[發明專利]一種含有聯苯基和亞胺基熱致性液晶聚氨酯的合成方法

無效

• 申請號: 201110046683.0
• 申請日: 2011-02-26
• 公開（公告）號: CN102174162A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 黃志義;陸紹榮;陽志有
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C08G18/32
• 分類號: C08G18/32;C09K19/38;C08L63/00;C08L75/04
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技術領域

本發明涉及一種含有聯苯基和亞胺基熱致性液晶聚氨酯的合成方法，有良好的液晶態和較寬的液晶區間，流動性較好，適用于熱固性樹脂、熱塑性樹脂及涂料等的增強增韌改性。特別適合用于增韌改性環氧樹脂，可制備出綜合性能高的環氧樹脂復合材料。

背景技術

熱致性液晶聚合物(TLCP)是一種高性能高分子材料，具有模量高、強度大、自增強等特點，在液晶態下呈現出特有的易流動性、優良的熱穩定性和尺寸穩定性、較低的線膨脹系數等優良的綜合性能等特點，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。20世紀90年代以來，利用液晶化合物增韌環氧樹脂引起人們的關注。

TLCP在復合材料中可以起到自增強作用，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TLCP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

本發明所要解決的技術問題是合成出一種性能良好且成本較低的熱致性液晶聚氨酯，并且能很好的增韌改性環氧樹脂。

具體步驟為：

(1)在250ml三口燒瓶中加入2～20g均苯四甲酸二酐、20～200ml摩爾濃度為1mol/L的乙酸和20～200ml摩爾濃度為1mol/L的乙醇胺，加熱回流反應6～24h，停止反應，冷卻靜置過濾，產物用無水乙醇洗滌2次，烘干即得中間體白色產物N，N′-二(ω-羥乙基)均苯四甲酰二亞胺(BHDI)；

(2)將10～100ml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30～100℃，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0.5～5h；然后加入1～10ml摩爾濃度為1mol/L的乙二醇，升溫至70～140℃，反應0.5～5h，再加入1～10g步驟(1)制得的N，N′-二(ω-羥乙基)均苯四甲酰二亞胺(BHDI)，在此溫度反應4～20h；反應結束，冷卻至室溫，加入1～10ml摩爾濃度為1mol/L的甲醇，攪拌10～60min，倒入燒杯中，加大量水沉淀，減壓抽濾，用無水乙醇洗滌2～3次，得到黃色固體顆粒產物即為含有聯苯基和亞胺基熱致性液晶聚氨酯。

所述原料要求是：均苯四甲酸二酐(化學純)；乙醇胺(分析純)；乙酸(分析純)；聯苯二酚(工業級)；甲苯二異氰酸酯(TDI)(化學純)；N，N-二甲基甲酰胺(DMF)(分析純)；乙二醇(分析純)；二月桂酸二丁基錫(分析純)；甲醇(分析純)。

本發明的具體情況：

(1)本發明生產周期短、成本低、污染小。

(2)本發明制得的含有聯苯基和亞胺基熱致性液晶聚氨酯有良好的液晶態和較寬的液晶區間，流動性較好，與環氧樹脂有很好的相容性，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18.98kJ/m2提高到45.66kJ/m2，拉伸強度提高59％，彎曲強度增加69％，熱分解起始溫度提高15～20℃。

附圖說明：

圖1為本發明實施例1合成的含有聯苯基和亞胺基熱致性液晶聚氨酯的結構式。

圖2為本發明實施例1合成的含有聯苯基和亞胺基熱致性液晶聚氨酯的紅外譜圖。