[發(fā)明專利]一種芳香聚亞胺熱固性樹(shù)脂及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810311937.9
• 申請(qǐng)日: 2018-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108676137B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁彥超;賈雷;趙建青;劉述梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G12/08
• 分類號(hào): C08G12/08;C08J11/08;C08L61/22
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛(ài)鵬

本發(fā)明公開(kāi)了一種芳香聚亞胺熱固性樹(shù)脂及其制備方法，制備方法包括步驟：1)將芳香醛與芳香胺均勻溶于非質(zhì)子溶劑中，在20～100℃攪拌反應(yīng)0.05～5h，獲得預(yù)聚物沉淀或預(yù)聚物溶液；2)將預(yù)聚物沉淀過(guò)濾并干燥或?qū)㈩A(yù)聚物溶液干燥后放入模具中，在150～250℃，1～20MPa條件下進(jìn)行熱壓成型，得到熱固性樹(shù)脂，其結(jié)構(gòu)式如式Ⅰ，其中R₁和R₂為含苯環(huán)的芳香結(jié)構(gòu)。本發(fā)明熱固性樹(shù)脂具有優(yōu)良的機(jī)械、耐熱和疏水性能，且制備工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)過(guò)程可控可調(diào)、產(chǎn)率較高，制得的樹(shù)脂可以回收再利用，適合擴(kuò)大生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱固性樹(shù)脂領(lǐng)域，具體是一種芳香聚亞胺熱固性樹(shù)脂及其制備方法。

背景技術(shù)

碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高、耐腐蝕性能佳、結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)，已經(jīng)在航空航天、風(fēng)力發(fā)電、交通運(yùn)輸?shù)雀咝驴萍碱I(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。但與熱塑性樹(shù)脂相比，熱固性樹(shù)脂一般先形成預(yù)聚物，成型時(shí)其中潛在的官能團(tuán)繼續(xù)反應(yīng)形成交聯(lián)體型結(jié)構(gòu)而固化，這種轉(zhuǎn)變不可逆，加熱時(shí)不能熔融塑化，也不溶于溶劑，導(dǎo)致復(fù)合材料難以回收利用。廢棄物通常作為填料、垃圾掩埋或焚燒處理，不但對(duì)資源造成巨大浪費(fèi)，同時(shí)也帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，復(fù)合材料難以回收利用的問(wèn)題亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種可循環(huán)回收利用的芳香聚亞胺熱固性樹(shù)脂。

本發(fā)明的另一目的是提出一種芳香聚亞胺熱固性樹(shù)脂的制備方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種芳香聚亞胺熱固性樹(shù)脂，其結(jié)構(gòu)式如下：

其中，R₁和R₂為含苯環(huán)的芳香結(jié)構(gòu)。

所述的芳香聚亞胺熱固性樹(shù)脂制備方法，包括以下步驟：

1)將芳香醛與芳香胺均勻溶于非質(zhì)子溶劑中，在20～100℃攪拌反應(yīng)0.05～5h，獲得預(yù)聚物沉淀或預(yù)聚物溶液；

2)將預(yù)聚物沉淀過(guò)濾并干燥或?qū)㈩A(yù)聚物溶液干燥后放入模具中，在150～250℃，1～20MPa條件下進(jìn)行熱壓成型，得到熱固性樹(shù)脂。

優(yōu)選地，所述芳香醛為芳香二醛、芳香三醛和芳香四醛中的至少一種，所述芳香胺為芳香二胺和/或芳香三胺；所述芳香醛結(jié)構(gòu)中醛基與芳香胺結(jié)構(gòu)中胺基的物質(zhì)的量相等。

優(yōu)選地，所述非質(zhì)子溶劑為N-甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，二甲基亞砜，四氫呋喃，二氯甲烷，乙酸乙酯，乙醇和正丙醇中的一種或兩種以上。

優(yōu)選地，步驟1)每克反應(yīng)物中加入溶劑的體積為3～10ml。

優(yōu)選地，步驟1)的反應(yīng)物中至少含芳香三醛、芳香四醛、芳香三胺中的一種。

優(yōu)選地，步驟1)的反應(yīng)溫度為40～90℃，反應(yīng)時(shí)間為0.1～2h；步驟2)熱壓的條件為180～240℃，5～20MPa。

優(yōu)選地，所述的芳香二醛、芳香三醛、芳香四醛的結(jié)構(gòu)如下：

所述的芳香二胺、芳香三胺的結(jié)構(gòu)如下：

所述的芳香聚亞胺熱固性樹(shù)脂在特定條件下能夠循環(huán)回收利用，回收方法如下：

其一，將樹(shù)脂直接打磨成粉或切割成塊狀，進(jìn)行熱壓，即回收得到芳香聚亞胺熱固性樹(shù)脂；或者，