[發明專利]一種耐高溫易溶阻燃型含氟聚芳醚腈樹脂及其制備方法

在審

• 申請號: 201711354152.1
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108129654A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 魏俊基;孟曉娟;白亞飛;晏妮;王鳳燕;宋家樂
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: C08G65/40
• 分類號: C08G65/40
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明涉及一種耐高溫易溶阻燃型含氟聚芳醚腈樹脂及其制備方法，先將雙酚AF、2,6二氯苯甲腈和催化劑混合，得到混合物，再向混合物中加入溶劑和脫水劑，在保護氣氛下進行芳香親核取代反應；其中，雙酚AF、2,6二氯苯甲腈、催化劑、溶劑和脫水劑的摩爾比為1:1:(1.1～1.6):(5～11):(1.5～2)；芳香親核取代反應結束后，將反應產物倒入沉淀劑中沉淀，將沉淀物干燥粉碎，經過提純后，得到耐高溫易溶阻燃型含氟聚芳醚腈樹脂。本發明產物中引入氟原子，提高了聚芳醚腈的溶解性，使其可溶于丙酮、氯仿和四氫呋喃等低沸點有機溶劑，且由于含有F原子，所以其具有較好的阻燃性、熱穩定性和力學性能。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種耐高溫易溶阻燃型含氟聚芳醚腈樹脂及其制備方法。

背景技術

21世紀以來，航空航天、電子信息、機械裝備和化學工業的飛速發展，對傳統高分子提出了更高的要求，而具有耐高溫、絕緣、優良力學性能和加工性能的芳香環高分子材料得以迅速發展。相比聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)和聚芳醚(PAR)等較為常見的特種高分子材料，聚芳醚腈(PEN)起步較晚，但是憑借其出色的熱穩定性、機械強度、阻燃性和耐輻射性等性能，有望在軍事和民用高新技術領域快速發展并最終實現應用。

一般聚芳醚腈的分子主鏈含有大量剛性苯環，苯環之間依靠醚鍵相連，側鏈存在極性基團：氰基，所以分子主鏈剛硬且分子鏈間作用力強，因此綜合性能較為優異，以此衍生出了各種結構和性能的PEN薄膜。由于PEN的介電常數在3.3以上，且介電損耗較低，所以這類薄膜在薄膜電容器領域具有一定的應用前景。但是在溶液澆鑄過程中，目前大部分PEN只能溶解于高沸點的極性溶劑，這會導致在后續溶劑去除過程中所需溫度高，而且高沸點極性溶劑難以去除干凈，最終會增大PEN的介電損耗，進而影響PEN在高溫(T>100℃)和低頻下(f<10Hz)的介電性能。同時，在電子信息領域希望高分子材料具有阻燃性，以拓展其使用范圍。因此，具有一定介電性能的新型耐高溫易溶阻燃型聚芳醚腈亟需開發。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的問題，提供一種耐高溫易溶阻燃型含氟聚芳醚腈樹脂及其制備方法，制得的含氟聚芳醚腈樹脂在保持良好介電性能的同時，有較高的溶解性、熱穩定性和阻燃性。

為了達到上述目的，本發明樹脂采用如下技術方案：

其結構式為：

其分子量在10萬～20萬之間。

本發明制備方法采用如下技術方案：包括以下步驟：

步驟1：將雙酚AF、2,6二氯苯甲腈和催化劑混合，得到混合物，再向混合物中加入溶劑和脫水劑，在保護氣氛下進行芳香親核取代反應；其中，雙酚AF、2,6二氯苯甲腈、催化劑、溶劑和脫水劑的摩爾比為1:1:(1.1～1.6):(5～11):(1.5～2)；

步驟2：芳香親核取代反應結束后，將反應產物倒入沉淀劑中沉淀，將沉淀物干燥粉碎，經過提純后，得到耐高溫易溶阻燃型含氟聚芳醚腈樹脂。

進一步地，步驟1中，催化劑是碳酸鉀，溶劑是環丁砜，脫水劑是甲苯。

進一步地，步驟1中，保護氣氛是氮氣或者氦氣。

進一步地，步驟1中，芳香親核取代反應具體包括以下步驟：先控制反應溫度在155～165℃，保持共沸2～4小時，期間通過分水器逐漸將水放出；然后將溫度升至175～195℃并保持0.3～1小時，放出脫水劑，將溫度升至220～250℃，反應至出現爬桿現象，結束反應。

進一步地，溫度升至220～250℃后，持續反應4～5小時。

進一步地，步驟2中，沉淀劑為甲醇、乙醇或pH值在5～6的稀鹽酸溶液。