CN100482718C - 聚酰亚胺半互穿网络树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，是一种聚酰亚胺半互穿网络树脂及其制造方法。用干混、湿混或熔融混合方法，将三苯二醚型热塑性聚酰亚胺与热固性双马来酰亚胺结合，经过热压加工形成半互穿网络高分子材料。三苯二醚型聚酰亚胺的用量为5-90%，最佳为10-70%。混合后的树脂可以与其他填充材料，如石墨、二硫化钼、二氧化硅、二氧化钛、聚四氟乙烯、碳纤维、玻璃纤维等共用，以改进工程塑料的性能，达到用户的各种要求。本发明利用三苯二醚型热塑性聚酰亚胺的高韧性和强度来加强双马来酰亚胺刚性的交联结构，得到既具有高耐热性，又具有高韧性和强度的半互穿网络聚酰亚胺树脂，用不同的混合方法得到可以满足各种用途对材料的不同性能的要求。

Description

聚酰亚胺半互穿网络树脂及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种工程塑料，具体地说是一种聚酰亚胺半互穿网络树脂及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是目前使用温度最高的工程塑料，可以分为热固性和热塑性两类。热塑性聚酰亚胺容易加工，综合性能突出；热固性聚酰亚胺使用温度高，但较脆。将热塑性聚酰亚胺和热固性聚酰亚胺两者结合起来，可以扬长补短，得到性能全面的工程塑料。

发明内容

本发明是以热塑性三苯二醚型聚酰亚胺与热固性双马来酰亚胺为原料，通过干混、湿混或熔融混合使其结合，目的是提供一种聚酰亚胺半互穿网络树脂及其制备方法。

本发明所用的原料为热塑性三苯二醚型聚酰亚胺和热固性双马来酰亚胺。其中三苯二醚型聚酰亚胺的含量以重量百分比计为5—90％，最佳为10—70％。用混合方法使热塑性三苯二醚型聚酰亚胺和热固性双马来酰亚胺结合，形成可以得到半互穿网络结构的树脂。所述的半互穿网络结构是在热固性树脂交联形成的网络中穿插着热塑性高分子的线性大分子，形成一个既有耐高温的交联网络又有增加韧性的长链体系。

所述的制备方法有干混、湿混及熔融混合。混合后形成半互穿网络的树脂，同时还可以加入其他填充材料，如石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、碳纤维、玻璃纤维等，以改进工程塑料的性能，达到用户的各种要求。

所述的三苯二醚型热塑性聚酰亚胺的结构为：

其中Ar为下列的基团：

所述的热固性双马来酰亚胺的结构为：

本发明所用的制备方法有：

1.干混。所述的干混是将一定比例的三苯二醚型热塑性聚酰亚胺(热塑性聚酰亚胺)粉末与双马来酰亚胺粉末在高速搅拌机中混匀后使用。

2.湿混。所述的湿混是将一定比例的三苯二醚型热塑性聚酰亚胺(热塑性聚酰亚胺)树脂与双马来酰亚胺粉末在酚类溶剂中100—140℃混合搅拌均匀，然后在乙醇中沉淀，洗涤干燥后使用。

3.熔融混合。所述的熔融混合是将双马来酰亚胺粉末在150℃熔融后加入一定比例的三苯二醚型热塑性聚酰亚胺(热塑性聚酰亚胺)粉末，混匀后冷却，粉碎后使用。

由上面所述的方法得到的半互穿网络树脂在制备过程中还可以加入重量百分比为1—70％其他无机填充料，如石墨、炭纤维、玻璃纤维、二氧化硅、二氧化钛、二硫化钼及聚四氟乙烯粉末来改性，以得到可以用于各种目的的专用料。这些专用料都可以在360—380℃，10MPa或更高的压力下模压成型，得到各种制品。

本发明利用三苯二醚型热塑性聚酰亚胺的高韧性和强度来加强双马来酰亚胺刚性的交联结构，得到既具有高耐热性，又具有高韧性和强度的半互穿网络聚酰亚胺树脂，用不同的混合方法得到可以满足各种用途对材料的不同性能的要求。与单纯的组分比较，双马来酰亚胺的交联聚合物太脆，无法使用，与其他组分共聚往往会降低使用温度或只具有较低的力学性能，所以双马来酰亚胺体系的树脂更多使用在纤维复合材料上。使用本发明半互穿网络树脂，通过热塑性聚酰亚胺的增强作用，既可以得到纯树脂的塑料也可以加入其他添加物得到具有较高力学性能或摩擦性能的工程塑料，所以具有广泛的应用领域。

具体实施方式

为了更清楚地理解本发明，以下给出本发明的实施例。

实施例1

将70g热塑性聚酰亚胺粉末与30g双马来酰亚胺粉末及10g石墨在高速搅拌机中混合2min，将所得到的可以形成半互穿网络的混合料(以下简称混合料)装入模具在380℃20Mpa下模压得到厚度为5mm的板材。

实施例2

将70g热塑性聚酰亚胺在600ml甲酚中的溶液与30g双马来酰亚胺粉末及10g碳纤维在120℃混合30min，倒入2000ml乙醇中，将得到的沉淀用冷乙醇洗涤3次，70℃真空干燥得到混合料。

实施例3

将30g双马来酰亚胺在150℃恒温浴中熔融，搅拌下加入30g热塑性聚酰亚胺和5g聚四氟乙烯粉末，再搅拌2min，冷却粉碎，得到混合料。

实施例4

将90g热塑性聚酰亚胺粉末、10g双马来酰亚胺粉末、5g石墨、5g聚四氟乙烯及10g碳纤维在高速混合机中混合2min，得到混合料。

实施例5

将90g热塑性聚酰亚胺粉末、10g双马来酰亚胺粉末、5g石墨、3g二硫化钼及5g玻璃纤维在高速混和机中混合2min，得到混合料。

实施例6

将70g热塑性聚酰亚胺粉末与30g双马来酰亚胺粉末及50g玻璃纤维、10g石墨在高速混和机中混合5min，得到混合料。

实施例7

将60g热塑性聚酰亚胺在600ml甲酚中的溶液与40g双马来酰亚胺粉末及5g二硫化钼、5g聚四氟乙烯及10g碳纤维在120℃混合30min，倒入2000ml乙醇中，将得到的沉淀用冷乙醇洗涤3次，70℃真空干燥得到混合料。

实施例8

将50g双马来酰亚胺在150℃恒温浴中熔融，搅拌下加入30g热塑性聚酰亚胺和5g聚四氟乙烯粉末及5g石墨，再搅拌2min，冷却粉碎，得到混合料。

实施例9

将50g热塑性聚酰亚胺粉末与50g双马来酰亚胺粉末及30g玻璃纤维、10g二氧化钛在高速混和机中混合5min，得到混合料。

实施例10

将50g热塑性聚酰亚胺粉末与50g双马来酰亚胺粉末及30g二氧化硅、10g石墨在高速混和机中混合5min，得到混合料。

Claims (8)

1、一种聚酰亚胺半互穿网络树脂，其特征是将三苯二醚型热塑性聚酰亚胺和热固性双马来酰亚胺通过干混、湿混或熔融方法使其混合，在热加工后得到在热固性树脂交联形成的网络中穿插着热塑性高分子的线性大分子的半互穿网络结构，其中三苯二醚型聚酰亚胺的含量以重量百分比计为5—90％；

所述的三苯二醚型热塑性聚酰亚胺的结构为：

其中Ar为下列的基团：

所述的热固性双马来酰亚胺的结构为：

2、根据权利要求1所述的聚酰亚胺半互穿网络树脂，其特征是在半互穿网络结构填充有石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、碳纤维或玻璃纤维。

3、根据权利要求1或2所述的聚酰亚胺半互穿网络树脂，其特征是三苯二醚型聚酰亚胺的含量以重量百分比计为10—70％。

4、根据权利要求1所述的聚酰亚胺半互穿网络树脂的制备方法，其特征是所用的制备方法为干混，所述的干混是将一定比例的三苯二醚型热塑性聚酰亚胺粉末与双马来酰亚胺粉末在高塑搅拌机中混匀后使用。

5、根据权利要求1所述的聚酰亚胺半互穿网络树脂的制备方法，其特征是所用的制备方法为湿混，所述的湿混是将一定比例的三苯二醚型热塑性聚酰亚胺树脂与双马来酰亚胺粉末在酚类溶剂中，在温度100—140℃混合搅拌均匀，然后在乙醇中沉淀，洗涤干燥后使用。

6、根据权利要求1所述的聚酰亚胺半互穿网络树脂的制备方法，其特征是所用的制备方法为熔融混合，所述的熔融混合是将双马来酰亚胺粉末在150℃熔融后加入一定比例的三苯二醚型热塑性聚酰亚胺粉末，混匀后冷却，粉碎后使用。

7、根据权利要求4所述的聚酰亚胺半互穿网络树脂制备方法，其特征是混合后得到的形成半互穿网络的树脂中加入石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、碳纤维或玻璃纤维填充材料，使其最后填充在半互穿网络结构中。

8、根据权利要求5所述的聚酰亚胺半互穿网络树脂制备方法，其特征是加入的填充材料的量重量百分比为1—70％。