[發明專利]一種聚苯并咪唑樹脂的合成制備方法

有效

• 申請號: 201810928812.0
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109251316B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 蔡旭光
• 申請（專利權）人: 江蘇常源新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G73/18
• 分類號: C08G73/18
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 蔣路帆

本發明提供了一種聚苯并咪唑樹脂的合成制備方法，包括以下步驟：步驟一：在干燥的四口瓶中加入PPA 300ml、3,3’,4,4’?四氨基二苯醚46g、1,4萘二甲酸或2,6?萘二甲酸43g、交聯劑2,6?吡啶二甲酸33g；步驟二：向步驟一的四口瓶中通入氮氣，然后進行緩慢加熱，升溫到一定溫度并保溫一段時間；步驟三：隨后再次進行加熱，升溫到一定溫度并保溫一段時間；步驟四：然后將步驟三得到的反應液倒入去離子水中，攪拌析出紅棕色固體；步驟五：將步驟四得到的紅棕色固體進行抽濾，再用小蘇打水溶液浸泡一定時間，然后用去離子水洗出，最后進行烘干，即可得到聚苯并咪唑樹脂。

技術領域

本發明涉及新材料技術領域，尤其涉及一種聚苯并咪唑樹脂的合成制備方法。

背景技術

隨著航天技術的發展，特別是航天器飛行速度和有效載荷與結構質量比的提高，耐高溫先進復合材料正在成為最主要的航天結構新材料。聚苯并咪唑(PBI)在400℃仍具有良好的力學、電學、自潤滑、耐輻射、耐水解和阻燃耐燒灼等特性。聚苯并咪唑(PBI)樹脂玻璃纖維壓層材料在425℃具有良好的高溫彎曲強度，現已應用在超音速飛行器的雷達天線罩、整流罩和尾翼、耐燒灼涂層、太空飛船的耐輻射材料、印制線路板、C級電絕緣材料和微電子領域FPC基材，以及半導體層間絕緣材料。進入21世紀，美、俄、日、法等國計劃將巡航導彈的飛行速度提高到2000m/s以上，耐高溫的聚苯并咪唑材料將具有更廣泛的發展前景，將會在航天、航空、微電子領域得到更廣泛的應用。

聚苯并咪唑通常可用多種四氨基化合物，如四氨基聯苯及四氨基聯苯醚等化合物，與對苯二甲酸、甲苯二甲酸、萘二酸及其衍生物縮聚制得。不同的基團結構會引起性能上的一些變化，如芳香苯環的增多能提高其熱穩定性，而加工性能下降；主鏈引入醚基，側鏈引入甲基會增加其可溶性和柔順性，但降低了耐熱性，因此需要根據聚合物材料的不同用途來選擇合適的化學結構。

例如中國專利CN201210069763.2公開了一種聚苯并咪唑耐高溫材料及其制備方法：將脂肪族二元羧酸酐或芳香族二元或多元羧酸酐，芳香族四氨基化合物，及含磷催化劑按照摩爾比1:0.5-3:0.001-0.05加入至反應容器中，持續攪拌，抽真空使反應容器的真空度保持在0.2-5.0KPa，然后升溫至210-270℃，原料發生反應，待出現塊狀產物后，升溫至320-520℃，繼續抽真空使反應容器的真空度保持在0.2-5.0KPa反應1-6小時，最后向反應容器中加入蒸餾水使產物完全浸沒，搗碎反應所得產物，用碳酸氫鈉溶液浸泡，水洗至中性，過濾后干燥即得。該技術方案采用的是以二元或多元羧酸酐代替二元酸及相應的酯，但反應過程溫度較高，且需要保持高壓狀態，不利于工業化生產。

又例如專利CN201480040106.2公開了一種聚苯并咪唑的制備方法：在溶液中使具有至少2個氨基基團的有機化合物與有機醛加合物反應，反應物按溶液的重量計占至少8％。溶液的溶劑可選自：N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、四亞甲基砜以及它們的組合。有機醛加合物可以是有機醛亞硫酸氫鹽加合物。有機醛加合物的有機醛部分為脂族、脂環族、芳族、雜環或雜芳族醛或它們的混合物。聚苯并咪唑可具有至少0.40dl/g的特性粘度。該技術方案所用反應液濃度較低，容易造成原材料浪費，不利于工業化生產。

發明內容

為克服現有技術中存在的反應需要高溫高壓、不適合工業化生產的問題，本發明提供了一種聚苯并咪唑樹脂的合成制備方法。

本發明通過以下技術方案實現上述目的：一種聚苯并咪唑樹脂的合成制備方法，包括以下步驟：

步驟一：在干燥的四口瓶中加入多聚磷酸300ml、3,3’,4,4’-四氨基二苯醚46g、1,4萘二甲酸或2,6-萘二甲酸43g、交聯劑2,6-吡啶二甲酸33g；

步驟二：向步驟一的四口瓶中通入氮氣，然后進行緩慢加熱，升溫到一定溫度并保溫一段時間；

步驟三：隨后再次進行加熱，升溫到一定溫度并保溫一段時間；