[發明專利]熱固性聚酰亞胺樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201010256438.8
• 申請日: 2010-08-18
• 公開（公告）號: CN101921482A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 虞鑫海;陳梅芳
• 申請（專利權）人: 東華大學;上海睿兔電子材料有限公司
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08K5/3415;C08G73/12;C09J179/08
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于高分子新材料及其制備領域，特別是涉及一種熱固性聚酰亞胺樹脂及其制備方法。

背景技術

復合材料的應用被認為是飛機、火箭、導彈等飛行器減重的一個重要解決方案，因此，在航空航天領域中的應用相當廣泛。隨著飛行速度的提高，對復合材料的綜合性能提出更高的要求，尤其是耐高溫性。

纖維增強樹脂基復合材料具有比強度高、吸濕性小、尺寸穩定性好、介電性能優良、微波透過率高以及制品結構可設計性強等優點.。復合材料的耐高溫性能主要取決于基體樹脂，因此，開發耐高溫的基體樹脂極為關鍵。

聚酰亞胺是一類綜合性能非常優異的高分子材料，具有特別優異的耐熱性、耐低溫性、阻燃性、電氣性能和力學性能，被廣泛地應用于電子微電子、航空航天、激光、光電等高科技領域。

有關聚酰亞胺樹脂領域的研究開發工作已有不少報道：

中國發明專利CN1927908A公開了一種含酚羥基聚酰亞胺粉末的制備方法，其主要特征在于：(1)摩爾比為1∶1的含酚羥基芳香族二元胺化合物或含酚羥基芳香族二元胺與其它二元胺的混合物和芳香族二元酐在強極性非質子有機溶劑中，氮氣保護下，于0℃～30℃下反應3～12小時后，得到透明粘稠的聚羥基酰胺酸溶液，其中，強極性非質子有機溶劑占整個反應體系的質量百分數為5％～30％；(2)氮氣氣氛中，加入共沸脫水劑，加熱升溫，于120℃～160℃的溫度范圍內，回流共沸脫水亞胺化反應5～18小時，冷卻至室溫，過濾，洗滌，真空干燥，得到含酚羥基聚酰亞胺粉末，其中，共沸脫水劑與強極性非質子有機溶劑的體積比為0.1～10∶1。

虞鑫海等人【耐高溫單組分環氧膠粘劑的研制，粘接，2008，29(12)：16-19】公開了耐高溫單組分環氧膠粘劑的制備方法，其主要特征在于：以馬來酸酐(MA)為封端劑，以2，2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷(BAHPFP)、2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPOPP)、2，2-雙[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)為主原料合成得到了含酚羥基的聚醚酰亞胺樹脂(HPEI)；以所合成得到的HPEI為耐高溫增韌劑，與N，N，N′，N’-四縮水甘油基-4，4’-二氨基二苯甲烷(TGDDM)、氫化雙酚A環氧樹脂(HBPAE)，潛伏性固化劑等配制得到了綜合性能優異的耐高溫單組分環氧膠粘劑。

石英纖維和雙馬來酰亞胺樹脂(BMI)均具有優異的介電性能和力學性能。由石英纖維作為增強材料，BMI作為基體材料，所構成的復合材料具有優良的耐濕熱性能，較寬的溫度范圍內具有穩定的介電性能，國外已得到相當廣泛應用。例如，美國研制的第4代戰斗機F-22中，樹脂基復合材料的使用量已達到了結構總重量的24％，其中大部分為BMI基復合材料。

馬利鋒，胡曙輝【增強雙馬來酰亞胺樹脂基復合材料研究，化工新型材料，2005，33(7)：1-3，12】公開了耐高溫復合材料基體樹脂及其制備方法，其主要特征在于：由4，4’-二苯基甲烷雙馬來酰亞胺和烯丙基苯基化合物按1∶1.12質量比經預聚合后即可得到改性BMI，預聚合是在帶有攪拌器和能抽真空的反應玻璃瓶內進行。預聚合溫度為110～125℃，在此溫度下保持，直到獲得清晰均勻溶液為止。以改性BMI作為復合材料的基體組分，并用丙酮作為樹脂的溶劑，用浸潤劑處理的石英纖維紗作為復合材料的增強組分。經熱處理、切割、混合、撕松、烘干等工序后制得預混料，模壓成型，得到耐高溫復合材料。

本發明所公開的熱固性聚酰亞胺樹脂及其制備方法，尚未見公開的文獻或專利報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種熱固性聚酰亞胺樹脂及其制備方法，該方法工藝簡單、成本低、環境友好、可以在通用設備中完成制備過程，適用于工業生產。

本發明的化學反應方程式如下：

A組分

B組分

本發明的一種熱固性聚酰亞胺樹脂，包括：A組分和B組分，其重量比為1∶2-6；其中A組分為均相透明粘稠狀的馬來酰亞胺基聚酰亞胺樹脂溶液，含固量10wt％-25wt％；B組分為四馬來酰亞胺基雙酚A溶液，含固量30wt％-40wt％；其中，馬來酰亞胺基聚酰亞胺樹脂的分子結構通式為：

其中為芳香族二元酸酐的四價殘基，選自

中的一種或幾種；

并且-R₂-選自

中的一種或幾種；n為大于1，且小于30的整數；

四馬來酰亞胺基雙酚A的分子結構式為：