[发明专利]一种芳香聚亚胺热固性树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种芳香聚亚胺热固性树脂及其制备方法，制备方法包括步骤：1)将芳香醛与芳香胺均匀溶于非质子溶剂中，在20～100℃搅拌反应0.05～5h，获得预聚物沉淀或预聚物溶液；2)将预聚物沉淀过滤并干燥或将预聚物溶液干燥后放入模具中，在150～250℃，1～20MPa条件下进行热压成型，得到热固性树脂，其结构式如式Ⅰ，其中R₁和R₂为含苯环的芳香结构。本发明热固性树脂具有优良的机械、耐热和疏水性能，且制备工艺简单、反应过程可控可调、产率较高，制得的树脂可以回收再利用，适合扩大生产。

技术领域

本发明涉及热固性树脂领域，具体是一种芳香聚亚胺热固性树脂及其制备方法。

背景技术

碳纤维增强环氧树脂基复合材料具有比强度和比刚度高、耐腐蚀性能佳、结构尺寸稳定等特点，已经在航空航天、风力发电、交通运输等高新科技领域中得到了广泛应用。但与热塑性树脂相比，热固性树脂一般先形成预聚物，成型时其中潜在的官能团继续反应形成交联体型结构而固化，这种转变不可逆，加热时不能熔融塑化，也不溶于溶剂，导致复合材料难以回收利用。废弃物通常作为填料、垃圾掩埋或焚烧处理，不但对资源造成巨大浪费，同时也带来严重的环境污染。因此，复合材料难以回收利用的问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的是提出一种可循环回收利用的芳香聚亚胺热固性树脂。

本发明的另一目的是提出一种芳香聚亚胺热固性树脂的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种芳香聚亚胺热固性树脂，其结构式如下：

其中，R₁和R₂为含苯环的芳香结构。

所述的芳香聚亚胺热固性树脂制备方法，包括以下步骤：

1)将芳香醛与芳香胺均匀溶于非质子溶剂中，在20～100℃搅拌反应0.05～5h，获得预聚物沉淀或预聚物溶液；

2)将预聚物沉淀过滤并干燥或将预聚物溶液干燥后放入模具中，在150～250℃，1～20MPa条件下进行热压成型，得到热固性树脂。

优选地，所述芳香醛为芳香二醛、芳香三醛和芳香四醛中的至少一种，所述芳香胺为芳香二胺和/或芳香三胺；所述芳香醛结构中醛基与芳香胺结构中胺基的物质的量相等。

优选地，所述非质子溶剂为N-甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，二甲基亚砜，四氢呋喃，二氯甲烷，乙酸乙酯，乙醇和正丙醇中的一种或两种以上。

优选地，步骤1)每克反应物中加入溶剂的体积为3～10ml。

优选地，步骤1)的反应物中至少含芳香三醛、芳香四醛、芳香三胺中的一种。

优选地，步骤1)的反应温度为40～90℃，反应时间为0.1～2h；步骤2)热压的条件为180～240℃，5～20MPa。

优选地，所述的芳香二醛、芳香三醛、芳香四醛的结构如下：

所述的芳香二胺、芳香三胺的结构如下：

所述的芳香聚亚胺热固性树脂在特定条件下能够循环回收利用，回收方法如下：

其一，将树脂直接打磨成粉或切割成块状，进行热压，即回收得到芳香聚亚胺热固性树脂；或者，