[發明專利]含炔基和芳醚腈結構苯并噁嗪樹脂、復合材料及其制法

有效

• 申請號: 201910542212.5
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110343223B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 熊需海;任榮;陳平;王靜;魏極安;王晨
• 申請（專利權）人: 遼寧鯨葦科技有限公司
• 主分類號: C08G8/30
• 分類號: C08G8/30;C08L61/14;C08K7/06;C08J5/04
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

一種含炔基和芳醚腈結構苯并噁嗪樹脂、復合材料及其制法，屬于高分子材料技術領域。該含炔基和芳醚腈結構苯并噁嗪樹脂的分子結構式為：其制法：主要采用二元酚類化合物、二鹵代苯甲腈類化合物、堿性化合物催化劑在極性非質子溶劑中首先合成酚羥基封端的聚芳醚腈齊聚物；繼而再與醛類化合物、氨基苯乙炔反應合成含炔基和芳醚腈結構苯并噁嗪樹脂；其與纖維復合制備復合材料。該苯并噁嗪樹脂分子結構中同時引入了炔基、芳醚、芳腈基團，改善了樹脂的溶解性、反應活性以及與其他熱固性樹脂的相容性，提高樹脂的綜合力學性能和附著力；是一種兼具優異加工性能、耐熱性和力學性能的高性能樹脂體系。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，特別是涉及一種含炔基和芳醚腈結構苯并噁嗪樹脂、復合材料及其制法。

背景技術

苯并噁嗪樹脂是一類重要的新型酚醛樹脂，其繼承了傳統酚醛樹脂熱性能、阻燃性能和電絕緣性能；同時又具有獨特的開環固化交聯機制，固化過程中無小分子釋放且收縮率小，能夠制備比傳統酚醛樹脂更致密、力學性能更優異的固化產品。然而，苯并噁嗪樹脂同樣存在固化物性脆，復合材料抗沖擊韌性不足等問題。通過分子鏈結構設計、降低交聯密度是解決該問題的根本途徑。

由于具有高含量的芳雜環結構和強的分子間作用力，聚芳醚腈是一類綜合性能比較優異的高性能樹脂，將其分子骨架引入苯并噁嗪樹脂中，預期能在不降低耐熱性的同時改善苯并噁嗪樹脂的溶解性能并提高固化物的韌性。乙炔基是一種高反應活性的基團，熱引發條件下能夠快速反應生產線性加成物或三聚形成芳環結構。乙炔基固化放出的反應熱能夠加速苯并噁嗪樹脂開環固化的進程，形成的兩種固化網絡有助于提升固化物的耐熱性和力學性能。

結合上述問題，從分子結構設計原理出發，綜合考慮樹脂耐熱性、力學性能、工藝性能之間的協調統一，設計合成一種含炔基和芳醚腈結構苯并噁嗪樹脂；其由芳醚\芳腈構筑分子骨架、苯并噁嗪環和乙炔基為反應端基，各種基團發揮協同效應，進而賦予樹脂優異的綜合性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種含炔基和芳醚腈結構苯并噁嗪樹脂、復合材料及其制法，本發明解決技術問題的主要途徑是，通過分子結構合理設計構筑一類同時包含炔基、芳醚、芳腈、苯并噁嗪環結構的高性能樹脂。芳醚骨架的引入提高了分子鏈的柔韌性，進而改善樹脂的溶解性以及與環氧樹脂、雙馬樹脂、氰酸酯等熱固性樹脂的相容性；另外，芳醚結構良好的柔韌性、氰基的強極性、乙炔基的可反應性等因素有利于提高樹脂的綜合力學性能和附著力，從而提供一種具有優異加工性能、耐熱性和力學性能的高性能樹脂體系。同時，制備含炔基和芳醚腈結構苯并噁嗪樹脂的方法具有簡便、易于控制的優點。

本發明的一種含炔基和芳醚腈結構苯并噁嗪樹脂，其分子結構式為(I)：

分子結構式(I)為：

分子結構式(I)中，乙炔基取代位置為鄰位、間位、對位中的一種；

分子結構式(I)中，為以下結構中的一種：

分子結構式(I)中，-Ar-為以下結構中的一種：

分子結構式(I)中，重復單元中，-O-的連接位置為苯腈鄰位、間位、對位中的一種；分子結構式(I)中，n為重復單元的聚合度，n為大于等于0的整數。

本發明的含炔基和芳醚腈結構苯并噁嗪樹脂，其T_g為280～375℃，數均分子量為600～6000。

本發明的含炔基和芳醚腈結構苯并噁嗪樹脂的制備方法，包括以下步驟：