氰酸酯胶黏剂以其优异的介电性能、耐湿热性能和耐高温性能在国外被广泛用于航天、航空和电子领域,尤其是将其用于雷达天线罩、微波武器、隐身材料等先进武器的制造。从以下三个方面对氰酸酯树脂及其胶黏剂的研究做了简要的概述:(l)氰酸酯树脂的特性、种类、聚合反应机理、产品及应用;(2)四种增韧氰酸酯树脂的法,着重介绍了橡胶弹性体、热塑性树脂、热固性树脂(环氧、双马来酰亚胺等)的改性效果;(3)国外氰酸酯胶黏剂的最新进展和系列化产品的性能介绍。
氰酸酯胶黏剂是近年来人们日益关注的高性能胶黏剂之一。它具有优异的耐湿热稳定性、宽频介电性能及耐高温等特性,在国外已成功应用于雷达天线罩、微波武器、高透波介电涂层、隐身材料等先进武器的制造。国内氰酸酯胶黏剂的研究尚处于实验室阶段。本文着重介绍了国外在氰酸酯树脂改性和氰酸酯胶黏剂研究方面的概况。
氰酸酯树脂(cyanate ester resin,简称CE)于1972年在德国B ayer公司开发成功,由于该树脂具有优异的电绝缘性能(尤其是介电性能)、低吸湿率、高耐热性、良好的工艺性能等而受到广泛的关注,成为继环氧树脂、聚酰亚胺、双马来酰亚胺后又一高性能复合材料树脂基体。氰酸酯树脂结构通式可用NCO -R- OCN表示,但由于脂肪族氰酸酯在加热条件下很容易发生异构化反应生成异氰酸酯,目前商品化的氰酸酯产品均为芳香族氰酸酯。
表1所列为几种商品化的氰酸酯。
氰酸酯在常温下多为固态或半固态物质,熔点和熔融黏度较低,与增强纤维有良好的浸润性、涂覆性及流变特性,可通过无溶剂浸渍技术加工结构复合材料。氰酸酯可溶于常用的溶剂c如丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃等),能与许多树脂形成相容性良好的共混物,在注塑、模压、缠绕、树脂传递模塑等多种成型工艺上得到应用。另外,氰酸酯对金属有着极好的粘接性,主要是因为它能与金属表面的羟基等基团形成化学键,并与金属离子形成络合物。
氰酸酯在加热和催化剂作用下可形成含有三嗪环的交联网络结构。这种反应的基本持征是氰酸酯基的环化三聚反应,所用催化剂为过渡金属离子,共催化剂为含有活泼氢的化合物。过渡金属离子由其有机盐提供,常用的有乙酰丙酮(或环烷酸)的锌盐、铜盐、钴盐、锰盐等,常用的共催化剂为壬基苯酚,酚的作用是通过质子的转移促进闭环反应。图1所示是氰酸酯在金属盐和酚催化下的聚合反应机。
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