[發(fā)明專利]雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物、固化物及其玻纖復(fù)合材料與制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210555132.1
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN103012790A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鋼;陳智然;吳斌;楊旭林;羅一男;徐明珍;金睿;劉孝波
• 申請（專利權(quán)）人: 成都德美精英化工有限公司;電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G73/06
• 分類號(hào): C08G73/06;C08L79/04;C08K7/14;B29C71/02
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 梁鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物、固化物及其玻纖復(fù)合材料與制備方法。

背景技術(shù)

雙鄰苯二甲腈樹脂是由美國海軍實(shí)驗(yàn)室的Keller課題組最先合成出的，是一種高性能耐高溫?zé)峁绦詷渲渚哂袃?yōu)異的熱穩(wěn)定性和熱氧化穩(wěn)定性、良好的機(jī)械性能和較高的防潮性等，具有抗腐蝕、耐輻照、高強(qiáng)度等功能特點(diǎn)；使其在航空航天、艦船、機(jī)械、電子等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，且可以制備功能高分子材料、油漆/涂料、樹脂基復(fù)合材料、耐高溫粘結(jié)劑、電子導(dǎo)體、半導(dǎo)體、有機(jī)磁性功能材料。它是第一種有文獻(xiàn)報(bào)道的基于鄰苯二甲腈的高性能熱固性樹脂。在加熱條件下，雙鄰苯二甲腈單體通過腈基的加成聚合反應(yīng)形成雙鄰苯二甲腈樹脂。自20世紀(jì)70年代起，Keller課題組對雙鄰苯二甲腈的制備、加工、性能和應(yīng)用等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，在單體的合成、加工及性能方面獲得了一些有價(jià)值的結(jié)果。在此之后，他們提出以該樹脂為基體的復(fù)合材料是有大發(fā)展?jié)摿Φ哪透邷匦阅軓?fù)合材料。

本發(fā)明的申請人針對鄰苯二甲腈樹脂也進(jìn)行了大量的研究，并有相關(guān)專利文獻(xiàn)報(bào)道，如ZL2006100213342“雙端基鄰苯二甲腈樹脂、固化物及其制備方法和用途”；ZL2008103065093“磁性二茂鐵-雙端基鄰苯二甲腈樹脂、固化物及它們的制備方法”。

但是，雙鄰苯二甲腈同時(shí)具有加工溫度高，固化反應(yīng)慢等缺點(diǎn)，從而限制了其應(yīng)用；例如：聯(lián)苯型鄰苯二甲腈的熔點(diǎn)是247℃，在無催化劑的情況下幾乎不固化；雙酚A型鄰苯二甲腈的熔點(diǎn)是197℃，在無催化劑的情況下幾乎不固化。于是，申請?zhí)枮?010102272271的“含芳醚腈鏈段的雙酚A型雙鄰苯二甲腈樹脂、固化物及其制備方法”針對其缺點(diǎn)合成了加工溫度更低的雙鄰苯二甲腈樹脂，但是合成步驟麻煩。也有相關(guān)文獻(xiàn)通過添加環(huán)氧等樹脂來降低雙鄰苯二甲腈的加工溫度，但是，雙鄰苯二甲腈與環(huán)氧的相容性較差，且結(jié)果表明環(huán)氧的添加損壞了雙鄰苯二甲腈的耐熱阻燃性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物，其是將雙鄰苯二甲腈與氨基苯氧基鄰苯二甲腈于200~220℃熔融共聚得到。

上述雙鄰苯二甲腈為聯(lián)苯型雙鄰苯二甲腈或雙酚A型雙鄰苯二甲腈。

本發(fā)明還提供了上述雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物的制備方法，將雙鄰苯二甲腈與氨基苯氧基鄰苯二甲腈在200-220℃下熔融共聚10-40min，即得雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物。

優(yōu)選的，上述雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物的制備方法：將雙鄰苯二甲腈在200℃-220℃攪拌熔融后，繼續(xù)攪拌5-10min，再逐步加入氨基苯氧基鄰苯二甲腈使其完全熔融，然后攪拌10-30min即得本發(fā)明雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈固化物，其是將上述雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物進(jìn)行澆注、熱處理制得；所述熱處理?xiàng)l件為200-350℃下處理4-14h；優(yōu)選的，所述熱處理采用分段熱處理，熱處理?xiàng)l件為：200-220℃/1-2h，230-250℃/1-4h，260-290℃/1-4h，300-350℃/1-4h；更優(yōu)選的，熱處理?xiàng)l件為：200℃/2h，240℃/2h，280℃/4h，320℃/4h。

所得固化物氧指數(shù)大于36%，彎曲強(qiáng)度88～130MPa，初始分解溫度為478℃以上，800℃殘?zhí)悸蚀笥?5%。

本發(fā)明所要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是提供一種玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料，其以上述雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物和玻纖為原料，雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物和玻纖的重量比為：30～50︰70～50。

優(yōu)選的，上述雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料中，雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物和玻纖的重量比為40:60。

所得玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料氧指數(shù)大于39%，彎曲強(qiáng)度達(dá)525～710MPa，初始分解溫度為500℃以上，800℃殘?zhí)悸蚀笥?0%。

上述玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料(玻纖增強(qiáng)雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物的復(fù)合材料)采用干濕混合法制備。