[發(fā)明專(zhuān)利]一種催化固化-增韌型苯并噁嗪復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710647743.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107501496B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙春霞;周俊萍;李云濤;劉玲;向東;李輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川天策聚材科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G14/073
• 分類(lèi)號(hào): C08G14/073;C08F212/08;C08F218/08;C08F212/36;C08F236/10
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本發(fā)明公開(kāi)了一種催化固化?增韌型苯并噁嗪復(fù)合材料，由苯并噁嗪?jiǎn)误w在磺化交聯(lián)結(jié)構(gòu)聚合物基微球的催化作用下，開(kāi)環(huán)并發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)制成。制備方法：S1、制備磺化交聯(lián)結(jié)構(gòu)聚合物基微球；S2、將苯并噁嗪?jiǎn)误w溶解在溶劑中，加入磺化交聯(lián)結(jié)構(gòu)聚合物基微球，超聲分散；S3、蒸發(fā)除去混合物中的溶劑丙酮和乙醇，并除去其中的空氣；S4、將苯并噁嗪?jiǎn)误w與磺化交聯(lián)結(jié)構(gòu)聚合物基微球混合物趁熱倒入玻璃模具中；S5、將裝有混合物的玻璃模具在130～160℃固化2～3h，180～200℃固化1～3h，自然冷卻得到催化固化?增韌型苯并噁嗪復(fù)合材料。本發(fā)明的復(fù)合材料具有良好斷裂韌性、高楊氏模量、拉伸強(qiáng)度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱穩(wěn)定性能，可廣泛應(yīng)用于對(duì)材料綜合性能要求較高的領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種催化固化-增韌型苯并噁嗪復(fù)合材料及其制備方法，屬于新型功能高分子材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

苯并噁嗪樹(shù)脂是近三十年來(lái)為數(shù)不多的成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的高性能熱固性樹(shù)脂新品種，其靈活的分子設(shè)計(jì)性、低成本及獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)使其在很多應(yīng)用領(lǐng)域可替代并超越傳統(tǒng)的熱固性樹(shù)脂。苯并噁嗪樹(shù)脂由苯并噁嗪?jiǎn)误w開(kāi)環(huán)交聯(lián)聚合后得到。苯并噁嗪樹(shù)脂的尺寸穩(wěn)定性、楊氏模量以及拉伸強(qiáng)度等性能均在酚醛和環(huán)氧之上，耐熱性接近昂貴的聚酰亞胺樹(shù)脂。苯并噁嗪樹(shù)脂可以單獨(dú)使用，也可以與環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂以及雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂共混改性用作復(fù)合材料基體樹(shù)脂，在航空航天用結(jié)構(gòu)或涂層材料、電子電器用耐高溫材料等高性能復(fù)合材料中具有廣闊的應(yīng)用前景和極大的市場(chǎng)價(jià)值。

20世紀(jì)90年代，美國(guó)凱斯西部?jī)?chǔ)備大學(xué)的Ishida教授等人開(kāi)始對(duì)苯并噁嗪的聚合反應(yīng)及聚合物結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究。國(guó)內(nèi)在上世紀(jì)末由顧宜教授、余鼎聲教授等課題組率先進(jìn)行苯并噁嗪的理論與應(yīng)用研究，詳見(jiàn)文獻(xiàn)資料：裴頂峰，顧宜，李在蘭，等，高分子材料科學(xué)與工程，1997,5:41-44；史子興，王一中，余鼎聲，玻璃鋼/復(fù)合材料，2000,2:14-17.。苯并噁嗪產(chǎn)品和應(yīng)用存在的問(wèn)題是單體固化溫度高、樹(shù)脂韌性差和功能性產(chǎn)品匱乏。苯并噁嗪?jiǎn)误w催化固化和苯并噁嗪增韌改性的研究已經(jīng)相對(duì)成熟。氧化石墨烯、蒙脫土、碘鎓鹽、α-磷酸鋯α-ZrP以及多酚基化合物等均可催化苯并噁嗪?jiǎn)误w開(kāi)環(huán)交聯(lián)反應(yīng)，且能有效降低苯并噁嗪固化溫度。詳見(jiàn)文獻(xiàn)資料：Zeng M.,Wang J.,Li R.R.,et al.,Polymer,2013,54:3107-3116；Andronescu C.,S.A.,Deleanu C.,et al.,AppliedClay Science,2013,86:99–105；Zhang D.,Yue J.,Li H.,et al.,,Thermochimica Acta,2016,643:13-22；Yue J.,Zhao C.X.,Dai Y.X.,et al.,Thermochimica Acta,2017,650:18-24；Zhang M.,Tan Z.W.,Ma H.X.,et al.,RSC Advances,2014,4(96),53505-53153。苯并噁嗪增韌的方法主要是向基體中添加核殼橡膠/液體橡膠和熱塑性樹(shù)脂等物理改性(任士通，楊欣，趙曉娟，等，高分子學(xué)報(bào)，2016,4:494-802；張明，劉立朋，安學(xué)鋒，等,工程塑料應(yīng)用，2002,40(7):9-12；雷雅杰,陳文瑾,趙睿,劉孝波，熱固性樹(shù)脂，2010,25(2):11-14.)；以及基于分子設(shè)計(jì)的化學(xué)增韌改性方法(Xia Y.Q.,Lin Y.F.,Ran Q.C.,et al.,RSCAdvances,2017,7:1617-1625.)。

目前，對(duì)苯并噁嗪?jiǎn)误w催化固化和苯并噁嗪樹(shù)脂增韌改性研究，一直呈獨(dú)立分支狀態(tài)。材料單一性能的改善，已難以滿足科技高速發(fā)展對(duì)材料多功能性的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題和/或缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中苯并噁嗪?jiǎn)误w催化固化和苯并噁嗪樹(shù)脂增韌改性研究一直呈獨(dú)立分支狀態(tài)，材料單一性能的改善已難以滿足科技高速發(fā)展對(duì)材料多功能性的需求的技術(shù)缺陷，提供一種催化固化-增韌型苯并噁嗪復(fù)合材料，其兼具韌性強(qiáng)和開(kāi)環(huán)固化反應(yīng)溫度低的特點(diǎn)。