[发明专利]一种碳硼烷改性邻苯二甲腈树脂的制备方法

说明书

本发明提供了一种碳硼烷改性邻苯二甲腈树脂的制备方法，包括：S1、含端羟基邻苯二甲腈合成；S2、端炔基邻苯二甲腈合成；S3、含碳硼烷结构邻苯二甲腈合成；S4、固化。本发明通过将碳硼烷结构引入到邻苯二甲腈树脂的分子结构中，制备出了一种有机杂化的新型邻苯二甲腈树脂，含有耐热性优异的碳硼烷及可交联的氰基，固化后的树脂具有突出热稳定性的同时兼具高的残炭率，扩大邻苯二甲腈的适用范围和应用前景。

技术领域

本发明涉及耐高温高分子材料领域，具体而言，涉及一种碳硼烷改性邻苯二甲腈树脂的制备方法。

背景技术

邻苯二甲腈树脂是由美国海军实验室研发的一类高性能热固性树脂，其特点是分子内含有氰基，具有优异的热氧化稳定性、防潮性、阻燃性、机械性能、介电性能，在航空航天、电子、船舶、机械等多个重要领域有着广泛应用。

为了应对特殊领域对于耐温性的要求，近年来研究者对邻苯二甲腈树脂进行了改性研究，表现出了良好的耐热性。如将硅元素引入到邻苯二甲腈的主链中，经过375℃后固化温度后，氮气氛围下5％失重温度为511℃，1000℃残炭率为74.8％；空气氛围下5％失重温度为512℃，1000℃残炭率为6.3％(Wang G,Han Y,Guo Y,等.Phthalonitrile-terminated silicon-containing oligomers:synthesis,polymerization,andproperties[J].IndustrialEngineering Chemistry Research,2019,58(23):9921-9930.)；又如采用聚硼硅氮陶瓷前驱体(PBSN)改性邻苯二甲腈，制备的新型有机无机杂化复合材料在氮气氛围下10％失重温度为608.1℃，空气氛围下10％失重温度为615℃(WangZ,Han Y,Guo Y,等.Preparation and characterization of ahigh heat resistantphthalonitrile resin modified by polyborosilazane ceramic precursor[J].Polymers for Advanced Technologies,2022,33(6):1855-1866)；另外通过加入无机粒子提升邻苯二甲腈的热性能，加入30％碳化硼的共混体系具有显著的耐热性；当在氮气气氛下5％失重温度为600℃，1000℃残炭率高于86％；在空气气氛下，5％失重温度为581℃，1000℃的残炭率高于80％(Song Y,Zong L,Bao F,等.Reduced curing kinetic energyand enhanced thermal resistance of phthalonitrile resins modified withinorganic particles[J].Polymers for Advanced Technologies,2018,29(7):1922-1929)。

针对某些耐烧蚀领域，要求树脂基复合材料的5％失重温度在700℃以上，残炭率在90％以上，需要进一步提升邻苯二甲腈树脂的热稳定性及残炭率。如公开号CN115536686A的中国专利公开了一种一种碳硼烷改性邻苯二甲腈树脂，通过制备碳硼烷改性的邻苯二甲腈单体以提高邻苯二甲腈树脂的耐高温性能，但其反应过程复杂，需要在真空无氧且无水条件下进行，反应条件苛刻，难以工业化生产。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明解决的问题是现有碳硼烷改性的邻苯二甲腈树脂反应过程复杂，条件苛刻，生产难度大。

为解决上述问题，本发明将碳硼烷结构引入到邻苯二甲腈树脂的分子结构中，制备出了一种有机杂化的新型邻苯二甲腈树脂，含有耐热性优异的碳硼烷及可交联的氰基，固化后的树脂具有突出热稳定性的同时兼具高的残炭率，扩大邻苯二甲腈的适用范围和应用前景。

本发明提供了一种碳硼烷改性邻苯二甲腈树脂的制备方法，包括：

S1、含端羟基邻苯二甲腈合成；