一種熱塑性聚醯亞胺樹脂及其製備方法
2023-06-01 23:41:11
專利名稱：一種熱塑性聚醯亞胺樹脂及其製備方法
技術領域：
本發明涉及聚醯亞胺材料技術領域，具體涉及一種熱塑性聚醯亞胺樹脂及其製備方法。
背景技術：
聚醯亞胺因具有優良的耐熱性、耐低溫性、耐溶劑性以及阻燃性等特性，同時兼具優良的介電性能和力學性能而被廣泛地應用於電子、微電子、航空航天、雷射、光電等領域。同時，聚醯亞胺由於剛性的分子鏈和分子間極強的相互作用力，導致聚合物很難溶解和熔融，限制了聚醯亞胺的應用範圍。為了解決上述問題，改善聚醯亞胺的溶解性和熔融加工性，目前研究者把研究焦點多集中在以下幾種手段第一，在主鏈分子中引入柔性基團，如-o-，-s-，-ch2-等，降低分子鏈的剛性，減小分子間的作用力；第二，在主鏈上引入大的側基，較長的支鏈或不對稱結構，增加分子間的距離，降低分子間作用力；第三，引入異構二酐單元，保持或提高玻璃化轉變溫度的同時可有效提高聚合物的溶解性和熱塑性；第四，引入共聚單體，通過破壞分子鏈的規整性來提高聚合物的熱塑性和溶解性。上述第一種手段雖然可有效改善熱塑性和溶解性，但是是以降低聚合物的玻璃化轉變溫度為代價的。第二種手段中，由於帶有大的側基或不對稱結構的單體合成比較困難，無法大規模應用。第三種和第四種手段，由於既可以保持聚合物優異的耐熱性能，又可以有效改善聚合物的熱塑性和溶解性，同時實現方法簡便，得到了眾多研究者的關注。例如，在文獻(I)Qingxuan Li et al. , Journal of Polymer Science Part A PolymerChemistry，2003，41，3249，(2)申請號為US20100147564的美國專利申請文獻，(3)公開號為CN1580096A的中國發明專利申請公布說明書等文獻中都報導了用異構二酐作為單體，通過縮聚的方式合成的聚醯亞胺具有優異的熱塑性和溶解性。在文獻Zemin Shi et al.,High Performance Polymers, 2000,12,377,以及公開號為 EU2295489A1 的歐洲發明專利等文獻中報導了通過共聚方法合成具有優異熱塑性的異構聚醯亞胺。
發明內容
本發明的技術目的是針對上述現有技術，提供一種具有優異熱塑加工性的聚醯亞胺樹脂及其製備方法。本發明實現上述技術目的所採用的技術方案如下一種熱塑性聚醯亞胺樹脂，具有以下結構式
權利要求
1.一種熱塑性聚醯亞胺樹脂，其特徵是所述的聚醯亞胺樹脂具有如下的結構式
2.根據權利要求I所述的熱塑性聚醯亞胺樹脂，其特徵是所述的Ar選自下列基團中的任一種
3.根據權利要求I所述的熱塑性聚醯亞胺樹脂，其特徵是所述的A和B分別選自下列基團中的一種或幾種
4.根據權利要求I所述的熱塑性聚醯亞胺樹脂，其特徵是所述的熱塑性聚醯亞胺樹脂的比濃對數黏度為O. 22 O. 90dL/g，玻璃化轉變溫度為220°C 420°C。
5.根據權利要求I至4中任一權利要求所述的熱塑性聚醯亞胺樹脂的製備方法，其特徵是包括如下步驟 步驟I:室溫下，將二元伯胺加到氮氣保護的極性溶劑中，攪拌使其完全溶解後加入1，·2,3,4-連苯四酸二酐與其他常用四酸二酐組成的混合二酐以及封端劑鄰苯二甲酸酐或者苯胺，攪拌反應2 24小時，得到淺黃色透明粘稠液體，即為聚醯胺酸溶液； 步驟2 :在步驟I得到的反應體系中加入帶水劑，升溫攪拌下回流帶水2 24小時，然後蒸出反應體系中的帶水劑，冷卻後將溶液倒入沉澱劑中，收集沉澱後充分洗滌，乾燥，即得熱塑性聚醯亞胺樹脂。
6.根據權利要求5所述的熱塑性聚醯亞胺樹脂的製備方法，其特徵是所述的步驟I中，極性溶劑為N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、Y-丁內酯中的一種或兩種以上的混合物。
7.根據權利要求I至4中任一權利要求所述的熱塑性聚醯亞胺樹脂的製備方法，其特徵是包括如下步驟 步驟I:室溫下，將二元伯胺加到氮氣保護的酚類溶劑中，攪拌使其完全溶解後加入1，2，3，4_連苯四酸二酐與其他常用四酸二酐組成的混合二酐、封端劑鄰苯二甲酸酐或者苯胺，以及催化劑，然後將反應體系升溫至160°C 220°C，反應6 12小時，反應過程中生成的水由氮氣流帶出反應體系； 步驟2 :待反應體系冷卻後將反應產物倒入沉澱劑中，收集沉澱後充分洗滌、乾燥，SP得熱塑性聚醯亞胺樹脂。
8.根據權利要求7所述的熱塑性聚醯亞胺樹脂的製備方法，其特徵是所述的酚類溶劑包括苯酚、間甲酚、混合甲酚、對氯酚中的一種或者幾種的混合物；所述的催化劑為氯化鋅、苯甲酸、異喹啉、喹啉、苄基三甲基氫氧化銨、1，8_雙二甲氨基萘中的一種或幾種的混合物。
9.根據權利要求I至4中任一權利要求所述的熱塑性聚醯亞胺樹脂的製備方法，其特徵是包括如下步驟 步驟I :將二元伯胺加到氮氣保護的極性非質子溶劑中，攪拌使其完全溶解，然後加入1，2，3，4-連苯四酸二酐與其他常用四酸二酐組成的混合二酐以及封端劑鄰苯二甲酸酐或者苯胺，攪拌反應2 24小時，得到淺黃色透明粘稠液體，即為聚醯胺酸溶液； 步驟2 :在步驟I得到的反應體系中加入乙酸酐和叔胺類化合物的混合物，在25 120°C溫度下反應8 24小時； 步驟3 :將步驟2的反應產物倒入沉澱劑中，收集沉澱後充分洗滌，乾燥，即得熱塑性聚醯亞胺粉末。
10.根據權利要求9所述的熱塑性聚醯亞胺樹脂的製備方法，其特徵是所述的步驟I中，極性非質子溶劑包括N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、Y-丁內酯；所述的步驟2中，叔胺類化合物包括吡啶、甲基吡啶、三乙胺、異喹啉。
全文摘要
本發明公開了一種熱塑性聚醯亞胺樹脂及其製備方法。該熱塑性聚醯亞胺樹脂是由1，2，3，4-連苯四酸二酐與其他常用四酸二酐組成的混合二酐、二胺以及鄰苯二甲酸酐或者苯胺反應，使混合二酐與二胺發生聚合，鄰苯二甲酸酐或者苯胺作為封端劑控制分子量而得到的具有良好的熱穩定性和優異的熱塑加工性的聚醯亞胺樹脂，其比濃對數黏度能夠達到0.22～0.90dL/g，玻璃化轉變溫度為220℃～420℃，因此在製備耐高溫工程塑料、薄膜、膠黏劑等材料方面可具有廣泛應用。
文檔編號C08L79/08GK102634021SQ201210090798
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月30日 優先權日2012年3月30日
發明者張畏鋒, 方省眾, 王靜剛, 陳國飛, 魏海兵 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所