[發(fā)明專利]一種苯并咪唑-環(huán)氧基體樹脂及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210585965.2
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103030787A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 虞鑫海;顧濤;辛洪南;鐘鳳;王朝棟;姜建洲
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué);虞鑫海
• 主分類號: C08G59/50
• 分類號: C08G59/50;C08G59/38
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 黃志達(dá)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)高分子樹脂及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種苯并咪唑-環(huán)氧基體樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)

聚苯并咪唑是一類綜合性能非常優(yōu)異的聚合物，具有非常優(yōu)良的耐熱性、耐低溫性、耐溶劑性、自潤滑性以及阻燃等特性，同時(shí)，也具有非常優(yōu)良的力學(xué)性能和介電性能。因此，它被廣泛地應(yīng)用于耐高溫纖維材料以及宇宙飛船、衛(wèi)星或太空飛行器等的耐高溫材料；航空航天、汽車、機(jī)電等方面的先進(jìn)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、C級或200以上級電氣絕緣材料、耐高溫膠粘劑等；以及電子微電子領(lǐng)域的FPC或PCB的基體材料、IC的層間絕緣材料、超大規(guī)模集成電路鈍化涂層和α粒子阻擋層涂覆材料等。

徐俊，虞鑫海，等人【3,3',4,4'-四氨基二苯醚的合成及其聚苯并咪唑樹脂的制備[J].絕緣材料，2009,42（3）：31-35】公開了聚苯并咪唑樹脂的制備方法，其特征在于：以4,4'-二氨基二苯醚為原料，經(jīng)乙酰化、硝化、堿解、還原、中和五步反應(yīng)合成3,3',4,4'-四氨基二苯醚，總收率為52.8%，并用FT-IR及熔點(diǎn)測試技術(shù)對其進(jìn)行了表征。另外，基于3,3',4,4'-四氨基二苯醚單體，在多聚磷酸與五氧化二磷的體系下，進(jìn)一步與二酸聚合得到了高分子量的聚苯并咪唑，其分子結(jié)構(gòu)式為：

中國發(fā)明專利CN101456964A公開了一種芳香族聚苯并咪唑樹脂薄膜的制備方法，其主要特征在于：采用特定分子結(jié)構(gòu)的芳香族四元胺和芳香族二羧酸，在多聚磷酸/五氧化二磷體系的作用下，于氮?dú)鈿夥罩校谑覝?200℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行溶液縮聚反應(yīng)，制得暗紅色橡膠彈性體狀聚合物。冷卻后倒入水中，在樹脂攪碎機(jī)里，攪碎成粉末，堿洗至中性，烘干后選擇合適的溶劑將其溶解，流延成膜，加熱升溫，脫除溶劑，獲得芳香族聚苯并咪唑薄膜，其分子結(jié)構(gòu)式如下：

眾所周知，環(huán)氧樹脂具有許多優(yōu)良的性能：（1）良好的粘接性能：粘接強(qiáng)度高，粘接面廣，它與許多金屬（如鐵、鋼、銅、鋁、金屬合金等）或非金屬材料（如玻璃、陶瓷、木材、塑料等）的粘接強(qiáng)度非常高，有的甚至超過被粘材料本身的強(qiáng)度，因此可用于許多受力結(jié)構(gòu)件中，是結(jié)構(gòu)型粘合劑的主要成分之一；（2）良好的加工性能：環(huán)氧樹脂配方的靈活性、加工工藝和制品性能的多樣性是高分子材料中最為突出的；（3）良好的穩(wěn)定性能：環(huán)氧樹脂的固化主要是依靠環(huán)氧基的開環(huán)加成聚合，因此固化過程中不產(chǎn)生低分子物，其固化收縮率是熱固性樹脂中最低的品種之一，一般為1%-2%，如果選擇適當(dāng)?shù)奶盍峡墒故湛s率降至0.2%左右；固化后的環(huán)氧樹脂主鏈?zhǔn)敲焰I、苯環(huán)、三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此具有優(yōu)異的耐酸堿性。

因此，環(huán)氧樹脂在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用：無論是高新技術(shù)領(lǐng)域還是通用技術(shù)領(lǐng)域，無論是國防軍工還是民用工業(yè)，乃至人們的日常生活中均能看到它的蹤跡。

中國發(fā)明專利CN101148656A，公開一種耐高溫?zé)o溶劑環(huán)氧膠粘劑的制備方法，其主要特征在于：TGDDM環(huán)氧樹脂、增韌劑、氫化雙酚A、固化劑、促進(jìn)劑混合均勻，制得了耐高溫?zé)o溶劑環(huán)氧膠粘劑。但其耐高溫性能仍然有較大的局限性，未能滿足許多高溫環(huán)境下的實(shí)際應(yīng)用。

中國發(fā)明專利CN101397486A，公開了一種雙組分無溶劑環(huán)氧樹脂膠粘劑的制備方法，其主要特征在于：它包括A組分和B組分,其中A組分含有酚醛環(huán)氧樹脂、脂環(huán)型環(huán)氧樹脂和端羧基丁腈橡膠；B組分是1,4-雙(2,4-二氨基苯氧基)苯芳香族多元胺固化劑。脂環(huán)型環(huán)氧樹脂和端羧基丁腈橡膠的添加量分別為酚醛環(huán)氧樹脂的20-35%和12%（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）。1,4-雙(2,4-二氨基苯氧基)苯芳香族多元胺固化劑的添加量為酚醛環(huán)氧樹脂的15-20%（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），所得膠粘劑體系工藝性好。但其耐熱性能還不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種苯并咪唑-環(huán)氧基體樹脂及其制備方法，該基體樹脂綜合性能優(yōu)異，可應(yīng)用于玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)的先進(jìn)復(fù)合材料，另外，也可應(yīng)用于金屬、玻璃、陶瓷等基材的粘接劑。

本發(fā)明的一種苯并咪唑-環(huán)氧基體樹脂，所述樹脂由質(zhì)量比為1:0.2-0.5的A、B兩組份組成；其中，A組份的組成為：質(zhì)量比為100:5-10:20-30:140-200的N,N,N’,N’-四縮水甘油基-2,2-雙[4-（4-氨基苯氧基）苯基]丙烷、2-（4-氨基苯基）-5-氨基苯并咪唑、活性稀釋劑和有機(jī)溶劑；B組份的組成為：質(zhì)量比為1:1-2的固化劑和有機(jī)溶劑。

所述2-（4-氨基苯基）-5-氨基苯并咪唑的分子結(jié)構(gòu)式為：