[發明專利]一種聯苯型熱致性液晶聚氨酯的制備方法

無效

• 申請號: 201010159016.9
• 申請日: 2010-04-27
• 公開（公告）號: CN101831044A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 陸紹榮;黃志義;班建峰
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C08G18/32
• 分類號: C08G18/32;C08L75/04;C08L63/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種聯苯型熱致性液晶聚氨酯的制備方法。

背景技術

液晶性高分子是在一定條件下能以液晶相態存在的高分子，其分子結構高度有序，且剛性液晶單元可沿一個方向取向排列，能夠形成有序微區結構，具有高強度、高模量、低粘度、介電強度高、介電損耗小、耐高溫及線膨脹系數小等特點，是一類優秀的結構功能材料，非常適宜作絕緣材料，在航空、電子等高性能電子封裝領域獲得了重要應用。

環氧樹脂(Epoxy?resin，簡稱EP)是分子結構中含有兩個或兩個以上環氧基的低分子聚合物，是一種重要的熱固性樹脂，具有優異的粘接性能、耐磨性能、機械性能、電絕緣性能、化學穩定性能、耐高低溫性能以及收縮率低、易加工成型和成本低廉等優點，在輕工、建筑、機械、航天航空等領域得到廣泛應用。但是由于固化后的環氧樹脂交聯密度高，內應力大，因而存在質脆、耐疲勞性差、耐熱性低等缺點，在應用上受到了一定的限制。二十世紀六十年代以來，人們嘗試了多種方法對環氧樹脂增韌改性，例如橡膠增韌改性、熱塑性樹脂增韌改性、IPN互穿網絡改性、納米剛性粒子改性、柔性固化劑改性和熱致液晶改性等方法。

液晶聚合物與普通環氧樹脂有較好的相容性，當固化發生在液晶相的低端溫度區間時，樹脂的凝膠時間大于液晶基元的取向時間，取向就容易被固定下來形成微纖，在復合材料中可以起到自增強作用。熱致性液晶對裂紋擴展具有約束閉合作用，它像一座橋橫架在斷裂面上，將裂紋的兩邊聯接起來形成橋聯作用，使兩者連接處的裂紋起釘錨作用，從而阻止裂紋進一步擴展。少量液晶原纖的存在可以阻止裂紋，提高脆性基體的韌性而不降低材料的耐熱性和剛度。

發明內容

本發明的目的是提供一種聯苯型熱致性液晶聚氨酯的制備方法。

具體步驟為：

將10-60ml摩爾濃度為1mol/L的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)置于250ml三口燒瓶中，加熱升溫，預設溫度30～60℃，加入1～10g聯苯二酚和0.05～0.5ml摩爾濃度為1mol/L的二月桂酸二丁基錫，強烈攪拌，待聯苯二酚完全溶解后，加入5～50ml摩爾濃度為1mol/L的甲苯二異氰酸酯(TDI)，反應0.5～2h，加入1～5ml摩爾濃度為1mol/L的一縮二乙二醇，升溫至70～100℃，反應5～10h。反應結束，冷卻至室溫，加入1～3ml摩爾濃度為1mol/L的甲醇，攪拌10～30min，倒入燒杯中，加大量水沉淀，減壓抽濾，用酒精洗滌2～3次，得到白色固體顆粒產物即液晶聚氨酯產品。

所得聯苯型熱致性液晶聚氨酯結構式如下：

本發明合成過程簡單，耗時較少，所需試驗儀器也比較簡單，且原料來源廣泛，價格低，污染小。本發明的聯苯型熱致性液晶聚氨酯有較寬的液晶區間，流動性較好，能在環氧樹脂中均勻的分散。經本發明合成的聯苯型熱致性液晶聚氨酯用于增韌改性環氧樹脂，用量僅為環氧樹脂的1～5wt％，就能達到很好的效果，沖擊強度由原來的26.26kJ/m²提高到47.21kJ/m²，拉伸強度提高53％，彎曲強度增加23％，熱分解起始溫度提高5～10℃。

附圖說明

圖1為本發明實施例1制得的聯苯型熱致性液晶聚氨酯的紅外譜圖。

具體實施方式

實施例1：

將30ml摩爾濃度為1mol/L的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)置于250ml三口燒瓶中，加熱升溫，預設溫度60℃，加入1.488g聯苯二酚和0.1ml摩爾濃度為1mol/L的二月桂酸二丁基錫，強烈攪拌，待聯苯二酚完全溶解后，加入10ml摩爾濃度為1mol/L的甲苯二異氰酸酯(TDI)，反應0.5h，加入2ml摩爾濃度為1mol/L的一縮二乙二醇，升溫至85℃，反應6h。反應結束，冷卻至室溫，加入1ml摩爾濃度為1mol/L的甲醇，攪拌約10min，倒入燒杯中，加大量水沉淀，減壓抽濾，用酒精洗滌2次，得到白色固體顆粒產物即液晶聚氨酯產品。制得的液晶聚氨酯的紅外譜圖見圖1。該液晶聚氨酯的液晶區間為180.1～228.2℃，經該液晶聚氨酯(用量僅為環氧樹脂的1～5wt％)改性后的環氧樹脂，沖擊強度由原來的26.26kJ/m²提高到44.64kJ/m²，熱分解起始溫度提高5～8℃。

實施例2：