸酯预聚体系A中的氰酸酯单体含量AD％和三聚体含量AS％；A1.2、取一定量双酚A型氰酸酯单体进行预聚，预聚温度170±2℃，反应时间为230±10min，采用折射率控制反应程度，当折射率到达1.5760～1.5820时，水冷却反应体系，得到室温下为粘稠液体的氰酸酯预聚体系B,氰酸酯预聚体系B中的氰酸酯单体含量BD％和三聚体含量BS％；第二步，将第一步得到的氰酸酯预聚体系A和B在80±2℃下进行复配，通过控制氰酸酯预聚体系A和B的复配比例，使复配得到的氰酸酯预聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐培毅，李洪深，裴雨辰，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11