[發明專利]一種耐高溫、阻燃含二氮雜萘酮結構四官能度環氧樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201910159175.X
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109943019B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 蹇錫高;王錦艷;翁志煥;劉程;宗立率;李楠
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08G59/32
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明屬于高分子科學技術領域，提供了一種耐高溫、阻燃含二氮雜萘酮結構四官能度環氧樹脂及其制備方法。采用一鍋兩步法合成含二氮雜萘酮結構的四官能度環氧樹脂，通過篩選反應溶劑，并考察溫度、時間、物料比確定優化反應條件。該合成反應以含二氮雜萘酮結構的二胺單體、環氧氯丙烷為料，經第一步開環反應；再滴加氫氧化鈉溶液進行閉環反應，最后經甲苯萃取、水洗得到目標單體。本發明涉及的含二氮雜萘酮結構四官能度環氧樹脂改性四縮水甘油基?4,4'?二氨基二苯甲烷環氧樹脂共混樹脂具有很好的成型加工性，可作為樹脂基體，通過層壓、模壓、RTM工藝制備耐高溫、高性能纖維增強樹脂基復合材料。

技術領域

本發明屬于高分子科學技術領域，涉及一種耐高溫、阻燃含二氮雜萘酮結 構四官能度環氧樹脂及其制備方法。

背景技術

近年來，能源危機促使各類航空飛行器、車輛、船舶等均以節能減排為首 位目標，同時還要實現高速、輕量化、遠航程的使用指標，因此具有比強度高、 耐腐蝕、便于大面積整體成型等優勢的高性能環氧基樹脂復合材料成為了不可 或缺的戰略性新材料。該類材料可有效減輕高速飛行器的結構重量，降低燃料 消耗，增加飛行器的機動性和有效載荷，增加航程，其應用于高速飛行器中的 比重越來越大，應用部位也逐漸由次承力結構向主承力結構發展。

自上世紀七十年代初，耐高溫環氧樹脂，例如四縮水甘油基-4,4'-二氨基二苯 甲烷環氧樹脂(TGDDM)樹脂在高性能樹脂基復合材料的應用研究中具有十分 重要的地位。目前針對TGDDM環氧樹脂的研究主要從耐溫性、阻燃性、固化 劑篩選和透明性等方面入手。另外，還有部分研究是以TGDDM的分子結構為 基礎進行設計合成四官能度環氧樹脂如圖1所示。Duraibabu等合成了TGBAPB 樹脂，并將其作為納米雜化涂層的基體樹脂。K.S.Jagadees等合成了鄰位被氯 原子和甲基取代的TG-o-DCDDM和TG-o-DMDDM樹脂，并將它們的固化活性 與TGDDM經行了對比，同時研究了兩者固化機理之間的差異。MUSTAT等將 TGDDM分子結構中心的亞甲基替換為醚鍵和雙亞甲基，探究了TGDDM與合 成樹脂的流變性能和熱穩定性的變化。FuqinZheng等合成了基于TGDDM樹脂 結構側基乙基取代的TGDEDDM樹脂，并將兩者固化后的彎曲強度和熱穩定性 進行了對比研究。綜上所述中所提到的化合物結構均呈現于圖1中。

綜上所述，上述發明和文獻均未涉及含二氮雜萘酮聯苯結構環氧樹脂改性 TGDDM共混樹脂及其制備法。關于含二氮雜萘酮聯苯結構環氧樹脂改性 TGDDM共混樹脂及其制備法未見于有關專利技術報道，也未在國內外公開出版 物中出現。

表1相關文獻中TGDDM/DDS體系固化后熱機械性能數據總結

通過文獻查閱發現，改性后的四官能度環氧樹脂固化產物力學性能與耐熱 性能的改善不能兼顧，例如表1所示，具有高儲能模量的四官能度環氧樹脂固 化產物，其玻璃化轉變溫度卻降低，即耐熱性能下降。反之亦然。本發明的含 二氮雜萘酮結構四官能度環氧樹脂的特點是，在改善TGDDM環氧樹脂的耐熱 性同時，提高其力學強度和韌性。同時，含二氮雜萘酮結構四官能度環氧樹脂 本征阻燃，阻燃等級達到V1-V0級。大大拓展了四官能的環氧樹脂使用領域。

發明內容

本發明要解決的技術問題是以含二氮雜萘酮結構四官能度環氧樹脂改性四 縮水甘油基-4,4'-二氨基二苯甲烷環氧樹脂(TGDDM)樹脂，提高TGDDM共 混樹脂的固化物的耐熱性、力學強度和沖擊韌性，以及阻燃性能。同時，提供 了一種簡便、易于操作的含二氮雜萘酮結構四官能度環氧樹脂改性四縮水甘油 基-4,4'-二氨基二苯甲烷環氧樹脂環氧共混樹脂的制備方法。

本發明的技術方案：

一種耐高溫、阻燃含二氮雜萘酮結構四官能度環氧樹脂，包括以下組分， 按重量分數計為：

含二氮雜萘酮結構四官能度環氧樹脂(縮寫為TEPZ)：10～100份；