一種低分子量聚酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種低分子量聚酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法，其原料質(zhì)量配比如下：環(huán)氧樹(shù)脂E51100～120份；降冰片烯二酸酐90～100份；促進(jìn)劑1～5份；低分子量聚酰亞胺25～30份。制備方法包括：(1)以二元酸、二元胺、封端劑為原料，用單體反應(yīng)物聚合法制備低分子量聚酰亞胺；(2)按配比將原料加入鋁箔模具中，邊加熱邊攪拌均勻，按120℃1小時(shí)、150℃3小時(shí)的順序固化，得到改性環(huán)氧樹(shù)脂。本發(fā)明通過(guò)改變單體反應(yīng)物聚合型聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)，可得到不同性能的改性環(huán)氧樹(shù)脂固化物，提高了環(huán)氧樹(shù)脂固化物的強(qiáng)度，具有操作簡(jiǎn)單、易于成型等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種低分子量聚酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)氧樹(shù)脂領(lǐng)域，特別涉及一種低分子量聚酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂及 其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)氧樹(shù)脂泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)化合物，它們的相對(duì)分 子質(zhì)量通常都不高。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類(lèi)型的固化劑 發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。環(huán)氧樹(shù)脂固化物具有良好 的機(jī)械性能和粘接性，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化工、工程、電子等各領(lǐng)域，但環(huán)氧樹(shù)脂固化物的三 維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了它在擁有較大剛性的同時(shí)，也有著較大的脆性。因此，環(huán)氧樹(shù)脂的增強(qiáng)增 韌一直受到各領(lǐng)域研究者們的廣泛關(guān)注。
[0003] 聚酰亞胺是一種有機(jī)高分子材料，因其優(yōu)越的機(jī)械性能和耐熱性能而在航空、航 天微電子等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。
[0004] 然而，聚酰亞胺材料固化溫度高、固化收縮大的特點(diǎn)使其難于加工成型。因此，為 了綜合聚酰亞胺優(yōu)越的理化性能和環(huán)氧樹(shù)脂價(jià)格低廉、便于加工成型的優(yōu)點(diǎn)，研究者們開(kāi) 始探索利用聚酰亞胺對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性的方法。
[0005] 目前用于共混改性環(huán)氧樹(shù)脂的聚酰亞胺主要是雙馬來(lái)酰亞胺和聚醚酰亞胺。國(guó)外 學(xué)者 Wu H, Gopala A, Harris F, Heiden P 在《Journal of applied polymer science》70 卷 935-942 頁(yè)發(fā)表題為〈〈Investigation of readily processable thermoplastic -toughened thermosets· II. Epoxy toughened using a reactive solvent approach〉〉的文章，文中描 述了用分子量低于1000的雙馬來(lái)酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂的方法。另外，國(guó)外學(xué)者cc Su，EM Woo 在《Polymer》36 卷 2883-2894 頁(yè)發(fā)表題為《Cure kinetics and morphology of amine-cured tetraglycidyl-4, 4 ' -diaminodiphenylmethane epoxy blends with poly (ether imide)》的文章，文中描述了用聚醚酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂的方法。而用單 體反應(yīng)物聚合型聚酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂的方法目前還未有報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低分子量聚酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂及 其制備方法，該方法通過(guò)改變單體反應(yīng)物聚合型聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)，可得到不同性能的 改性環(huán)氧樹(shù)脂固化物，提高了環(huán)氧樹(shù)脂固化物的強(qiáng)度，具有操作簡(jiǎn)單、易于成型等特點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明的一種低分子量聚酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂，其原料質(zhì)量配比如下：
[0008] 環(huán)氧樹(shù)脂E51 100?120份 降冰片烯二酸酎 90?100份 促進(jìn)劑 1?5份 低分子量聚酰亞胺 25?30份。（約定俗成的塑料配方表示方法，將樹(shù)脂基質(zhì)的質(zhì) 量記作100份，其他成分則記作其相對(duì)于樹(shù)脂基質(zhì)的質(zhì)量份數(shù)。）
[0009] 所述原料質(zhì)量配比如下：
[0010] 環(huán)氧樹(shù)脂E51 100份 降冰片烯二酸酐 90份 促進(jìn)劑 1份 低分子量聚酰亞胺 25份。
[0011] 所述低分子量聚酰亞胺具體分子量為1500。
[0012] 所述促進(jìn)劑為DMP-30。
[0013] 本發(fā)明的一種低分子量聚酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法，包括：
[0014] (1)以二元酸、二元胺、封端劑為原料，用單體反應(yīng)物聚合法制備低分子量聚酰亞 胺，具體方法如下：
[0015] 所用二兀酐為 4, 4'-氧雙鄰苯二甲酸（4, 4'-Oxydiphthalic anhydride，0DPA)，二 兀胺為對(duì)苯二胺（P_Phenylenediamine，ΡΗ))、4,4' -二氨基二苯醚（4,4'-〇xydianiline， 0DA)，封端劑為降冰片烯二酸酐（5-Norbornene-2,3_dicarboxylic Anhydride，ΝΑ)。按照 設(shè)計(jì)分子量Ν= 1500推算出各原料的用量。將二元酐（0DPA)粉末和封端劑（ΝΑ)粉末分 別加入無(wú)水乙醇中，加熱溶液至沸騰同時(shí)通過(guò)冷凝使蒸汽不斷回流，邊加熱邊攪拌至固體 完全溶解，溶液呈澄清透明后，將所得0DPA溶液及ΝΑ溶液加入二元胺（0DA、PPD)粉末中， 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌10小時(shí)使其混勻并充分反應(yīng)，得到棕色的聚酰亞胺預(yù)聚物溶液。將聚酰 亞胺預(yù)聚物溶液進(jìn)行初步的加熱蒸餾，去除其中的大部分乙醇溶劑，直至溶液呈粘稠的膠 狀。然后將溶液置入真空烘箱中，按80°C 3小時(shí)、120°C 2小時(shí)、150°C 3小時(shí)的程序加熱烘 干，得到黃色的聚酰亞胺固體，將其研磨成粉末得到低分子量聚酰亞胺；
[0016] (2)按配比將原料加入鋁箔模具中，邊加熱邊攪拌均勻，按120°c 1小時(shí)、150°C 3 小時(shí)的順序固化，得到改性環(huán)氧樹(shù)脂。
[0017] 有益效果
[0018] 本發(fā)明通過(guò)改變單體反應(yīng)物聚合型聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)，可得到不同性能的改性 環(huán)氧樹(shù)脂固化物，提高了環(huán)氧樹(shù)脂固化物的強(qiáng)度，具有操作簡(jiǎn)單、易于成型等特點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定 的范圍。
【權(quán)利要求】
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低分子量聚酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂，其特征在于：所 述低分子量聚酰亞胺具體分子量為1500。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低分子量聚酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂，其特征在于：所 述促進(jìn)劑為DMP-30。
6. -種如權(quán)利要求1所述的低分子量聚酰亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法，包括： (1) 以二元酐、二元胺、封端劑為原料，用單體反應(yīng)物聚合法制備低分子量聚酰亞胺； (2) 按配比將原料加入鋁箔模具中，邊加熱邊攪拌均勻，按120°C 1小時(shí)、150°C 3小時(shí) 的順序固化，得到改性環(huán)氧樹(shù)脂。
【文檔編號(hào)】C08G73/10GK104059218SQ201410236093
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】胥春, 楊安, 楊洋 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院