[發明專利]一種高韌性高模量聚合物及其制備方法

在審

• 申請號: 202010772612.8
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111718474A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 張帥;王城;朱方華;李娃;張龍飛;萬翔宇;張林;尹強
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: C08G59/50
• 分類號: C08G59/50;C08G59/14;C08J5/18;C08L63/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 賈曉燕

1.一種高韌性高模量聚合物，其特征在于，是由芳香族環氧樹脂、帶脂肪鏈的多胺交聯劑和第三單體反應構筑，且聚合物含有由共價鍵和陽離子增強的π-π堆積形成的交聯網絡。

2.如權利要求1所述的一種高韌性高模量聚合物，其特征在于，所述第三單體與所述芳香族環氧樹脂之間可形成相互作用且呈現多分散性的“面對面”π-π相互作用鍵；所述芳香族環氧樹脂與所述帶脂肪鏈的多胺交聯劑之間、所述芳香族環氧樹脂與所述第三單體之間均形成化學鍵。

3.如權利要求1所述的一種高韌性高模量聚合物，其特征在于，所述芳香族環氧樹脂的反應位點數≥2；所述帶脂肪鏈的多胺交聯劑為反應位點數＞2的柔性鏈多元胺；所述第三單體為同時具有兩類功能的化學藥品。

4.如權利要求3所述的一種高韌性高模量聚合物，其特征在于，所述兩類功能分別為：能和環氧環發生化學反應且反應活性位點數≥1；同時，與環氧環發生化學反應時能生成陽離子性的缺電子平面。

5.如權利要求1-4任一項所述的一種高韌性高模量聚合物的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：

S1.將芳香族環氧樹脂、帶脂肪鏈的多胺交聯劑和第三單體同時溶于有機溶劑中，攪拌10-20min溶解，得溶液；

S2.將步驟S1所述溶液過濾除去微小不溶物后，將濾液平鋪在平整的玻璃板上；

S3.將玻璃板放置于50-200℃的烘箱中加熱2-4h后，抽真空至烘箱真空度為50-550托繼續保溫4-12h，自然冷卻，脫膜，即得高韌性高模量聚合物。

6.如權利要求5所述的一種高韌性高模量聚合物的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中所述芳香族環氧樹脂、帶脂肪鏈的多胺交聯劑和第三單體的摩爾比為20：5-9：2-12。

7.如權利要求6所述的一種高韌性高模量聚合物的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中所述芳香族環氧樹脂、帶脂肪鏈的多胺交聯劑和第三單體的摩爾比為20：7：6。

8.如權利要求5所述的一種高韌性高模量聚合物，其特征在于，所述芳香族環氧樹脂為雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂或酚醛樹脂；所述帶脂肪鏈的多胺交聯劑為己二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、2-甲基戊二胺、1,6-己二胺、1,8-辛二胺、1,10-癸二胺、1,12-二氨基十二烷、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一種；所述第三單體為咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、苯并咪唑中的一種。

9.如權利要求5所述的一種高韌性高模量聚合物的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中所述有機溶劑為二甲基亞砜、間二甲苯、N,N-二甲基乙酰胺、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六環、N-甲基吡咯烷酮、對二甲苯、環丁砜中的一種。

10.如權利要求5所述的一種高韌性高模量聚合物的制備方法，其特征在于，所述制備方法可替換為：

將芳香族環氧樹脂和第三單體同時放入球磨機中進行冷凍球磨1-2h，過400目篩，得細粉料；將細粉料溶于有機溶劑中制成有機流體；將帶脂肪鏈的多胺交聯劑加入到有機溶劑中制成交聯劑溶劑；將有機流體與交聯劑溶劑分別用泵以不同通道泵入微通道連續流反應器的反應模板中，在壓力為0.5～1.8MPa、溫度為40-60℃下反應5-10min后脫離微通道連續流反應器并進入收料器，將收料器中的物料立馬平鋪于玻璃板上，將玻璃板放入真空度為550拖、溫度80-200℃的下放置4-10h，脫模，即得高韌性高模量聚合物。