一種聯苯型熱致性液晶聚氨酯的製備方法

2023-06-15 01:41:36 4

專利名稱：一種聯苯型熱致性液晶聚氨酯的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種聯苯型熱致性液晶聚氨酯的製備方法。
背景技術：
液晶性高分子是在一定條件下能以液晶相態存在的高分子，其分子結構高度有序，且剛性液晶單元可沿一個方向取向排列，能夠形成有序微區結構，具有高強度、高模量、 低粘度、介電強度高、介電損耗小、耐高溫及線膨脹係數小等特點，是一類優秀的結構功能 材料，非常適宜作絕緣材料，在航空、電子等高性能電子封裝領域獲得了重要應用。環氧樹脂(Epoxy resin，簡稱EP)是分子結構中含有兩個或兩個以上環氧基的低 分子聚合物，是一種重要的熱固性樹脂，具有優異的粘接性能、耐磨性能、機械性能、電絕緣 性能、化學穩定性能、耐高低溫性能以及收縮率低、易加工成型和成本低廉等優點，在輕工、 建築、機械、航天航空等領域得到廣泛應用。但是由於固化後的環氧樹脂交聯密度高，內應 力大，因而存在質脆、耐疲勞性差、耐熱性低等缺點，在應用上受到了一定的限制。二十世紀 六十年代以來，人們嘗試了多種方法對環氧樹脂增韌改性，例如橡膠增韌改性、熱塑性樹脂 增韌改性、IPN互穿網絡改性、納米剛性粒子改性、柔性固化劑改性和熱致液晶改性等方法。液晶聚合物與普通環氧樹脂有較好的相容性，當固化發生在液晶相的低端溫度區 間時，樹脂的凝膠時間大於液晶基元的取向時間，取向就容易被固定下來形成微纖，在複合 材料中可以起到自增強作用。熱致性液晶對裂紋擴展具有約束閉合作用，它像一座橋橫架 在斷裂面上，將裂紋的兩邊聯接起來形成橋聯作用，使兩者連接處的裂紋起釘錨作用，從而 阻止裂紋進一步擴展。少量液晶原纖的存在可以阻止裂紋，提高脆性基體的韌性而不降低 材料的耐熱性和剛度。

發明內容
本發明的目的是提供一種聯苯型熱致性液晶聚氨酯的製備方法。具體步驟為將10-60ml摩爾濃度為lmol/L的N，N- 二甲基甲醯胺(DMF)置於250ml三口燒 瓶中，加熱升溫，預設溫度30 60°C，加入1 IOg聯苯二酚和0. 05 0. 5ml摩爾濃度為 lmol/L的二月桂酸二丁基錫，強烈攪拌，待聯苯二酚完全溶解後，加入5 50ml摩爾濃度為 lmol/L的甲苯二異氰酸酯(TDI)，反應0. 5 2h，加入1 5ml摩爾濃度為lmol/L的一縮 二乙二醇，升溫至70 100°C，反應5 10h。反應結束，冷卻至室溫，加入1 3ml摩爾濃 度為lmol/L的甲醇，攪拌10 30min，倒入燒杯中，加大量水沉澱，減壓抽濾，用酒精洗滌 2 3次，得到白色固體顆粒產物即液晶聚氨酯產品。所得聯苯型熱致性液晶聚氨酯結構式如下formula see original document page 4
本發明合成過程簡單，耗時較少，所需試驗儀器也比較簡單，且原料來源廣泛，價 格低，汙染小。本發明的聯苯型熱致性液晶聚氨酯有較寬的液晶區間，流動性較好，能在環 氧樹脂中均勻的分散。經本發明合成的聯苯型熱致性液晶聚氨酯用於增韌改性環氧樹脂， 用量僅為環氧樹脂的1 5wt%，就能達到很好的效果，衝擊強度由原來的26. 26kJ/m2提高 到47. 21kJ/m2，拉伸強度提高53%，彎曲強度增加23%，熱分解起始溫度提高5 10°C。


圖1為本發明實施例1製得的聯苯型熱致性液晶聚氨酯的紅外譜圖。
具體實施例方式實施例1 將30ml摩爾濃度為lmol/L的N，N-二甲基甲醯胺(DMF)置於250ml三口燒瓶中， 加熱升溫，預設溫度60°C，加入1. 488g聯苯二酚和0. Iml摩爾濃度為lmol/L的二月桂酸二 丁基錫，強烈攪拌，待聯苯二酚完全溶解後，加入IOml摩爾濃度為lmol/L的甲苯二異氰酸 酯(TDI)，反應0. 5h，加入2ml摩爾濃度為lmol/L的一縮二乙二醇，升溫至85°C，反應6h。 反應結束，冷卻至室溫，加入Iml摩爾濃度為lmol/L的甲醇，攪拌約lOmin，倒入燒杯中，力口 大量水沉澱，減壓抽濾，用酒精洗滌2次，得到白色固體顆粒產物即液晶聚氨酯產品。製得 的液晶聚氨酯的紅外譜圖見圖1。該液晶聚氨酯的液晶區間為180. 1 228. 2°C，經該液晶 聚氨酯(用量僅為環氧樹脂的1 5wt% )改性後的環氧樹脂，衝擊強度由原來的26. 26kJ/ m2提高到44. 64kJ/m2，熱分解起始溫度提高5 8°C。實施例2:將25ml摩爾濃度為lmol/L的N，N-二甲基甲醯胺(DMF)置於250ml三口燒瓶中， 加熱升溫，預設溫度60°C，加入1. 302g聯苯二酚和0. Iml摩爾濃度為lmol/L的二月桂酸二 丁基錫，強烈攪拌，待聯苯二酚完全溶解後，加入IOml摩爾濃度為lmol/L的甲苯二異氰酸 酯(TDI)，反應0. 5h，加入3ml摩爾濃度為lmol/L的一縮二乙二醇，升溫至85°C，反應6h。 反應結束，冷卻至室溫，加入Iml摩爾濃度為lmol/L的甲醇，攪拌約lOmin，倒入燒杯中， 加大量水沉澱，減壓抽濾，用酒精洗滌3次，得到白色固體顆粒產物即液晶聚氨酯產品。該 液晶聚氨酯的液晶區間為163. 2 216. 5°C，經該液晶聚氨酯(用量僅為環氧樹脂的1 5wt% )改性後的環氧樹脂，衝擊強度由原來的26. 26kJ/m2提高到47. 21kJ/m2，熱分解起始 溫度提高5 10°C。實施例3:將20ml摩爾濃度為lmol/L的N，N-二甲基甲醯胺(DMF)置於250ml三口燒瓶中， 加熱升溫，預設溫度60°C，加入1. 116g聯苯二酚和0. Iml摩爾濃度為lmol/L的二月桂酸二 丁基錫，強烈攪拌，待聯苯二酚完全溶解後，加入IOml摩爾濃度為lmol/L的甲苯二異氰酸 酯(TDI)，反應0. 5h，加入4ml摩爾濃度為lmol/L的一縮二乙二醇，升溫至85°C，反應6h。 反應結束，冷卻至室溫，加入Iml摩爾濃度為lmol/L的甲醇，攪拌約lOmin，倒入燒杯中，加大量水沉澱，減壓抽濾，用酒精洗滌2次，得到白色固體顆粒產物即液晶聚氨酯產品。該液晶聚氨酯的液晶區間為138. 6 208. 6°C，經該液晶聚氨酯(用量僅為環氧樹脂的1 5wt% )改性後的環氧樹脂，衝擊強度由原來的26. 26kJ/m2提高到45. 60kJ/m2，熱分解起始 溫度提高4 9°C。
權利要求
一種聚氨酯的製備方法，其特徵在於具體步驟為將10-60ml摩爾濃度為1mol/L的N，N-二甲基甲醯胺置於250ml三口燒瓶中，加熱升溫，預設溫度30～60℃，加入1～10g聯苯二酚和0.05～0.5ml摩爾濃度為1mol/L的二月桂酸二丁基錫，強烈攪拌，待聯苯二酚完全溶解後，加入5～50ml摩爾濃度為1mol/L的甲苯二異氰酸酯，反應0.5～2h，加入1～5ml摩爾濃度為1mol/L的一縮二乙二醇，升溫至70～100℃，反應5～10h；反應結束，冷卻至室溫，加入1～3ml摩爾濃度為1mol/L的甲醇，攪拌10～30min，倒入燒杯中，加大量水沉澱，減壓抽濾，用酒精洗滌2～3次。
全文摘要
本發明公開了一種聯苯型熱致性液晶聚氨酯的製備方法。將10-60ml摩爾濃度為1mol/L的N，N-二甲基甲醯胺置於250ml三口燒瓶中，加熱升溫，預設溫度30～60℃，加入1～10g聯苯二酚和0.05～0.5ml摩爾濃度為1mol/L的二月桂酸二丁基錫，強烈攪拌，待聯苯二酚完全溶解後，加入5～50ml摩爾濃度為1mol/L的甲苯二異氰酸酯，反應0.5～2h，加入1～5ml摩爾濃度為1mol/L的一縮二乙二醇，升溫至70～100℃，反應5～10h。反應結束，冷卻至室溫，加入1～3ml摩爾濃度為1mol/L的甲醇，攪拌10～30min，倒入燒杯中，加大量水沉澱，減壓抽濾，用酒精洗滌2～3次。本發明合成過程簡單，耗時較少，所需試驗儀器也比較簡單，且原料來源廣泛，價格低，汙染小。
文檔編號C08L75/04GK101831044SQ20101015901
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月27日 優先權日2010年4月27日
發明者班建峰, 陸紹榮, 黃志義 申請人:桂林理工大學