[发明专利]一种聚邻苯二甲腈树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚邻苯二甲腈树脂及其制备方法技术领域，具体涉及一种通过新型邻苯二甲腈衍生物和/或多醚腈制备聚邻苯二甲腈树脂及其方法，更确切的说是一种以带羟基或氨基的邻苯二甲腈衍生物和/或多醚腈作为组分制备聚邻苯二甲腈树脂及其方法。

背景技术

聚邻苯二甲腈树脂是一类高性能的热固性树脂，具有优异的热性能和高温力学性能，现已作为高性能复合材料的基体树脂和耐高温热熔胶广泛用于航空航天等高技术领域。

目前，聚邻苯二甲腈树脂是由邻苯二甲腈结构单元封端的邻苯二甲腈衍生物，其是在高温下通过氰基的热加成交联固化而成的一类高性能热塑-热固性树脂。但该树脂在无添加剂参与的情况下，其热固化反应非常缓慢。Keller等人(Amine-curedBisphenol-Linked Phthalonitrile Resins，J.Macromol.Sci.Chem.，A18(6)，pp.931-937(1982)；U.S.Pat.No.4,408,035to Keller；U.S.Pat.No.4,410,676to Keller等)在对聚邻苯二甲腈树脂做了大量研究工作的基础上发现：酚类或氨类化合物可有效的加速聚邻苯二甲腈树脂的固化，因此，在熔融态的邻苯二甲腈衍生物中加入酚类或氨类化合物作为树脂制备的其中一个组分，可以促进其固化反应，显著降低聚邻苯二甲腈树脂的固化温度，减少固化时间，其过程如下所示：

而目前涉及到用于聚邻苯二甲腈树脂制备的胺和酚类化合物的专利和文献主要有如下一些：Amine-cured Bisphenol-Linked Phthalonitrile Resins，J.Macromol·Sci.Chem.，A18(6)，pp.931-937(1982)；U.S.Pat.No.4,408,035to Keller；U.S.Pat.No.4,410,676toKeller；U.S.Pat.No.5,003,039to Keller。

这些文献披露的酚类化合物主要有以下几种：

双酚        A双酚             S联苯二酚

这些文献披露的氨类化合物主要有以下几种：

m-APB                  p-APB

但是，以上用于制备聚邻苯二甲腈树脂的胺类和酚类化合物的热稳定性都较差，在聚邻苯二甲腈树脂的高温加工过程中极易挥发，这将导致所获树脂内部出现孔隙，从而影响最终材料的使用性能。因此，为了避免这些胺类和酚类化合物在树脂加工过程中的挥发，其相对用量都比较少，这使得材料的性能和质量难以得到调控，从而制约了聚邻苯二甲腈树脂的应用开发。

另外，为了减少挥发，上述酚类或胺类化合物通常都需先在较高温度下与邻苯二甲腈衍生物进行熔融共混，使其发生快速的加成反应后，冷至室温得到预聚物(使这些化合物牢牢的锁定在树脂体系中)，然后再进行固化获得聚邻苯二甲腈树脂。很显然，这不仅增加了树脂加工的步骤，其加工成本也随之提高，且树脂两种组成的用量也难以获得改变。

发明内容

本发明的目的之一是克服已有技术存在的问题，提供一种利用热稳定性好，不会挥发的，尤其是具有自加速热聚合行为的带羟基或氨基的邻苯二甲腈衍生物和/或多醚腈作为组分来制备的聚邻苯二甲腈树脂。

本发明的目的之二是提供一种利用具有自加速热聚合行为的带羟基或氨基的邻苯二甲腈衍生物和/或多醚腈作为组分来制备聚邻苯二甲腈树脂的方法。

本发明提供的聚邻苯二甲腈树脂，该树脂或由1～99％的带氨基或羟基的邻苯二甲腈衍生物，1～99％的带羟基或氨基的多醚腈，或由1～99％的带氨基或羟基的邻苯二甲腈衍生物，1～99％的邻苯二甲腈衍生物，或由1～99％的带羟基或氨基的多醚腈，1～99％的邻苯二甲腈衍生物，或由1～98％的带氨基或羟基的邻苯二甲腈衍生物，1～98％的带羟基或氨基的多醚腈，1～98％的邻苯二甲腈衍生物经固化而成。

以上组分的含量均为重量百分含量。

以上树脂所用的带氨基的邻苯二甲腈衍生物的结构式为如下的任一种：

带羟基的邻苯二甲腈衍生物的结构式为如下的任一种：

以上树脂所用的带羟基的多醚腈为如下结构通式中的任一种：

其中n＝1～5的整数，或为

以上树脂所用的邻苯二甲腈衍生物为如下结构通式中的任一种：

其中R₁为如下任一基团：