6.6 氰酸酯树脂

6.6 氰酸酯树脂

氰酸酯树脂是20世纪60年代开发的一种分子结构中含有两个或两个以上氰酸酯官能团(—OCN)的新型热固性树脂,其分子结构式为:NCO—R—OCN;氰酸酯树脂又叫作三嗪A树脂,英文全称是Triazine A resin、TA resin、Cyanate resin,缩写为CE。

1)氰酸酯树脂的性能

氰酸酯树脂(CE)的种类很多,不同的结构会有不同的性能,但它们是固化聚合后生成三嗪环结构为主的网状高聚物,所以它们有着共同的特性。

CE的重均相对分子质量为2 000,常温下呈固态或者半固态,也有某些品种为液体;可以在50~60℃温度范围内软化。

CE可溶于常见溶剂,如丙酮、丁酮、氯仿、四氢呋喃等,会被25%的氨水、4%的氢氧化钠溶液、50%硝酸和浓硫酸腐蚀,但是它可以耐苯、二甲基甲酰胺、甲醛、燃料油、石油、浓醋酸、三氯醛酸、磷酸钠浓溶液、30%的过氧水H2O5等。

CE具有优良的高温力学性能,弯曲强度和拉伸强度都比双官能团环氧树脂高;极低的吸水率(<1.5%);成型收缩率低,尺寸稳定性好;耐热性好,玻璃化温度在240~260℃,最高能达到400℃,改性后可在170℃固化;耐湿热性、阻燃性、黏结性都很好,和玻纤、碳纤、石英纤维、晶须等增强材料的黏结性能好;电性能优异,具有极低的介电常数(2.8~3.2)和介电损耗角正切值(0.002~0.008),并且介电性能对温度和电磁波频率的变化都显示特有的稳定性(即具有宽频带性)。

用有机锡化合物作为CE固化反应的催化剂,制得的固化树脂和复合材料具有优良的性能。

2)氰酸酯树脂改性(https://www.daowen.com)

最常见的氰酸酯树脂品种是双酚A型氰酸酯树脂,合成工艺简单,原材料便宜。但由于分子中三嗪环结构高度对称,结晶度高,其树脂固化物的脆性较大,制得的复合材料预浸料的铺覆性差,单体聚合后交联密度大,因此需要进行增韧改性。

常用的增韧材料有:热固性树脂(环氧树脂EP、双马来酰亚胺树脂BMI、带不饱和双键的化合物如苯乙烯、丙烯酸酯和不饱和聚酯树脂等)、热塑性树脂(聚苯醚、聚碳酸酯、聚砜、聚醚醚酮、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚酯等)、弹性体(天然橡胶、氯丁橡胶、聚异戊二烯、端羧基丁腈等)、纳米粒子等。用以上材料对氰酸酯树脂进行共聚、共混改性来达到增韧的目的。

3)氰酸酯树脂应用

(1)氰酸酯树脂(CE)是新型的电子材料和绝缘材料,是电子电器和微波通信科技领域中重要的基础材料之一,是理想的雷达罩用树脂基体材料;由于具有良好的热稳定性和耐湿热性,极低的线膨胀系数等优点,CE成为生产高频、高性能、优质电子印制电路板的极佳的基体材料;另外CE还是很好的芯片封装材料。

(2)CE可用于制作军事、航空、航天、航海领域的结构件,比如机翼、舰船壳体等,还可制成宇航中常用的泡沫夹芯结构材料。

(3)CE有良好的相容性,与环氧树脂、不饱和聚酯等共聚可提高材料的耐热性和力学性能,也可用来对其他树脂改性,用作胶黏剂、涂料、复合泡沫塑料、人工介质材料等。

(4)CE的透波率极高,透明度好,是很好的透波材料。