[发明专利]一种阻燃耐热型双马来酰亚胺树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及双马来酰亚胺及其合成制备领域，特别涉及一种阻燃耐热型双马来酰亚胺树脂及其制备方法。

背景技术

双马来酰亚胺（BMI）是由聚酰亚胺树脂体系派生的一类树脂体系，是以马来酰亚胺（MI）为活性端基的双官能团化合物。其树脂使用温度处于环氧树脂和聚酰亚胺之间，双马来酰亚胺树脂基复合材料具有优良的耐高温、耐辐射、耐湿热、良好的工艺性等特点，主要用于航空航天、机械电子、交通运输等领域的复合材料基体。

通用型双马来酰亚胺树脂常温下通常为固体，且固化温度高、时间长，阻燃性能一般。为进一步改善双马来酰亚胺树脂的阻燃性能，国内外进行了大量的研究开发工作：通过添加无机填料、混合卤系或磷系阻燃剂能够一定程度的提高双马来酰亚胺树脂的阻燃性能。然而，通过外加法的途径，不可避免会碰到添加物与树脂存在分散性和相容性的技术问题，该类方法往往不得不以牺牲双马来酰亚胺树脂加工性能、机械性能为代价。换而言之，在保持原有双马来酰亚胺树脂加工性能、介电性能、耐热性能和机械性能的同时，有效的赋予良好的阻燃性能是如今该领域亟需解决的技术难题。

将刚性基团作为树脂分子骨架主体，将有机磷元素通过化学键合分布于分子主链当中，有望在提高双马来酰亚胺树脂耐性的同时，通过磷-氮元素的协同效应提升其阻燃性能。因此，通过科学的分子结构设计和修饰，如何将大尺寸刚性基团和有机磷结构集成于分子主链中，有效综合两者的结构特点，获得一种全新结构的耐热阻燃型双马来酰亚胺树脂及其制备方法具有十分重要的意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐热、阻燃性能优异的全新结构双马来酰亚胺树脂，以及一种步骤简单、原料成本低、无“三废”、粘度可调节的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种阻燃耐热型双马来酰亚胺树脂，包括如下重量份的主要原料：

名称              组份

苯基二氯氧磷      5-20份

1-氨基-5-萘酚     21-52份

马来酸酐          10-40份

二烯丙基双酚A     0-15份

进一步地，其具有如下主体分子结构：

                                                      

进一步地，所述二烯丙基双酚A选用4,4'-(1-甲基亚乙基)二[2-(2-丙烯基)]酚。

进一步地，所述的一种阻燃耐热型双马来酰亚胺树脂的制备方法，包括以下步骤：

1、将5-20重量份苯基二氯氧磷，21-52重量份1-氨基-5-萘酚，在50-100重量份溶剂中混合反应，反应温度80℃-120℃，反应时间2-6h，反应结束降温后脱除溶剂及未反应原料，得到苯基二（5-氨基）萘氧基氧磷；其反应化学方程式：

                

2、在惰性气氛保护下，将20-35重量份苯基二（5-氨基）萘氧基氧磷，10-40重量份马来酸酐，15-40重量份助溶剂，0.5-3重量份相转移催化剂混合均匀，在40℃-60℃条件下反应4-6h，反应结束后，加入0-15重量份二烯丙基双酚A，0-0.5重量份自由基引发剂，搅拌0.5-1h，减压蒸馏除去溶剂，得到基于苯基二（5-氨基）萘氧基氧磷结构的耐热阻燃型双马来酰亚胺树脂。

进一步地，所述溶剂为甲苯、二甲苯、甲基异丁基酮中的至少一种。

进一步地，所述助溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷中的至少一种。

进一步地，所述相转移催化剂选用苄基三甲基溴化铵、乙基三苯基溴化铵、乙基三苯基溴化膦中的至少一种。

进一步地，所述引发剂选用过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化二异丙苯中的至少一种。

本发明具有以下有益效果：本发明所涉及的一种阻燃耐热型双马来酰亚胺树脂，分子主链结构所含萘环、苯基氧磷富含芳香环平面共轭双键，局部排列规整且易于堆积，可抑制链段运动，具有良好的耐热性能，同时有机磷原子均匀分布于分子骨架中，同马来酰亚胺结构所含氮元素形成磷-氮协同效应有效地提升树脂的阻燃性能。

本发明所涉及的一种阻燃耐热型双马来酰亚胺树脂的制备方法，采用苯基二氯氧磷，1-氨基-5-萘酚，马来酸酐为主要原料，成本低廉；制备反应过程中，过量的1-氨基-5-萘酚原料及溶剂能够回收再反应，无需进行副产物分离，无“三废”产生，适用于工业化生产。