[發明專利]水性雙馬來酰亞胺樹脂及制備方法

有效

• 申請號: 200910069159.8
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號: CN101565505A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 李春剛;鹿秀山;劉柏松;潘煥明;王毅;郭平勝;鄭江東;蘇景麗
• 申請（專利權）人: 天津博苑高新材料有限公司
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 王 麗

技術領域

本發明屬于化學品制備方法領域，涉及一種水性雙馬來酰亞胺樹脂及制備方法。

背景技術

雙馬來酰亞胺BMI是目前高性能熱固性樹脂的典型代表，既具有良好的耐高溫、耐輻射特性，又具有與其他熱固性樹脂相似的流動性和可模塑性，可用一般成型方法進行加工，現已成功應用于航空、航天，電子電器和交通運輸等眾多尖端工業領域中。但是，由于雙馬來酰亞胺自身溶解性較差，僅能溶解于少數強極性溶劑中。這在環保觀念已深入人心的二十一世紀，必然會限制其應用領域的進一步拓展。此外，同屬于熱固性樹脂范疇的環氧樹脂，酚醛樹脂，早已有符合環保要求的水性產品問世，而對于水性雙馬來酰亞胺樹脂的研究，國內外卻罕有報道。所以如何提供一種性能優異，并且可溶或可分散于水的雙馬來酰亞胺樹脂及其制備方法，具有重要的科學和應用價值。

發明內容

以雙馬來酰亞胺和帶氨基的親水化合物為主要原料，利用邁克爾(Michael)加成反應，對雙馬來酰亞胺進行擴鏈，得到端基仍為馬來酰亞胺的一類水性雙馬來酰亞胺樹脂。

本發明的技術方案如下：

本發明的水性雙馬來酰亞胺樹脂，其結構式如下

其中：R為亞甲基、醚鍵或砜基基團；

R₁，R₂為飽和碳鏈，碳原子個數為0～2；

R₃為陰離子親水基團，羧酸鈉或磺酸鈉

n為大于或等于零的整數。

本發明的水性雙馬來酰亞胺樹脂的制備方法，步驟如下：

1)在裝有攪拌器和回流冷凝管的反應器中加入雙馬來酰亞胺樹脂，氨基親水化合物和混合溶劑，在50～80℃條件下，攪拌3～10小時，減壓蒸餾除去溶劑，得到水性雙馬來酰亞胺樹脂粗產物；

2)向水性雙馬來酰亞胺樹脂粗產物中另加入蒸餾水，并充分攪拌，使不溶雜質沉淀并沉化，然后過濾，得到外觀淺黃色的水溶液或分散液；

3)將以上水溶液或分散液減壓蒸餾除水，再將所得產品放入真空烘箱中，干燥72小時以上，得到外觀淡黃色或者土黃色的水性雙馬來酰亞胺樹脂精制產品。

本發明以反應體系總量為100質量份計，雙馬來酰亞胺用量為5～24質量份，氨基親水化合物用量為1～6質量份，其余為混合溶劑。

本發明的雙馬來酰亞胺結構通式為：

其中R任選自：亞甲基，醚鍵或砜基。

所述的氨基親水化合物結構通式為：

其中：R₁，R₂為飽和碳鏈，碳原子個數為0～2；

R₃為陰離子親水基團，羧酸鈉或磺酸鈉。

所述的雙馬來酰亞胺選自N、N′-4、4′-二苯甲烷雙馬來酰亞胺，N、N′-4、4′-二苯醚雙馬來酰亞胺或N、N′-4、4′-二苯砜雙馬來酰亞胺中的一種。

所述的混合溶劑為水和丙酮、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)三者其中一種組成的混合溶劑，比例范圍為1.0∶2.5～1.0∶7.4。混合溶劑中水的最少用量，以能夠在室溫下溶解反應所需氨基親水化合物為標準。

水性雙馬來酰亞胺樹脂除具有普通雙馬來酰亞胺樹脂的耐高溫，耐輻射等特性外，還可溶或分散于水中，從而大大改善了原有雙馬來酰亞胺樹脂的溶解性，拓展了雙馬來酰亞胺樹脂在水性體系中的應用領域，可應用于水性樹脂改性劑方面。此外，同普通雙馬來酰亞胺樹脂相比，該系列水性雙馬來酰亞胺樹脂，分子鏈更長，固化后交聯密度低，韌性好，所以具有更為廣闊的應用空間。

具體實施方式

下面結合具體的實施例進一步說明本發明，但本發明不局限于以下實例。

實施例1

在氮氣環境下，向裝有攪拌器和回流冷凝管的250ml三口瓶中，加入7.0份(以反應體系總量為100質量份計)N，N′-4，4′-二苯甲烷雙馬來酰亞胺，70份丙酮，水浴控溫30～40℃，使雙馬來酰亞胺完全溶解。另稱取1.0份3，5-二氨基苯羧酸鈉，將其溶解在22份水中。用恒壓滴液漏斗將3，5-二氨基苯羧酸鈉水溶液滴入雙馬來酰亞胺/丙酮溶液中，控制滴加時間在30～40分鐘。滴加完畢后，升高反應體系溫度至50℃，攪拌10小時。反應結束后，減壓蒸餾除去溶劑，得到水性雙馬來酰亞胺粗產物。