專利名稱：雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物、固化物及其玻纖復(fù)合材料與制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物、固化物及其玻纖復(fù)合材料與制備方法。
背景技術(shù)：
雙鄰苯二甲腈樹脂是由美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室的Keller課題組最先合成出的，是一種高性能耐高溫?zé)峁绦詷渲渚哂袃?yōu)異 的熱穩(wěn)定性和熱氧化穩(wěn)定性、良好的機(jī)械性能和較高的防潮性等，具有抗腐蝕、耐輻照、高強(qiáng)度等功能特點(diǎn)；使其在航空航天、艦船、機(jī)械、電子等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，且可以制備功能高分子材料、油漆/涂料、樹脂基復(fù)合材料、耐高溫粘結(jié)劑、電子導(dǎo)體、半導(dǎo)體、有機(jī)磁性功能材料。它是第一種有文獻(xiàn)報(bào)道的基于鄰苯二甲腈的高性能熱固性樹脂。在加熱條件下，雙鄰苯二甲腈單體通過腈基的加成聚合反應(yīng)形成雙鄰苯二甲腈樹脂。自20世紀(jì)70年代起，Keller課題組對(duì)雙鄰苯二甲腈的制備、加工、性能和應(yīng)用等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，在單體的合成、加工及性能方面獲得了一些有價(jià)值的結(jié)果。在此之后，他們提出以該樹脂為基體的復(fù)合材料是有大發(fā)展?jié)摿Φ哪透邷匦阅軓?fù)合材料。本發(fā)明的申請(qǐng)人針對(duì)鄰苯二甲腈樹脂也進(jìn)行了大量的研究，并有相關(guān)專利文獻(xiàn)報(bào)道，如ZL2006100213342 “雙端基鄰苯二甲腈樹脂、固化物及其制備方法和用途”；ZL2008103065093 “磁性二茂鐵-雙端基鄰苯二甲腈樹脂、固化物及它們的制備方法”。但是，雙鄰苯二甲腈同時(shí)具有加工溫度高，固化反應(yīng)慢等缺點(diǎn)，從而限制了其應(yīng)用；例如聯(lián)苯型鄰苯二甲腈的熔點(diǎn)是247°C，在無(wú)催化劑的情況下幾乎不固化；雙酚A型鄰苯二甲腈的熔點(diǎn)是197°C，在無(wú)催化劑的情況下幾乎不固化。于是，申請(qǐng)?zhí)枮?010102272271的“含芳醚腈鏈段的雙酚A型雙鄰苯二甲腈樹脂、固化物及其制備方法”針對(duì)其缺點(diǎn)合成了加工溫度更低的雙鄰苯二甲腈樹脂，但是合成步驟麻煩。也有相關(guān)文獻(xiàn)通過添加環(huán)氧等樹脂來降低雙鄰苯二甲腈的加工溫度，但是，雙鄰苯二甲腈與環(huán)氧的相容性較差，且結(jié)果表明環(huán)氧的添加損壞了雙鄰苯二甲腈的耐熱阻燃性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物，其是將雙鄰苯二甲腈與氨基苯氧基鄰苯二甲腈于20(T22(TC熔融共聚得到。上述雙鄰苯二甲腈為聯(lián)苯型雙鄰苯二甲腈或雙酚A型雙鄰苯二甲腈。本發(fā)明還提供了上述雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物的制備方法，將雙鄰苯二甲腈與氨基苯氧基鄰苯二甲腈在200-220°C下熔融共聚10-40min，即得雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物。優(yōu)選的，上述雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物的制備方法將雙鄰苯二甲腈在200°C _220°C攪拌熔融后，繼續(xù)攪拌5-10min，再逐步加入氨基苯氧基鄰苯二甲腈使其完全熔融，然后攪拌10-30min即得本發(fā)明雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈固化物，其是將上述雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物進(jìn)行澆注、熱處理制得；所述熱處理?xiàng)l件為200-350°C下處理4-14h ;優(yōu)選的，所述熱處理采用分段熱處理，熱處理?xiàng)l件為200-22(TC /l-2h,230-250°C /l-4h, 260-290°C /l-4h, 300-350°C /l_4h ;更優(yōu)選的，熱處理?xiàng)l件為:200°C /2h，240°C /2h，280°C /4h，320°C /4h。所得固化物氧指數(shù)大于36%，彎曲強(qiáng)度88 130MPa，初始分解溫度為478°C以上，800°C殘?zhí)悸蚀笥?5%。本發(fā)明所要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是提供一種玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料，其以上述雙鄰 苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物和玻纖為原料，雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物和玻纖的重量比為30 50 70 50。優(yōu)選的，上述雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料中，雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物和玻纖的重量比為40:60。所得玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料氧指數(shù)大于39%，彎曲強(qiáng)度達(dá)525 710MPa，初始分解溫度為500°C以上，800°C殘?zhí)悸蚀笥?0%。上述玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料(玻纖增強(qiáng)雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物的復(fù)合材料)采用干濕混合法制備。本發(fā)明所要解決的四個(gè)技術(shù)問題是提供一種玻纖增強(qiáng)復(fù)合固化物，其是將上述玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行澆注、熱處理制得；所述熱處理?xiàng)l件為340-380°C下處理l_4h ;優(yōu)選的，所述熱處理?xiàng)l件為340°C /l-4h或360°C /l_4h或380°C /l_4h ;更優(yōu)選的，所述熱處理?xiàng)l件為340°C /4h 或 360°C /4h 或 380°C /4h。所得玻纖增強(qiáng)復(fù)合固化物彎曲強(qiáng)度達(dá)701 723MPa，初始分解溫度為589°C以上。本發(fā)明的有益效果首先，本發(fā)明采用價(jià)格低廉的氨基苯氧基鄰苯二甲腈，得到雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物及固化物，所得固化物具有優(yōu)秀的阻燃性能(氧指數(shù)大于36%)，彎曲強(qiáng)度達(dá)88 130MPa，初始分解溫度為478°C以上，800°C殘?zhí)悸蚀笥?5%。其次，本發(fā)明提供了雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物/玻纖復(fù)合材料，所得玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料具有優(yōu)秀的阻燃性能(氧指數(shù)大于39%)，彎曲強(qiáng)度達(dá)525 710MPa，初始分解溫度為500°C以上，800°C殘?zhí)悸蚀笥?0%。復(fù)合材料經(jīng)過熱處理后性能更佳，熱處理所得復(fù)合固化物彎曲強(qiáng)度達(dá)701 723MPa，初始分解溫度為589°C以上。所得材料可廣泛應(yīng)用在航空復(fù)合材料、微電子、海軍、航空、航天等高技術(shù)領(lǐng)域。另外，本發(fā)明固化物采用澆注成型，玻纖復(fù)合材料采用模壓成型，與目前工業(yè)設(shè)備相匹配，易于實(shí)現(xiàn)，易于控制，具有大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物，其是將雙鄰苯二甲腈與氨基苯氧基鄰苯二甲腈于20(T22(TC熔融共聚得到。優(yōu)選的，其中，雙鄰苯二甲腈與氨基苯氧基鄰苯二甲腈的重量比為10 90 90 10。其中，上述雙鄰苯二甲腈為聯(lián)苯型雙鄰苯二甲腈或雙酚A型雙鄰苯二甲腈，氨基苯氧基鄰苯二甲腈的結(jié)構(gòu)式為式I所示
權(quán)利要求
1.雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物，其特征在于，其是將雙鄰苯二甲腈與氨基苯氧基鄰苯二甲腈于20(T22(TC熔融共聚得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物，其特征在于，所述雙鄰苯二甲腈為聯(lián)苯型雙鄰苯二甲腈或雙酚A型雙鄰苯二甲腈。
3.權(quán)利要求1或2所述的雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物的制備方法，其特征在于，將雙鄰苯二甲腈與氨基苯氧基鄰苯二甲腈在200-220°C下熔融共聚10-40min,即得雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物的制備方法，其特征在于，將雙鄰苯二甲腈在200°C _220°C攪拌熔融后，繼續(xù)攪拌5-10min，再逐步加入氨基苯氧基鄰苯二甲腈使其完全熔融，然后攪拌10-30min。
5.雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈固化物，其特征在于，將權(quán)利要求1或2所述的雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物進(jìn)行澆注、熱處理制得；所述熱處理?xiàng)l件為200-350°C下處理4-14h ;優(yōu)選采用分段熱處理，熱處理?xiàng)l件為200-220°C /l~2h,230-250°C /l-4h,260-290°C /l_4h，300_350°C /l_4h ;更優(yōu)選的熱處理?xiàng)l件為200°C /2h,240°C /2h，280°C /4h，320°C /4h。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈固化物，其特征在于，所得固化物氧指數(shù)大于36%，彎曲強(qiáng)度88 130MPa，初始分解溫度大于478°C，800°C殘?zhí)悸蚀笥?5%。
7.—種玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料,其特征在于,其以玻纖和權(quán)利要求1所述的雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物為原料，雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物和玻纖的重量比為30 50 70 50。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料，其特征在于，所得玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料氧指數(shù)大于39%，彎曲強(qiáng)度525 710MPa，初始分解溫度大于500°C，800°C殘?zhí)悸蚀笥?0%。
9.一種玻纖增強(qiáng)復(fù)合固化物，其特征在于，其是將權(quán)利要求7或8所述的玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行澆注、熱處理制得；所述熱處理?xiàng)l件為340-380°C下處理l_4h ;優(yōu)選的熱處理?xiàng)l件為340°C /l-4h或360°C /l_4h或380°C /l_4h ;更優(yōu)選的熱處理?xiàng)l件為340°C /4h或360 °C /4h 或 380°C /4h。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的玻纖增強(qiáng)復(fù)合固化物，其特征在于，所得玻纖增強(qiáng)復(fù)合固化物彎曲強(qiáng)度701 723MPa，初始分解溫度大于589°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物、固化物及其玻纖復(fù)合材料與制備方法。本發(fā)明提供一種雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物，其是將雙鄰苯二甲腈與氨基苯氧基鄰苯二甲腈于200～220℃熔融共聚得到。本發(fā)明采用價(jià)格低廉的氨基苯氧基鄰苯二甲腈，得到雙鄰苯二甲腈-氨基苯氧基鄰苯二甲腈共聚物及固化物，所得固化物具有優(yōu)秀的阻燃性能(氧指數(shù)大于36%)，彎曲強(qiáng)度達(dá)88～130MPa，初始分解溫度為478℃以上，800℃殘?zhí)悸蚀笥?5%。
文檔編號(hào)C08L79/04GK103012790SQ20121055513
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者劉鋼, 陳智然, 吳斌, 楊旭林, 羅一男, 徐明珍, 金睿, 劉孝波 申請(qǐng)人:成都德美精英化工有限公司, 電子科技大學(xué)