專利名稱：一種氰酸酯/微膠囊樹脂體系及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氰酸酯/微膠囊樹脂體系及其制備方法。具體涉及一種將聚脲甲醛包覆有機錫化合物微膠囊填充到氰酸酯樹脂體系，通過微膠囊對其囊芯材料的緩釋作用來調(diào)節(jié)氰酸酯樹脂反應速率的一種新型氰酸酯樹脂體系及其制備方法，屬于高性能復合材料領域。
背景技術：
氰酸酯(CE)樹脂是80年代開發(fā)的一類兼具有結構和功能性的新型高性能熱固性樹脂，其單體含有兩個或兩個以上氰酸酯(-0CN)官能團。由于CE樹脂具有特殊的結構和反應性，因此其固化物具有一系列突出的優(yōu)點，如高耐熱性、低吸濕率、優(yōu)異的介電性能、非常低的介電常數(shù)(e=2. 6 3. 2)和介電損耗(tgd = 0. 001 0. 008)等。因此CE樹脂在軍事、航空、航天、航海、電子元器件等方面具有巨大的潛力。目前，CE樹脂被認為是制備結構 /功能一體化材料方面最具應用潛力的高性能熱固性樹脂。盡管CE樹脂具有優(yōu)異的綜合性能，但其應用還是受到極大限制，其中CE單體的固化反應溫度高，反應時間長是其主要缺點之一。該缺點導致固化物殘余應力大，在使用過程中易被破壞，材料的服役可靠性變差。我們知道，對熱固性樹脂而言，樹脂的固化工藝至關重要，因為它直接決定樹脂固化交聯(lián)網(wǎng)絡的結構和交聯(lián)度，從而決定材料的最終性能。因此，為改善CE的固化工藝，人們進行了大量的研究工作，通常加入催化劑可以明顯降低CE 的固化溫度，提高固化反應速率。研究結果表明，有機錫化合物等是CE的有效催化劑。但是對CE而言，催化劑的加入?yún)s引發(fā)新的問題，即固化反應速率快，樹脂固化程度不均勻、固化物的性能尤其強度降低等。顯然，如何有效降低CE固化反應溫度并有效減緩CE固化反應速率對于拓展CE樹脂應用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種固化反應溫度及反應速率可控，固化后具有良好力學性能的氰酸酯/微膠囊樹脂體系及其制備方法。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種氰酸酯/微膠囊樹脂體系的制備方法，以b為重量單位，將IOOb的氰酸酯在80 100°C的溫度下熔融，加入0. 125 恥的聚脲甲醛包覆有機錫化合物微膠囊，在100 120°C的溫度及攪拌條件下，反應30 120 分鐘，得到含有微膠囊的氰酸酯預聚體系；將該體系注入經(jīng)預熱且涂有脫模劑的模具中，真空脫氣后，再按工藝120°C /2h + 150°C /2h + 180°C /2h + 200°C /2h進行固化處理。本發(fā)明所述的聚脲甲醛包覆有機錫化合物微膠囊，為公開號為CN 1015806M的中國發(fā)明專利提供，其制備方法為采用原位聚合法，以尿素、甲醛為主要壁材原料，以催化劑有機錫化合物為主要囊芯原料，以水為反應介質，選擇不同種類的表面活性劑，通過控制一定的轉速，調(diào)節(jié)反應溶液體系的P H值為4 5，反應溫度在3 O 5 (TC，反應2 4 小時后，合成得到聚脲甲醛包覆有機錫化合物微膠囊；將反應產(chǎn)物經(jīng)水/丙酮洗滌、抽濾、干燥后得到白色的微膠囊粒子。其有機錫化合物為二月桂酸二丁基錫或二月桂酸二丁基錫-氰酸酯化合物；所述的聚脲甲醛包覆有機錫化合物微膠囊，其粒徑為0. 5 1000 μ m, 壁厚為0. 1 60 μ m。按本發(fā)明所述制備方法得到的一種氰酸酯/微膠囊樹脂體系，其原料組成和配比為氰酸酯100b，聚脲甲醛包覆有機錫化合物微膠囊0. 125飛b，b為重量單位。微膠囊是利用成膜材料把具有分散性的固體物質、液體或氣體包覆形成一種 “核-殼”結構的微小粒子，它對囊芯可以起到保護、控制釋放等功能。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明利用囊壁材料聚脲甲醛對囊芯催化劑有機錫化合物的緩釋作用，實現(xiàn)對CE固化反應溫度及反應速率的調(diào)節(jié)。得到的CE/微膠囊樹脂體系固化后具有良好的力學性能，該樹脂體系可用于制備航空航天用高性能復合材料、電子器件等。具體實施方法實施例一
按公開號為CN101580624的中國發(fā)明專利“聚脲甲醛包覆有機錫化合物微膠囊及制備方法”技術方案，得到粒徑為0. 5 1000 μ m，壁厚0. 1 60 μ m,囊芯含量約60%的聚脲甲醛
包覆有機錫化合物微膠囊，其有機錫化合物為二月桂酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫-氰酸酯。稱取100g4，4'-二氰酸酯基二苯基丙烷于250ml燒杯中，在100°C下加熱熔融后， 加入平均粒徑為150Mm的聚脲甲醛包覆二月桂酸二丁基錫_4，4'- 二氰酸酯基二苯基丙烷化合物微膠囊0. 125,0. 25,0. 5、5g，攪拌條件下在10(Γ 20 預聚一定時間，得到含有微膠囊的CE預聚體系，將上述體系注入經(jīng)預熱且涂有脫模劑的模具中，于9(T10(TC下真空脫氣 30min，按工藝 120°C /2h + 150°C /2h + 180°C /2h + 200°C /2h 進行固化。將制備好的材料在切割機上裁成所需尺寸后測試性能。有關性能數(shù)據(jù)見表1。表1為本實施例提供的氰酸酯(CE)/微膠囊樹脂體系的反應性及CE/微膠囊樹脂體系固化后性能。表中，1，凝膠時間用平板小刀法在空氣氛圍中測得；2，反應峰頂溫度是通過DSC曲線得到，升溫速率為10°C/ min，樣品池N2流速為50ml/min。表1從表1中可以看出，在CE中加入150 μ m聚脲甲醛包覆的二月桂酸二丁基錫_4，4' - 二氰酸酯基二苯基丙烷化合物微膠囊后，樹脂體系的反應溫度降低，并且隨著微膠囊含量的逐漸增加，樹脂體系的凝膠時間和反應峰頂溫度逐漸降低，這說明不同含量該微膠囊的加入可以通過緩慢釋放囊芯來調(diào)節(jié)CE樹脂反應性，并且固化后的CE/微膠囊樹脂體系具有良好的力學性能。
實施例二
權利要求
1.一種氰酸酯/微膠囊樹脂體系的制備方法，其特征在于以b為重量單位，將IOOb 的氰酸酯在80 100°C的溫度下熔融，加入0. 125 恥的聚脲甲醛包覆有機錫化合物微膠囊，在100 120°C的溫度及攪拌條件下，反應30 120分鐘，得到含有微膠囊的氰酸酯預聚體系；將該體系注入經(jīng)預熱且涂有脫模劑的模具中，真空脫氣后，再按工藝120°C /2h + 150 °C /2h + 180 °C /2h + 200 °C /2h 進行固化處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種氰酸酯/微膠囊樹脂體系的制備方法，其特征在于所述的聚脲甲醛包覆有機錫化合物微膠囊，其有機錫化合物為二月桂酸二丁基錫或二月桂酸二丁基錫-氰酸酯化合物。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種氰酸酯/微膠囊樹脂體系的制備方法，其特征在于所述的聚脲甲醛包覆有機錫化合物微膠囊，其粒徑為0. 5 1000 μ m，壁厚為0. 1 60 μ m。
4.采用權利要求1制備方法得到的一種氰酸酯/微膠囊樹脂體系，其特征在于原料組成和配比為氰酸酯100b，聚脲甲醛包覆有機錫化合物微膠囊0. 125飛b，b為重量單位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氰酸酯/微膠囊樹脂體系及其制備方法。按重量計，將100份的氰酸酯在80～100℃下加熱熔融后，把0.125～5份聚脲甲醛包覆的有機錫化合物微膠囊填充于CE樹脂中，利用囊壁材料聚脲甲醛對囊芯催化劑有機錫化合物的緩釋作用，實現(xiàn)對CE固化反應溫度及反應速率的調(diào)節(jié)。得到的CE/微膠囊樹脂體系固化后具有良好的力學性能，該樹脂體系可用于制備航空航天用高性能復合材料、電子器件等。
文檔編號C08L61/24GK102167822SQ201110051290
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權日2011年3月3日
發(fā)明者林超, 梁國正, 袁莉, 陳鳳, 顧嬡娟 申請人:蘇州大學