一种低分子量聚酰亚胺共混改性环氧树脂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种低分子量聚酰亚胺共混改性环氧树脂及其制备方法，其原料质量配比如下：环氧树脂E51100～120份；降冰片烯二酸酐90～100份；促进剂1～5份；低分子量聚酰亚胺25～30份。制备方法包括：(1)以二元酸、二元胺、封端剂为原料，用单体反应物聚合法制备低分子量聚酰亚胺；(2)按配比将原料加入铝箔模具中，边加热边搅拌均匀，按120℃1小时、150℃3小时的顺序固化，得到改性环氧树脂。本发明通过改变单体反应物聚合型聚酰亚胺的分子结构，可得到不同性能的改性环氧树脂固化物，提高了环氧树脂固化物的强度，具有操作简单、易于成型等特点。
【专利说明】一种低分子量聚酰亚胺共混改性环氧树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环氧树脂领域，特别涉及一种低分子量聚酰亚胺共混改性环氧树脂及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 环氧树脂泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，它们的相对分 子质量通常都不高。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂 发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。环氧树脂固化物具有良好 的机械性能和粘接性，现已广泛应用于化工、工程、电子等各领域，但环氧树脂固化物的三 维网状结构决定了它在拥有较大刚性的同时，也有着较大的脆性。因此，环氧树脂的增强增 韧一直受到各领域研究者们的广泛关注。
[0003] 聚酰亚胺是一种有机高分子材料，因其优越的机械性能和耐热性能而在航空、航 天微电子等领域中广泛应用。
[0004] 然而，聚酰亚胺材料固化温度高、固化收缩大的特点使其难于加工成型。因此，为 了综合聚酰亚胺优越的理化性能和环氧树脂价格低廉、便于加工成型的优点，研究者们开 始探索利用聚酰亚胺对环氧树脂进行改性的方法。
[0005] 目前用于共混改性环氧树脂的聚酰亚胺主要是双马来酰亚胺和聚醚酰亚胺。国外 学者 Wu H, Gopala A, Harris F, Heiden P 在《Journal of applied polymer science》70 卷 935-942 页发表题为〈〈Investigation of readily processable thermoplastic -toughened thermosets· II. Epoxy toughened using a reactive solvent approach〉〉的文章，文中描 述了用分子量低于1000的双马来酰亚胺共混改性环氧树脂的方法。另外，国外学者cc Su，EM Woo 在《Polymer》36 卷 2883-2894 页发表题为《Cure kinetics and morphology of amine-cured tetraglycidyl-4, 4 ' -diaminodiphenylmethane epoxy blends with poly (ether imide)》的文章，文中描述了用聚醚酰亚胺共混改性环氧树脂的方法。而用单 体反应物聚合型聚酰亚胺共混改性环氧树脂的方法目前还未有报道。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种低分子量聚酰亚胺共混改性环氧树脂及 其制备方法，该方法通过改变单体反应物聚合型聚酰亚胺的分子结构，可得到不同性能的 改性环氧树脂固化物，提高了环氧树脂固化物的强度，具有操作简单、易于成型等特点。
[0007] 本发明的一种低分子量聚酰亚胺共混改性环氧树脂，其原料质量配比如下：
[0008] 环氧树脂E51 100?120份 降冰片烯二酸酎 90?100份 促进剂 1?5份 低分子量聚酰亚胺 25?30份。（约定俗成的塑料配方表示方法，将树脂基质的质 量记作100份，其他成分则记作其相对于树脂基质的质量份数。）
[0009] 所述原料质量配比如下：
[0010] 环氧树脂E51 100份 降冰片烯二酸酐 90份 促进剂 1份 低分子量聚酰亚胺 25份。
[0011] 所述低分子量聚酰亚胺具体分子量为1500。
[0012] 所述促进剂为DMP-30。
[0013] 本发明的一种低分子量聚酰亚胺共混改性环氧树脂的制备方法，包括：
[0014] (1)以二元酸、二元胺、封端剂为原料，用单体反应物聚合法制备低分子量聚酰亚 胺，具体方法如下：
[0015] 所用二兀酐为 4, 4'-氧双邻苯二甲酸（4, 4'-Oxydiphthalic anhydride，0DPA)，二 兀胺为对苯二胺（P_Phenylenediamine，ΡΗ))、4,4' -二氨基二苯醚（4,4'-〇xydianiline， 0DA)，封端剂为降冰片烯二酸酐（5-Norbornene-2,3_dicarboxylic Anhydride，ΝΑ)。按照 设计分子量Ν= 1500推算出各原料的用量。将二元酐（0DPA)粉末和封端剂（ΝΑ)粉末分 别加入无水乙醇中，加热溶液至沸腾同时通过冷凝使蒸汽不断回流，边加热边搅拌至固体 完全溶解，溶液呈澄清透明后，将所得0DPA溶液及ΝΑ溶液加入二元胺（0DA、PPD)粉末中， 在氮气保护下搅拌10小时使其混匀并充分反应，得到棕色的聚酰亚胺预聚物溶液。将聚酰 亚胺预聚物溶液进行初步的加热蒸馏，去除其中的大部分乙醇溶剂，直至溶液呈粘稠的胶 状。然后将溶液置入真空烘箱中，按80°C 3小时、120°C 2小时、150°C 3小时的程序加热烘 干，得到黄色的聚酰亚胺固体，将其研磨成粉末得到低分子量聚酰亚胺；
[0016] (2)按配比将原料加入铝箔模具中，边加热边搅拌均勻，按120°c 1小时、150°C 3 小时的顺序固化，得到改性环氧树脂。
[0017] 有益效果
[0018] 本发明通过改变单体反应物聚合型聚酰亚胺的分子结构，可得到不同性能的改性 环氧树脂固化物，提高了环氧树脂固化物的强度，具有操作简单、易于成型等特点。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
【权利要求】
4. 根据权利要求1所述的一种低分子量聚酰亚胺共混改性环氧树脂，其特征在于：所 述低分子量聚酰亚胺具体分子量为1500。
5. 根据权利要求1所述的一种低分子量聚酰亚胺共混改性环氧树脂，其特征在于：所 述促进剂为DMP-30。
6. -种如权利要求1所述的低分子量聚酰亚胺共混改性环氧树脂的制备方法，包括： (1) 以二元酐、二元胺、封端剂为原料，用单体反应物聚合法制备低分子量聚酰亚胺； (2) 按配比将原料加入铝箔模具中，边加热边搅拌均匀，按120°C 1小时、150°C 3小时 的顺序固化，得到改性环氧树脂。
【文档编号】C08G73/10GK104059218SQ201410236093
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】胥春, 杨安, 杨洋 申请人:上海交通大学医学院附属第九人民医院