[发明专利]一种含有芳香酯结构的高热导率聚亚胺热固性树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含有芳香酯结构的高热导率聚亚胺热固性树脂及其制备方法，制备方法包括步骤：1)将二官能度芳香胺与二官能度芳香醛溶于有机溶剂中，在20～100℃搅拌反应0.05～3h，然后加入交联剂继续反应0.05～5h，获得预聚物沉淀或预聚物溶液；2)对生成沉淀的预聚物体系除去溶剂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，其结构特征如式Ⅰ，其中R₁，R₂，R₃为含苯环的芳香结构。本发明的热固性树脂是含有芳香酯结构的聚亚胺，具有优良的导热、机械、耐热和阻燃性能，且制备工艺简单、结构可调，制得的树脂可以回收再利用，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及热固性树脂领域，具体是一种含有芳香酯结构的高热导率聚亚胺热固性树脂及其制备方法。

背景技术

热固性树脂及其复合材料已经在航空航天、交通运输、电子封装等高新科技领域中得到了广泛应用。随着产品发展，科技产品轻量化、小型化的需求日益增长，高分子原件替代金属元件已成趋势，从而需要更有效的解决散热、易燃、热稳定性等问题。与热塑性树脂相比，传统热固性树脂一旦经过固化成型后将不熔不溶，无法二次成型或者回收，导致其复合材料难以回收利用。

此外，普通环氧树脂属于易燃材料，极限氧指数仅20％左右，燃烧时释放出大量黑烟并伴随着融滴现象会继续引燃其他可燃物造成火势不可控的安全隐患。目前对环氧树脂进行阻燃改性方法，通常是在基体中加入适量的阻燃剂。而传统阻燃剂为保证理想的阻燃效果，往往是通过大量添加阻燃剂的方法来提高单一阻燃元素占比。但是通常添加型阻燃剂与环氧树脂的相容性较差，并且化学弱键的引入也会使得材料的综合性能下降。

现有的热固性树脂尚难以同时满足热导率高、耐热温度高、阻燃性好、易回收等要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种可循环回收利用的含有芳香酯结构的高热导率聚亚胺热固性树脂，通过引入刚性芳香酯介晶基元，与具有一定阻燃作用的亚胺结构共同构成刚性链，与不含芳香酯结构的聚亚胺树脂相比，制得的树脂具有更高的热导率，同时保持高耐热温度、良好的机械强度、阻燃、可回收等功能。

本发明的另一目的是提出一种含有芳香酯结构聚亚胺的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种含有芳香酯结构的聚亚胺热固性树脂，其结构式如下：

其中所述的R₁和R₃为如下结构的任意一种：

所述的R₂为如下结构的任意一种或任意两种或以上互相之间通过烷基、杂原子键合而成：

其中波浪线代表R₁、R₂、R₃、酯基、亚胺相互之间任意连接而成。

所述的含有芳香酯结构的聚亚胺热固性树脂制备方法，包括以下步骤：

(1)将二官能度的芳香胺与二官能度的芳香醛均匀溶于有机溶剂中，在20～100℃反应0.05～3h，接着根据需要加入交联剂继续反应0.05～5h，获得预聚物沉淀或预聚物溶液；二官能度芳香醛和二官能度芳香胺的摩尔比为0.2-5：1；所述芳香胺、芳香醛和交联剂中胺基总和和醛基总和的摩尔比为0.95-1.05：1；每克溶质的有机溶剂用量为1～20ml。

(2)对生成沉淀的预聚物体系除去溶剂并干燥或将预聚物溶液干燥后放入模具中热压成型，得到热固性树脂；所述热压条件为温度150～300℃，压力0.03～20MPa，时间30s～1h。