[发明专利]一种低熔点芳腈基树脂单体和聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机高分子材料技术领域，涉及一种含芳醚腈链段的低熔点、宽加工窗口的芳腈基树脂单体、聚合物及其制备方法。

背景技术

芳腈基树脂是在20世纪80年代由美国海军实验室的Keller及其团队开发出来的新型耐高温热固性树脂。由于完全固化后的芳腈基聚合物具有良好的热稳定性和机械性能，以及优异的热氧稳定性、阻燃性和较好的耐潮性，使得这类树脂在航空航天、舰船、微电子及机械制造等领域具有广泛的用途，其中最典型结构又以联苯型双邻苯二甲腈和双酚A型双邻苯二甲腈为主。然而纯双酚A型芳腈基树脂(单体)的熔融温度高达200℃，仅比其固化反应温度低20℃，这使得其加工温度窗口较窄(～20℃)，且其热固化反应也较为缓慢，如果只是热固化，需要在280℃处理近百小时才能观察到明显的凝胶现象，而且芳腈基树脂的主要合成原料4-硝基邻苯二甲腈比较昂贵，一般芳腈基树脂中4-硝基邻苯二甲腈占的比例比较大，这就使得传统的芳腈基树脂的成本比较高。高成本使普通新型耐高温芳腈基树脂的推广应用受到极大限制,因而需要寻找到一种新型的结构来降低芳腈基树脂的生产成本同时降低树脂熔点。在过去的30年里，为了降低芳腈基树脂单体的熔点，拓宽树脂加工窗口，提升其固化速率，扩展其应用范围，一系列基于芳腈基树脂的耐高温材料得到了广泛的研究。如：中国发明专利CN102936466、CN102659628、CN101143928、CN102492140、CN103012790发明了多种基于芳腈基树脂的材料。

基于以上原因，本发明主要是通过引入双酚A醚腈链段来降低芳腈基树脂单体的熔点。在双酚A型芳腈基树脂中嵌入该结构后，使树脂熔点从纯双酚A的200℃左右降低到了150℃左右，甚至在80℃左右就开始软化，同时该结构还能达到降低4-硝基邻苯二甲腈的比例的目的。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种低熔点芳腈基树脂单体和聚合物及其制备方法。本发明是在确保树脂热稳定性能不受较大影响的情况下，通过改变树脂单体的结构来达到降低树脂熔点、扩宽树脂加工窗口、降低树脂的固化温度以及降低树脂成本的目的。所述芳腈基树脂单体为一种含有芳醚腈链段的双酚A型芳腈基树脂单体，具有较低的熔点，宽的加工窗口，较低的固化温度等优势，使得该树脂单体具有更好的加工性能，又保持了芳腈基类树脂良好的热稳定性、机械性能和阻燃性，同时引入了侧氰基可增加树脂固化过程中的交联点，最终达到增加交联密度的效果，更进一步提升树脂的热稳定性。

本发明技术方案：

(一)芳腈基树脂单体

该种芳腈基树脂单体是一种含芳醚腈链段的双酚A型邻苯二甲经树脂单体，其结构式如下所示。

(二)芳腈基树脂单体的制备过程

一种芳腈基树脂的制备方法，所述单体由下列摩尔、体积配比的各组分原料制成：

2,6-二氯苯甲腈(摩尔) 1 双酚A(摩尔) 2+0.04 催化剂(摩尔) 2.4 溶剂(毫升) 400+150 4-硝基邻苯二甲腈(摩尔) 2 甲苯(毫升) 150

其中，各原料摩尔数、体积数可按比例增加或减少，双酚A用量为2+0.04摩尔或其倍数，即2～2.04摩尔或其倍数，溶剂包括第一批的400毫升和第二批的150毫升；

包括以下步骤：