[发明专利]一种低热膨胀系数热塑性聚酰亚胺树脂材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种低热膨胀系数热塑性聚酰亚胺树脂材料，由以下质量百分比的组分组成:玻璃化转变温度大于250℃，热膨胀系数小于40ppm/K的耐高温热塑性聚酰亚胺树脂：80‑99％；玻璃化转变温度小于220℃，比浓对数粘度大于0.30dL/g的热塑性聚酰亚胺树脂：0.1‑15％；抗氧化剂：0.2‑5％；润滑剂：0.2‑5％。并提供了其制备方法。本发明通过与玻璃化转变温度小于220℃，比浓对数粘度大于0.30dL/g的高分子量，高熔融指数的热塑性聚酰亚胺树脂共混，以及抗氧化剂和润滑剂配合，提高了树脂的热塑加工性，降低了加工温度和熔体粘度，提高产品的熔融指数、热塑稳定性和产品寿命。

技术领域

本发明涉及热塑性聚酰亚胺材料的技术领域，具体涉及一种低热膨胀系数热塑性聚酰亚胺材料及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是一类综合性能优异的树脂材料，具有良好的热稳定性、优异的机械性能、较好的尺寸稳定性、优良的化学稳定性、高击穿电压、低介电常数、高阻燃性、低膨胀系数等优点，被广泛应用于电子电器、航空航天、汽车、化工机械等高科技领域。另一方面，由于聚酰亚胺刚性的分子链和分子间极强的相互作用力，导致聚合物很难熔融，限制了聚酰亚胺的加工和应用范围，因此发展了很多方法提高聚酰亚胺的热塑加工性。例如在主链分子中引入柔性基团，如-O-,-S-,-CH₂-等，降低分子链的刚性，减小分子间的作用力，但是会导致聚酰亚胺的玻璃化转变温度的下降和热膨胀系数的提高。

中国专利201911214345.6公开了一种低热膨胀系数热塑性聚酰亚胺树脂及其制备方法，其将含有酰胺键的结构引入到聚酰亚胺体系中，通过分子内氢键的相互作用力，降低聚酰亚胺树脂的热膨胀系数，此外通过引入柔性的结构单元来提高热塑性，使得该分子结构同时兼具热塑性和低热膨胀系数两大优点，其实施例中熔指都小于3g/10min。但是由于其玻璃化转变温度过高，该树脂不具备反复多次加工的能力，在加工中容易发生交联碳化，导致树脂变黑，甚至无法正常挤出注塑的情况。中国专利202110088004.X公开了一种具有低热膨胀系数的耐高温易加工热塑性透明聚酰亚胺树脂材料及其制备方法，在原来树脂基础上加上抗氧化剂，润滑剂和低分子量聚酰亚胺树脂，大大提高了树脂的高温加工性。但是由于添加了低分子量聚酰亚胺树脂，树脂的高温稳定性降低，并且低分子量的聚酰亚胺树脂的添加也会在一定程度上降低原有树脂的机械性能，导致添加量有限，必须小于1％。申请人实验表明，如果低分子量的聚酰亚胺树脂添加量超过1％，树脂产品的力学、热学性能下降明显。而且即使添加量小于1％，在多次熔融后融指数值下降也比较明显。因此迫切需要开发一种能保持高温稳定性的低热膨胀系数热塑性聚酰亚胺树脂材料。

发明内容

针对上述技术难题，本发明提供一种低热膨胀系数热塑性聚酰亚胺树脂材料及其制备方法。

一种低热膨胀系数热塑性聚酰亚胺树脂材料，所述的低热膨胀系数热塑性聚酰亚胺树脂材料由以下质量百分比的组分组成：

(1)玻璃化转变温度大于250℃，热膨胀系数小于40ppm/K的耐高温热塑性聚酰亚胺树脂：80-99％；(优选88～95％)

(2)玻璃化转变温度小于220℃，比浓对数粘度大于0.30dL/g的热塑性聚酰亚胺树脂：0.1-15％；(优选3～10％)

(3)抗氧化剂：0.2-5％；(优选0.2～2％)

(4)润滑剂：0.2-5％；(优选0.2～2％)

所述的玻璃化转变温度大于250℃，热膨胀系数小于40ppm/K的耐高温热塑性聚酰亚胺树脂的结构式如式I、式II-1、式II-2或式II-3所示，式I的结构式如下：

式I中，R₁，R₂是二元伯胺单体残基，n是大于等于0的整数，m是大于等于0的整数，nm；其中R₁是刚性二元伯胺单体残基，R₂是柔性二元伯胺单体残基。