一種含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂和苯并噁嗪樹脂的共聚樹脂及其工業(yè)制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚合物復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種 樹脂和苯并噁嗪樹脂共聚樹脂及其工業(yè)化制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 芳腈基特種樹脂是一種新型耐高溫樹脂，其分子結(jié)構(gòu)上含有剛性腈基基團(tuán)，一方 面腈基基團(tuán)賦予其優(yōu)異的綜合性能，例如，高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、抗腐蝕、自阻燃等，使其 綜合性能可以與聚酰亞胺相媲美，部分性能甚至超過聚酰亞胺；另一方面，分子結(jié)構(gòu)上含有 剛性腈基基團(tuán)導(dǎo)致其熔點(diǎn)高，粘度大，固化慢。因此需要高溫長(zhǎng)時(shí)間才能完成固化，導(dǎo)致加 工溫度高，加工時(shí)間長(zhǎng)，加工成本高，限制其發(fā)揮性能和實(shí)際應(yīng)用。
[0003] 而苯并惡嗪樹脂實(shí)際上是含氮的酚醛樹脂，作為一種新型酚醛樹脂，其不僅具有 優(yōu)異的耐熱性和阻燃性，而且固化過程中沒有小分子釋放，固化收縮率幾乎為零，模量大， 強(qiáng)度高，而且其加工性能優(yōu)異，加工性價(jià)比高。
[0004] 盡管目前針對(duì)芳腈基特種樹脂和苯并惡嗪樹脂樹脂的研宄較多，但是，這些研宄 對(duì)樹脂的工業(yè)化應(yīng)用和生產(chǎn)考慮較少。而實(shí)際應(yīng)用過程中，加工成本和效率影響著工業(yè)化 程度。因此，考慮到芳腈基特種樹脂的優(yōu)異性能和苯并噁嗪樹脂的加工性，本發(fā)明旨在提供 一種高耐溫?zé)o鹵阻燃芳腈基特種樹脂和苯并噁嗪樹脂共聚樹脂及其工業(yè)化制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開了一種含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂和苯并 噁嗪樹脂共聚樹脂工業(yè)化制備方法。
[0006] 本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂 和苯并噁嗪樹脂的共聚樹脂。本發(fā)明解決的第一個(gè)技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] 含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂和苯并噁嗪樹脂的共聚樹脂，其特征在于：它是 將含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂在溶劑中預(yù)先開環(huán)，然后與對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的苯并噁嗪樹脂進(jìn) 行共聚反應(yīng)而得到的含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂、苯并噁嗪樹脂的共聚樹脂。
[0008] 含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂和苯并噁嗪樹脂的共聚樹脂由下列重量份數(shù)的 成分制成：含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂：50- 95份；苯并噁嗪樹脂：5 - 50份；溶劑： 100-300 份；
[0009] 所述含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂包括：雙酚A型含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種 樹脂；雙酚S型含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂；雙酚F型含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹 脂；雙酚S型含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂；聯(lián)苯型含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂； [0010] 所述苯并噁嗪樹脂與上述含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂在結(jié)構(gòu)上對(duì)應(yīng)：例如雙 酚A型苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂對(duì)應(yīng)雙酚A型苯并噁嗪樹脂；雙酚S型含苯并噁嗪環(huán) 的芳腈基特種樹脂對(duì)應(yīng)雙酚S型苯并噁嗪樹脂。
[0011] 所述溶劑為Ν' N二甲基乙酰胺。
[0012] 本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂 和苯并噁嗪樹脂的共聚樹脂的工業(yè)化制備方法。
[0013] 所述制備過程為：
[0014] (1)分別按所述共聚樹脂的組成重量份數(shù)計(jì)量準(zhǔn)備各合成材料；
[0015] (2)將含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂和溶劑加入到反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻， 按照如下條件進(jìn)行預(yù)先開環(huán)反應(yīng)：溫度：150-180°C ;時(shí)間：30- 240min ;攪拌速度：100- 300r/min ;壓力：常壓。
[0016] (3)步驟（2)完成后，將反應(yīng)物降溫，加入苯并噁嗪樹脂，按照如下條件進(jìn)行共聚 反應(yīng)：溫度：120-150°C ;時(shí)間：30- 300min ;攪拌速度：200- 400r/min ;壓力：常壓。
[0017] (4)將溶劑進(jìn)行蒸餾回收，其中，蒸餾溫度不超過120°C，蒸餾時(shí)間不宜超過4h。
[0018] 進(jìn)一步在步驟（2)的反應(yīng)條件可以是：溫度：160°C ;時(shí)間：60min;攪拌速度： 150r/min ;壓力：常壓。
[0019] 進(jìn)一步步驟（3)的反應(yīng)條件可以是：溫度：140°C ;時(shí)間：120min ;攪拌速度：300r/ min ;壓力：常壓。
[0020] 所述步驟（4)進(jìn)行溶劑蒸餾時(shí)，保留加入溶劑重量40-50%的溶劑形成含苯并噁 嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂和苯并噁嗪樹脂共聚樹脂膠體；或，將溶劑蒸餾干凈，得到共聚樹脂 含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂和苯并噁嗪樹脂共聚樹脂固體。
[0021] 本發(fā)明的有益效果：
[0022] 1、本發(fā)明在常壓采用溶劑共聚反應(yīng)，生產(chǎn)條件易于實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)過程易于控制，適用 于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。
[0023] 2、本發(fā)明采用含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂與苯并噁嗪樹脂共聚，兩種樹脂都 含有苯并噁嗪環(huán)，在分子結(jié)構(gòu)上相容，得到含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂和苯并噁嗪樹 脂共聚樹脂，集成芳腈基特種樹脂的優(yōu)異性能與苯并噁嗪樹脂的優(yōu)良加工性能于一體。
[0024] 3、本發(fā)明共聚反應(yīng)后溶劑可回收利用，安全環(huán)保?？筛鶕?jù)需要得到含苯并噁嗪環(huán) 的芳腈基特種樹脂和苯并噁嗪樹脂共聚樹脂膠體、固體和粉末，產(chǎn)品形式多樣，滿足市場(chǎng)不 同需求。
[0025] 4、本專利得到含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂/苯并噁嗪樹脂共聚樹脂，擴(kuò)大了 芳腈基特種樹脂和苯并噁嗪樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍，經(jīng)固化后得到的固化物初始分解 溫度達(dá)大于400°C，800°C殘?zhí)柯蔬_(dá)50%以上，玻璃化溫度在260°C以上，無鹵阻燃V-O級(jí)。 能夠廣泛應(yīng)用在復(fù)合材料、機(jī)械、膠粘劑、電子、海軍、航空、航天等高技術(shù)領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，本實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步 的說明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi) 容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027] 一、雙酚A型含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂和雙酚A型苯并噁嗪樹脂共聚樹脂 粉末
[0028] 實(shí)施例1 :將95kg雙酚A型含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂和lOOkgN' N二甲基 乙酰胺加入到反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，按照如下條件進(jìn)行預(yù)先開環(huán)反應(yīng)：溫度：150°C ;時(shí) 間：30min ;攪拌速度：300r/min ;壓力：常壓。其次，將反應(yīng)釜溫度進(jìn)行降溫，加入5kg雙酚A 型苯并噁嗪樹脂，按照如下條件進(jìn)行共聚反應(yīng)：溫度：140°C ;時(shí)間：30min ;攪拌速度：400r/ min ;壓力：常壓。然后，將Ν' N二甲基乙酰胺蒸餾干凈，放料、粉碎后得到雙酚A型含苯并 噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂/雙酚A型苯并噁嗪樹脂共聚樹脂粉末。
[0029] 實(shí)施例2 :將90kg雙酚A型含苯并噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂和lOOkgN'N二甲基乙 酰胺加入到反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，按照如下條件進(jìn)行預(yù)先開環(huán)反應(yīng)：溫度：160°C;時(shí)間： 60min ;攪拌速度：250r/min ;壓力：常壓。其次，將反應(yīng)釜溫度進(jìn)行降溫，加入IOkg雙酚A 型苯并噁嗪樹脂，按照如下條件進(jìn)行共聚反應(yīng)：溫度：120°C ;時(shí)間：30min ;攪拌速度：250r/ min ;壓力：常壓。然后，將Ν' N二甲基乙酰胺蒸餾干凈，放料、粉碎后得到雙酚A型含苯并 噁嗪環(huán)的芳腈基特種樹脂/雙酚A型苯并噁嗪樹脂共聚樹脂粉末