[发明专利]双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物、固化物及其玻纤复合材料与制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物、固化物及其玻纤复合材料与制备方法。

背景技术

双邻苯二甲腈树脂是由美国海军实验室的Keller课题组最先合成出的，是一种高性能耐高温热固性树脂其具有优异的热稳定性和热氧化稳定性、良好的机械性能和较高的防潮性等，具有抗腐蚀、耐辐照、高强度等功能特点；使其在航空航天、舰船、机械、电子等领域获得了广泛的应用，且可以制备功能高分子材料、油漆/涂料、树脂基复合材料、耐高温粘结剂、电子导体、半导体、有机磁性功能材料。它是第一种有文献报道的基于邻苯二甲腈的高性能热固性树脂。在加热条件下，双邻苯二甲腈单体通过腈基的加成聚合反应形成双邻苯二甲腈树脂。自20世纪70年代起，Keller课题组对双邻苯二甲腈的制备、加工、性能和应用等方面进行了系统的研究，在单体的合成、加工及性能方面获得了一些有价值的结果。在此之后，他们提出以该树脂为基体的复合材料是有大发展潜力的耐高温性能复合材料。

本发明的申请人针对邻苯二甲腈树脂也进行了大量的研究，并有相关专利文献报道，如ZL2006100213342“双端基邻苯二甲腈树脂、固化物及其制备方法和用途”；ZL2008103065093“磁性二茂铁-双端基邻苯二甲腈树脂、固化物及它们的制备方法”。

但是，双邻苯二甲腈同时具有加工温度高，固化反应慢等缺点，从而限制了其应用；例如：联苯型邻苯二甲腈的熔点是247℃，在无催化剂的情况下几乎不固化；双酚A型邻苯二甲腈的熔点是197℃，在无催化剂的情况下几乎不固化。于是，申请号为2010102272271的“含芳醚腈链段的双酚A型双邻苯二甲腈树脂、固化物及其制备方法”针对其缺点合成了加工温度更低的双邻苯二甲腈树脂，但是合成步骤麻烦。也有相关文献通过添加环氧等树脂来降低双邻苯二甲腈的加工温度，但是，双邻苯二甲腈与环氧的相容性较差，且结果表明环氧的添加损坏了双邻苯二甲腈的耐热阻燃性能。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物，其是将双邻苯二甲腈与氨基苯氧基邻苯二甲腈于200~220℃熔融共聚得到。

上述双邻苯二甲腈为联苯型双邻苯二甲腈或双酚A型双邻苯二甲腈。

本发明还提供了上述双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物的制备方法，将双邻苯二甲腈与氨基苯氧基邻苯二甲腈在200-220℃下熔融共聚10-40min，即得双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物。

优选的，上述双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物的制备方法：将双邻苯二甲腈在200℃-220℃搅拌熔融后，继续搅拌5-10min，再逐步加入氨基苯氧基邻苯二甲腈使其完全熔融，然后搅拌10-30min即得本发明双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈固化物，其是将上述双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物进行浇注、热处理制得；所述热处理条件为200-350℃下处理4-14h；优选的，所述热处理采用分段热处理，热处理条件为：200-220℃/1-2h，230-250℃/1-4h，260-290℃/1-4h，300-350℃/1-4h；更优选的，热处理条件为：200℃/2h，240℃/2h，280℃/4h，320℃/4h。

所得固化物氧指数大于36%，弯曲强度88～130MPa，初始分解温度为478℃以上，800℃残碳率大于65%。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种玻纤增强复合材料，其以上述双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物和玻纤为原料，双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物和玻纤的重量比为：30～50︰70～50。

优选的，上述双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物玻纤增强复合材料中，双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物和玻纤的重量比为40:60。

所得玻纤增强复合材料氧指数大于39%，弯曲强度达525～710MPa，初始分解温度为500℃以上，800℃残碳率大于80%。

上述玻纤增强复合材料(玻纤增强双邻苯二甲腈-氨基苯氧基邻苯二甲腈共聚物的复合材料)采用干湿混合法制备。