一種低分子量聚醯亞胺共混改性環氧樹脂及其製備方法
2023-05-13 03:43:26
一種低分子量聚醯亞胺共混改性環氧樹脂及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種低分子量聚醯亞胺共混改性環氧樹脂及其製備方法，其原料質量配比如下：環氧樹脂E51100～120份；降冰片烯二酸酐90～100份；促進劑1～5份；低分子量聚醯亞胺25～30份。製備方法包括：(1)以二元酸、二元胺、封端劑為原料，用單體反應物聚合法製備低分子量聚醯亞胺；(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、150℃3小時的順序固化，得到改性環氧樹脂。本發明通過改變單體反應物聚合型聚醯亞胺的分子結構，可得到不同性能的改性環氧樹脂固化物，提高了環氧樹脂固化物的強度，具有操作簡單、易於成型等特點。
【專利說明】一種低分子量聚醯亞胺共混改性環氧樹脂及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於環氧樹脂領域，特別涉及一種低分子量聚醯亞胺共混改性環氧樹脂及 其製備方法。
【背景技術】
[0002] 環氧樹脂泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機化合物，它們的相對分 子質量通常都不高。由於分子結構中含有活潑的環氧基團，使它們可與多種類型的固化劑 發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。環氧樹脂固化物具有良好 的機械性能和粘接性，現已廣泛應用於化工、工程、電子等各領域，但環氧樹脂固化物的三 維網狀結構決定了它在擁有較大剛性的同時，也有著較大的脆性。因此，環氧樹脂的增強增 韌一直受到各領域研究者們的廣泛關注。
[0003] 聚醯亞胺是一種有機高分子材料，因其優越的機械性能和耐熱性能而在航空、航 天微電子等領域中廣泛應用。
[0004] 然而，聚醯亞胺材料固化溫度高、固化收縮大的特點使其難於加工成型。因此，為 了綜合聚醯亞胺優越的理化性能和環氧樹脂價格低廉、便於加工成型的優點，研究者們開 始探索利用聚醯亞胺對環氧樹脂進行改性的方法。
[0005] 目前用於共混改性環氧樹脂的聚醯亞胺主要是雙馬來醯亞胺和聚醚醯亞胺。國外 學者 Wu H, Gopala A, Harris F, Heiden P 在《Journal of applied polymer science》70 卷 935-942 頁發表題為〈〈Investigation of readily processable thermoplastic -toughened thermosets· II. Epoxy toughened using a reactive solvent approach〉〉的文章，文中描 述了用分子量低於1000的雙馬來醯亞胺共混改性環氧樹脂的方法。另外，國外學者cc Su，EM Woo 在《Polymer》36 卷 2883-2894 頁發表題為《Cure kinetics and morphology of amine-cured tetraglycidyl-4, 4 ' -diaminodiphenylmethane epoxy blends with poly (ether imide)》的文章，文中描述了用聚醚醯亞胺共混改性環氧樹脂的方法。而用單 體反應物聚合型聚醯亞胺共混改性環氧樹脂的方法目前還未有報導。
【發明內容】
[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種低分子量聚醯亞胺共混改性環氧樹脂及 其製備方法，該方法通過改變單體反應物聚合型聚醯亞胺的分子結構，可得到不同性能的 改性環氧樹脂固化物，提高了環氧樹脂固化物的強度，具有操作簡單、易於成型等特點。
[0007] 本發明的一種低分子量聚醯亞胺共混改性環氧樹脂，其原料質量配比如下：
[0008] 環氧樹脂E51 100?120份 降冰片烯二酸酎 90?100份 促進劑 1?5份 低分子量聚醯亞胺 25?30份。（約定俗成的塑料配方表示方法，將樹脂基質的質 量記作100份，其他成分則記作其相對於樹脂基質的質量份數。）
[0009] 所述原料質量配比如下：
[0010] 環氧樹脂E51 100份 降冰片烯二酸酐 90份 促進劑 1份 低分子量聚醯亞胺 25份。
[0011] 所述低分子量聚醯亞胺具體分子量為1500。
[0012] 所述促進劑為DMP-30。
[0013] 本發明的一種低分子量聚醯亞胺共混改性環氧樹脂的製備方法，包括：
[0014] (1)以二元酸、二元胺、封端劑為原料，用單體反應物聚合法製備低分子量聚醯亞 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 設計分子量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 別加入無水乙醇中，加熱溶液至沸騰同時通過冷凝使蒸汽不斷回流，邊加熱邊攪拌至固體 完全溶解，溶液呈澄清透明後，將所得0DPA溶液及ΝΑ溶液加入二元胺（0DA、PPD)粉末中， 在氮氣保護下攪拌10小時使其混勻並充分反應，得到棕色的聚醯亞胺預聚物溶液。將聚醯 亞胺預聚物溶液進行初步的加熱蒸餾，去除其中的大部分乙醇溶劑，直至溶液呈粘稠的膠 狀。然後將溶液置入真空烘箱中，按80°C 3小時、120°C 2小時、150°C 3小時的程序加熱烘 幹，得到黃色的聚醯亞胺固體，將其研磨成粉末得到低分子量聚醯亞胺；
[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、150°C 3 小時的順序固化，得到改性環氧樹脂。
[0017] 有益效果
[0018] 本發明通過改變單體反應物聚合型聚醯亞胺的分子結構，可得到不同性能的改性 環氧樹脂固化物，提高了環氧樹脂固化物的強度，具有操作簡單、易於成型等特點。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明 而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定 的範圍。
【權利要求】
4. 根據權利要求1所述的一種低分子量聚醯亞胺共混改性環氧樹脂，其特徵在於：所 述低分子量聚醯亞胺具體分子量為1500。
5. 根據權利要求1所述的一種低分子量聚醯亞胺共混改性環氧樹脂，其特徵在於：所 述促進劑為DMP-30。
6. -種如權利要求1所述的低分子量聚醯亞胺共混改性環氧樹脂的製備方法，包括： (1) 以二元酐、二元胺、封端劑為原料，用單體反應物聚合法製備低分子量聚醯亞胺； (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、150°C 3小時 的順序固化，得到改性環氧樹脂。
【文檔編號】C08G73/10GK104059218SQ201410236093
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】胥春, 楊安, 楊洋 申請人:上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院