[發明專利]一種制備含脲基自催化型聚鄰苯二甲腈樹脂的方法

有效

• 申請號: 201910012232.1
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109694476B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 劉垚;于曉燕;張慶新
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;C07C273/18;C07C275/36
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發明為一種制備含脲基自催化型聚鄰苯二甲腈樹脂的方法。該方法包括以下步驟：將含有氨基結構的氨基苯氧基鄰苯二甲腈和二異腈酸酯反應，引入脲基(?NH?CO?NH?)結構到到鄰苯二甲腈單體，再將含脲基鄰苯二甲苯腈單體粉末于鋁箔模具中，加熱到180℃～260℃使其熔融，真空脫氣20～40min后，轉移到馬弗爐中，在200℃～340℃溫度區間進行程序階梯升溫固化14～22h，最后得到自催化型聚鄰苯二甲腈樹脂。本發明具有自催化效果，在無催化劑存在的情況下，可以在較低的溫度、較短的時間內就能固化成性能優異的聚鄰苯二甲腈樹脂。

技術領域

本發明屬于新型耐高溫高分子材料制備領域，涉及一種制備含脲基自催化型聚鄰苯二甲腈樹脂的方法。

背景技術

隨著國防建設的進一步加強，迫切需要耐高溫、質量輕、強度高、剛度高的樹脂材料，這為耐高溫高性能聚合物樹脂的發展提供了良好的契機。聚苯腈樹脂具有優異的熱穩定性，靈活的分子設計，良好的加工性，較高的模量和玻璃化轉變溫度等優點，在機械、航空航天、電子、艦船等領域具有廣泛的應用。

20世紀70年代由美國海軍實驗室Keller團隊率先開發出至今，聚鄰苯二甲腈樹脂得到了深入的研究發展。然而，鄰苯二甲腈單體和小分子固化劑需要在高溫下很長時間才能固化，這就會產生由于固化劑的揮發使得催化效率下降并使樹脂產生缺陷的問題。同時，由于固化劑等在反應體系中分散不佳，還會出現局部固化速率過快而提前出現凝膠的現象。

針對以上問題，將氨基、羥基、酰亞胺基等含有活潑氫的基團與鄰苯二甲腈單元引入到同一個分子結構中，合成了一系列具有自催化聚合性質的鄰苯二甲腈衍生物，在不用添加固化劑的條件下就能自身發生加成聚合反應形成高度交聯的耐高溫聚苯腈樹脂。近年來研究合成的自催化型苯腈單體，含吡啶結構氨基自催化(Wang J,Chen C,Chen X,etal.Synthesis and properties of a novel naphthyl-containing self-promotedphthalonitrile polymer.High Performance Polymers,2018,30(9):1114-1122.)、含有苯并噁嗪(Lv D,Dayo A,Wang A,et al.Curing behavior and properties ofbenzoxazine-co-self-promoted phthalonitrile polymers.Journal of AppliedPolymer Science,2018,135(31):46578.)、含有羥基(Ma J,Cheng K,Lv J,etal.Phthalonitrile-PPO Blends:Cure Behavior and Properties[J].Chinese Journalof polymer science,2018,36(15):1-8.)、含有芴基結構氨基自催化(Wang A,Dayo A,LvD,et al.Novel amino-containing fluorene-based bisphthalonitrile compoundswith flexible group[J].High Performance Polymers,2017.)、含有酰亞胺(Hu J,LiuY,Jiao Y,et al.Self-promoted phthalimide-containing phthalonitrile resinswith sluggish curing process and excellent thermal stability[J].Rsc Advances,2015,5(21):16199-16206.)、含有亞氨基Zhang Z,Li Z,Zhou H,et al.Self-catalyzedsilicon-containing phthalonitrile resins with low melting point,excellentsolubility and thermal stability[J].journal of applied polymer science,2014.)。但上述鄰苯二甲腈單體合成步驟繁瑣，加工成型困難。