[发明专利]苯并噁嗪树脂

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案主张2011年1月25日申请的英国专利申请案第1101302,6号的优先权益。

技术领域

本发明涉及苯并噁嗪封端的含砜分子的制备和其作为苯并噁嗪树脂中增韧剂的增容剂的用途，以及苯并噁嗪封端的含砜分子本身作为苯并噁嗪树脂中的增韧剂的用途。

背景技术

在热固性树脂中使用苯并噁嗪化合物具有多个优点，包括其相对长的贮藏期限、分子设计灵活性、低成本、高玻璃转化温度、高模量、相对低的粘度、阻燃性、低吸湿性和极低收缩率。另外，由于其聚合是通过开环机制(如下文反应图1中针对二官能苯并噁嗪所示)实现的，因此可避免生成麻烦的缩合副产物。

反应图1

WO-95/31447-A教示在无溶剂系统中制备多种苯并噁嗪化合物。然而，尽管苯并噁嗪相对于其它热固性基质具有多个优点，但其主要缺点在于其一般极脆，且无市售纯苯并噁嗪基质适用于高性能复合物中。通常，苯并噁嗪与常用热塑性增韧剂具有极差相容性，且这种不相容性导致在混合期间难以将热塑性材料溶于基础树脂中，或在固化期间导致热塑性材料的总体相分离。苯并噁嗪系统的增韧已限制于使用橡胶、改质苯并噁嗪单体和低性能热塑性材料，但这些材料也会降低苯并噁嗪的有益性质，最显著的是模量和高玻璃转化温度。

可从市场购得若干种苯并噁嗪杂合系统(例如可以MT树脂购得的苯并噁嗪-环氧树脂杂合系统)，但添加共反应物(环氧树脂)可抵消苯并噁嗪的一些优点。目前没有可得的苯并噁嗪系统既能保留纯苯并噁嗪的所有有益性质又能展现适用于高性能应用的韧性。

发明内容

本发明的目的是解决一个或一个以上上述问题。具体来说，本发明的目的是提供展现高韧性和极佳模量的苯并噁嗪热固性树脂。本发明的另一目的是提供展现高韧性和极佳模量的苯并噁嗪热固性树脂，其中所述热固性树脂组份是由苯并噁嗪树脂组成。

根据本发明，提供可固化聚合物组合物，其包含：

(A)热固性苯并噁嗪树脂前体组份；

(B)任选地含有芳基砜的苯并噁嗪组份，和

(C)聚芳基砜热塑性增韧剂组份，

其中在不存在组份(B)时，所述组份(C)包含一个或一个以上苯并噁嗪侧基和/或端基。

根据本发明的另一方面，提供热固性树脂组合物，其源自包含以下组份的组合物任选地在固化剂存在下的反应：

(A)热固性苯并噁嗪树脂前体组份；

(B)任选地含有芳基砜的苯并噁嗪组份；和

(C)聚芳基砜热塑性增韧剂组份，

其中在不存在组份(B)时，所述组份(C)包含一个或一个以上苯并噁嗪侧基和/或端基。

附图说明

图1图解说明根据一个实例的聚合物组合物的固化周期。

图2是用于比较的固化聚合物样品的照片。

图3是扫描电子显微镜(SEM)图像，其显示热塑性增韧剂在树脂基质中的不均匀粒子形态。

图4是SEM图像，其显示热塑性增韧剂在树脂基质中的细粒子形态。

具体实施方式

本文所用“可固化聚合物组合物”是指固化前组合物且“热固性树脂组合物”是指固化后组合物。

组份(B)是相对低分子量的单体或寡聚的含有芳基砜的苯并噁嗪化合物，其与热固性苯并噁嗪树脂前体组份(A)相互作用且使聚芳基砜热塑性组份(C)与基质树脂相容。人们相信，组份(B)发挥作用而改变基础树脂的溶解性参数，从而使得可控制形态。

在第一实施例中，组份(C)未经苯并噁嗪端基官能化，且组份(B)是强制性的。此实施例中未官能化的聚芳基砜热塑性增韧剂(即无苯并噁嗪端基)在下文中称作组份(C-i)。

在第二实施例中，组份(C)经一个或一个以上苯并噁嗪端基官能化并同时表现增韧功能和增容功能。苯并噁嗪基团在聚芳基砜热塑性增韧剂末端上的形成使得热塑性材料可反应为热固性基质树脂(A)并与所述树脂相容。此实施例中的官能化聚芳基砜热塑性增韧剂(即包含苯并噁嗪端基)在下文中称作组份(C-ii)。在此实施例中，组份(B)可存在或可不存在，但在组份(C)的数目平均分子量为约7000或更高、尤其约9000或更高的那些实施例中，优选地存在组份(B)。

本发明通过使热塑性增韧剂与苯并噁嗪树脂相容，从而实现苯并噁嗪树脂的增韧且不显著降低其模量或玻璃转化温度来使得苯并噁嗪热固性树脂可用于高性能复合物中(例如用于要求严格的宇航应用中)。