CN109825082A - 一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料及制备方法 - Google Patents
一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及复合材料的技术领域，提供了一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料及制备方法。所述制备方法包括（1）以辛二胺、偏苯三酸酐为原料制备N,N’‑1,8‑亚辛基‑双苯偏三酸酰亚胺二酸，再以N,N’‑1,8‑亚辛基‑双苯偏三酸酰亚胺二酸、对羟基苯甲酸、二乙二醇醚为原料制备热致液晶聚酯酰亚胺；（2）以聚苯乙烯多孔微球、硼酸溶液、硫酸亚铁溶液、饱和苯硼酸水溶液为原料制备硼酸基聚苯乙烯多孔微球增容剂；（3）以热致液晶聚酯酰亚胺、增容剂、双马来酰亚胺树脂为原料制备所述复合材料。本发明的制备方法达到了提高双马来酰亚胺树脂的韧性、耐热性及热稳定性的目的。
Description
技术领域
本发明属于复合材料的技术领域，提供了一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料及制备方法。
背景技术
双马来酰亚胺树脂是由聚酰亚胺树脂体系派生出来的一类树脂体系，是以马来酰亚胺为活性端基的双官能团化合物，其树脂具有与典型热固性树脂相似的流动性和可塑性，可用与环氧树脂相同的一般方法加工成型，同时它具有聚酰亚胺树脂的耐高温、耐辐射、耐潮湿和耐腐蚀等特点。总体而言，双马来酰亚胺树脂具有良好的耐高温性、耐辐射性、耐湿性及低吸水率，作为高强度、高模量和相对低密度的高级复合材料树脂，已在航空航天业，电子电器业，交通运输业等诸多行业中获得广泛的应用。
但是，未经改性的双马来酰亚胺树脂，由于单体双官能团的链间距离较短，交联密度大，因而固化后的材料韧性差、质脆，导致材料的抗冲击性能差，限制了双马来酰亚胺树脂的应用。因此，对双马来酰亚胺树脂进行增韧改性尤为重要。
通常对双马来酰亚胺树脂的增韧改性是以牺牲其良好的耐热性能为代价的，这也不利于获得综合性能良好的树脂材料。常用的改性方法有物理改性和化学改性。物理改性是指利用碳纳米管、碳纤维、芳纶纤维、空心玻璃微珠、无机纳米粒子、晶须等对双马来酰亚胺树脂进行增韧改性。化学改性包括二元胺改性、烯丙基化合物改性、热塑性树脂改性、有机硅改性、弹性体改性等。
本发明的目的在于，同时提高双马来酰亚胺树脂的韧性、耐热性及热稳定性，使双马来酰亚胺树脂的综合性能更为优异，具有更高的应用价值和更广的应用范围。
发明内容
本发明提出了一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料及制备方法，达到了提高双马来酰亚胺树脂的韧性、耐热性及热稳定性的目的。
为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：
一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，所述复合材料制备的步骤如下：
（1）聚酯酰亚胺热致液晶的制备：将辛二胺、偏苯三酸酐加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至完全溶解，然后加热至150~155℃回流反应150~180min，再冰水冷却、过滤，得到N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸，然后将N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸、对羟基苯甲酸、二乙二醇醚加入N,N-二甲基甲酰胺中，置于80~90℃的油浴中搅拌10~20min，再加入二月桂酸二丁基锡，升温至110~115℃继续反应3~4h，反应结束后过滤、洗涤、干燥，制得热致液晶聚酯酰亚胺；
（2）增容剂的制备：分别将质量浓度为3~5%的硼酸溶液、质量浓度为5~7%的硫酸亚铁溶液、去离子水预冷至2~4℃，将聚苯乙烯多孔微球加入预冷的硼酸溶液中浸泡并振摇5~10min，然后加入预冷的硫酸亚铁溶液，置于冰浴中反应20~30min，然后以预冷的去离子水进行清洗，再加入到饱和苯硼酸水溶液中，振摇20~30min，置于冰浴中8~12h，取出并过滤、洗涤、真空干燥，制得硼酸基聚苯乙烯多孔微球，即增容剂；
（3）复合材料的制备：将热致液晶聚酯酰亚胺加热至190℃熔融，然后加入增容剂进行混合，将双马来酰亚胺树脂加热至160℃熔融，待聚酯酰亚胺/增容剂混合物的温度降至160℃后迅速加入双马来酰亚胺树脂熔体中，以200~250rpm快速搅拌10~20min，再倒入预热模具中，真空脱泡，升温固化，降温后进行退火处理，制得聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料。
优选的，步骤（1）所述N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸的制备中，各原料的重量份为，辛二胺13~15重量份、偏苯三酸酐18~22重量份、N,N-二甲基甲酰胺63~69重量份；所述热致液晶聚酯酰亚胺的制备中，各原料的重量份为，N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸22~25重量份、对羟基苯甲酸7~10重量份、二乙二醇醚4~6重量份、二月桂酸二丁基锡0.5~0.8重量份、N,N-二甲基甲酰胺58.2~66.5重量份。
优选的，步骤（2）所述增容剂的制备中，各原料的重量份为，聚苯乙烯多孔微球3~5重量份、硼酸溶液55~65重量份、硫酸亚铁溶液12~15重量份、饱和苯硼酸水溶液20~25重量份。
优选的，步骤（3）所述复合材料的制备中，各原料的重量份为，热致液晶聚酯酰亚胺3~5重量份、增容剂1~2重量份、双马来酰亚胺树脂93~96重量份。
优选的，步骤（3）所述模具的预热温度为150~160℃，真空脱泡的时间为30~50min；所述固化温度及时间为，第一阶段200~210℃、2h，第二阶段220~230℃、3~4h，第三阶段240~250℃、4~5h；所述退火的温度为260℃，时间为1.5h。
热致型液晶聚合物由刚性单元和柔性间隔段组成，在熔融状态下粘度很低而且容易加工，在液晶相转变区间内能取向形成微纤，具有非常优异的自增强和增韧作用。采用热致型液晶对热固性双马来酰亚胺树脂进行改性，在固化时将液晶有序结构嵌入双马来酰亚胺树脂的交联网络中，不仅可以提高树脂的韧性，还可提高树脂的耐热性。通过对热致型液晶单体的合理选择，可以调节液晶聚合物的熔点及加工性能，本发明通过合成含有较长脂肪链（-CH8-）的N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸单体，并采用不含苯环的二乙二醇醚，使制得的聚酯酰亚胺液晶的熔点较低（经测试，其熔点为185~188℃之间）。聚酯酰亚胺分子链中的酯键使其易于加工且容易满足液晶结构的要求，而酰亚胺键赋予其良好的耐热性能。
由于聚酯酰亚胺液晶聚合物与双马来酰亚胺树脂的界面张力较大，相容性较差，导致两者之间的界面粘接力较低，降低增韧改性效果。而增容剂的加入可降低液晶与双马来酰亚胺树脂之间的界面张力，增大界面粘接力，使液晶的分散更为均匀，更易成纤，明显提高增韧效果。本发明以聚苯乙烯多孔微球为增容剂，并创造性地将硼原子引入聚苯乙烯结构中，利用硼原子的强缺电子特性，以共价配键的形式稳定其他元素，从而改善双马来酰亚胺树脂的热稳定性。
本发明还提供了上述制备方法制备得到的一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料。所述复合材料的制备包括（1）以辛二胺、偏苯三酸酐为原料制备N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸，再以N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸、对羟基苯甲酸、二乙二醇醚为原料制备热致液晶聚酯酰亚胺；（2）以聚苯乙烯多孔微球、硼酸溶液、硫酸亚铁溶液、饱和苯硼酸水溶液为原料制备硼酸基聚苯乙烯多孔微球增容剂；（3）以热致液晶聚酯酰亚胺、增容剂、双马来酰亚胺树脂为原料制备所述复合材料。
本发明提供了一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1.本发明的制备方法，通过合成热致型液晶聚酯酰亚胺对双马来酰亚胺树脂进行改性，提高了双马来酰亚胺树脂的韧性和耐热性。
2.本发明的制备方法，通过以聚苯乙烯多孔微球为增容剂，增加了聚酯酰亚胺液晶与双马来酰亚胺树脂的界面粘接力，提高了液晶对双马来酰亚胺树脂的增韧改性效果。
3.本发明的制备方法，通过将硼原子引入聚苯乙烯结构中制成硼酸基聚苯乙烯多孔微球，改善了双马来酰亚胺树脂的热稳定性。
附图说明
图1为N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸的合成过程。
图2为聚酯酰亚胺的合成过程。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
（1）聚酯酰亚胺热致液晶的制备：将辛二胺、偏苯三酸酐加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至完全溶解，然后加热至153℃回流反应170min，再冰水冷却、过滤，得到N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸，然后将N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸、对羟基苯甲酸、二乙二醇醚加入N,N-二甲基甲酰胺中，置于86℃的油浴中搅拌14min，再加入二月桂酸二丁基锡，升温至113℃继续反应3.5h，反应结束后过滤、洗涤、干燥，制得热致液晶聚酯酰亚胺；N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸的制备中，各原料的重量份为，辛二胺14重量份、偏苯三酸酐19重量份、N,N-二甲基甲酰胺67重量份；热致液晶聚酯酰亚胺的制备中，各原料的重量份为，N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸23重量份、对羟基苯甲酸9重量份、二乙二醇醚5重量份、二月桂酸二丁基锡0.7重量份、N,N-二甲基甲酰胺62.3重量份；
（2）增容剂的制备：分别将质量浓度为4%的硼酸溶液、质量浓度为6%的硫酸亚铁溶液、去离子水预冷至3℃，将聚苯乙烯多孔微球加入预冷的硼酸溶液中浸泡并振摇7min，然后加入预冷的硫酸亚铁溶液，置于冰浴中反应26min，然后以预冷的去离子水进行清洗，再加入到饱和苯硼酸水溶液中，振摇26min，置于冰浴中11h，取出并过滤、洗涤、真空干燥，制得硼酸基聚苯乙烯多孔微球，即增容剂；增容剂的制备中，各原料的重量份为，聚苯乙烯多孔微球4重量份、硼酸溶液61重量份、硫酸亚铁溶液13重量份、饱和苯硼酸水溶液22重量份；
（3）复合材料的制备：将热致液晶聚酯酰亚胺加热至190℃熔融，然后加入增容剂进行混合，将双马来酰亚胺树脂加热至160℃熔融，待聚酯酰亚胺/增容剂混合物的温度降至160℃后迅速加入双马来酰亚胺树脂熔体中，以230rpm快速搅拌16min，再倒入预热模具中，真空脱泡，升温固化，降温后进行退火处理，制得聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料；复合材料的制备中，各原料的重量份为，热致液晶聚酯酰亚胺4重量份、增容剂1重量份、双马来酰亚胺树脂95重量份；模具的预热温度为155℃，真空脱泡的时间为38min；固化温度及时间为，第一阶段205℃、2h，第二阶段225℃、3.5h，第三阶段245℃、4.5h；退火的温度为260℃，时间为1.5h。
实施例2
（1）聚酯酰亚胺热致液晶的制备：将辛二胺、偏苯三酸酐加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至完全溶解，然后加热至151℃回流反应170min，再冰水冷却、过滤，得到N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸，然后将N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸、对羟基苯甲酸、二乙二醇醚加入N,N-二甲基甲酰胺中，置于82℃的油浴中搅拌18min，再加入二月桂酸二丁基锡，升温至111℃继续反应4h，反应结束后过滤、洗涤、干燥，制得热致液晶聚酯酰亚胺；N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸的制备中，各原料的重量份为，辛二胺13.5重量份、偏苯三酸酐19重量份、N,N-二甲基甲酰胺67.5重量份；热致液晶聚酯酰亚胺的制备中，各原料的重量份为，N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸23重量份、对羟基苯甲酸8重量份、二乙二醇醚4.5重量份、二月桂酸二丁基锡0.6重量份、N,N-二甲基甲酰胺63.9重量份；
（2）增容剂的制备：分别将质量浓度为3.5%的硼酸溶液、质量浓度为5.5%的硫酸亚铁溶液、去离子水预冷至2℃，将聚苯乙烯多孔微球加入预冷的硼酸溶液中浸泡并振摇8min，然后加入预冷的硫酸亚铁溶液，置于冰浴中反应22min，然后以预冷的去离子水进行清洗，再加入到饱和苯硼酸水溶液中，振摇23min，置于冰浴中9h，取出并过滤、洗涤、真空干燥，制得硼酸基聚苯乙烯多孔微球，即增容剂；增容剂的制备中，各原料的重量份为，聚苯乙烯多孔微球3.5重量份、硼酸溶液62.5重量份、硫酸亚铁溶液13重量份、饱和苯硼酸水溶液21重量份；
（3）复合材料的制备：将热致液晶聚酯酰亚胺加热至190℃熔融，然后加入增容剂进行混合，将双马来酰亚胺树脂加热至160℃熔融，待聚酯酰亚胺/增容剂混合物的温度降至160℃后迅速加入双马来酰亚胺树脂熔体中，以210rpm快速搅拌18min，再倒入预热模具中，真空脱泡，升温固化，降温后进行退火处理，制得聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料；复合材料的制备中，各原料的重量份为，热致液晶聚酯酰亚胺3.5重量份、增容剂1.5重量份、双马来酰亚胺树脂95重量份；模具的预热温度为152℃，真空脱泡的时间为45min；固化温度及时间为，第一阶段200℃、2h，第二阶段220℃、4h，第三阶段240℃、5h；退火的温度为260℃，时间为1.5h。
实施例3
（1）聚酯酰亚胺热致液晶的制备：将辛二胺、偏苯三酸酐加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至完全溶解，然后加热至154℃回流反应160min，再冰水冷却、过滤，得到N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸，然后将N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸、对羟基苯甲酸、二乙二醇醚加入N,N-二甲基甲酰胺中，置于88℃的油浴中搅拌12min，再加入二月桂酸二丁基锡，升温至114℃继续反应3h，反应结束后过滤、洗涤、干燥，制得热致液晶聚酯酰亚胺；N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸的制备中，各原料的重量份为，辛二胺14重量份、偏苯三酸酐21重量份、N,N-二甲基甲酰胺65重量份；热致液晶聚酯酰亚胺的制备中，各原料的重量份为，N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸24重量份、对羟基苯甲酸9重量份、二乙二醇醚5重量份、二月桂酸二丁基锡0.7重量份、N,N-二甲基甲酰胺61.3重量份；
（2）增容剂的制备：分别将质量浓度为5%的硼酸溶液、质量浓度为6.5%的硫酸亚铁溶液、去离子水预冷至4℃，将聚苯乙烯多孔微球加入预冷的硼酸溶液中浸泡并振摇9min，然后加入预冷的硫酸亚铁溶液，置于冰浴中反应28min，然后以预冷的去离子水进行清洗，再加入到饱和苯硼酸水溶液中，振摇28min，置于冰浴中11h，取出并过滤、洗涤、真空干燥，制得硼酸基聚苯乙烯多孔微球，即增容剂；增容剂的制备中，各原料的重量份为，聚苯乙烯多孔微球4重量份、硼酸溶液58重量份、硫酸亚铁溶液14重量份、饱和苯硼酸水溶液24重量份；
（3）复合材料的制备：将热致液晶聚酯酰亚胺加热至190℃熔融，然后加入增容剂进行混合，将双马来酰亚胺树脂加热至160℃熔融，待聚酯酰亚胺/增容剂混合物的温度降至160℃后迅速加入双马来酰亚胺树脂熔体中，以240rpm快速搅拌12min，再倒入预热模具中，真空脱泡，升温固化，降温后进行退火处理，制得聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料；复合材料的制备中，各原料的重量份为，热致液晶聚酯酰亚胺4重量份、增容剂2重量份、双马来酰亚胺树脂94重量份；模具的预热温度为158℃，真空脱泡的时间为35min；固化温度及时间为，第一阶段210℃、2h，第二阶段230℃、3h，第三阶段250℃、4h；退火的温度为260℃，时间为1.5h。
实施例4
（1）聚酯酰亚胺热致液晶的制备：将辛二胺、偏苯三酸酐加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至完全溶解，然后加热至150℃回流反应180min，再冰水冷却、过滤，得到N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸，然后将N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸、对羟基苯甲酸、二乙二醇醚加入N,N-二甲基甲酰胺中，置于80℃的油浴中搅拌20min，再加入二月桂酸二丁基锡，升温至110℃继续反应4h，反应结束后过滤、洗涤、干燥，制得热致液晶聚酯酰亚胺；N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸的制备中，各原料的重量份为，辛二胺13重量份、偏苯三酸酐18重量份、N,N-二甲基甲酰胺69重量份；热致液晶聚酯酰亚胺的制备中，各原料的重量份为，N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸22重量份、对羟基苯甲酸7重量份、二乙二醇醚4重量份、二月桂酸二丁基锡0.5重量份、N,N-二甲基甲酰胺66.5重量份；
（2）增容剂的制备：分别将质量浓度为3%的硼酸溶液、质量浓度为5%的硫酸亚铁溶液、去离子水预冷至2℃，将聚苯乙烯多孔微球加入预冷的硼酸溶液中浸泡并振摇5min，然后加入预冷的硫酸亚铁溶液，置于冰浴中反应20min，然后以预冷的去离子水进行清洗，再加入到饱和苯硼酸水溶液中，振摇20min，置于冰浴中8h，取出并过滤、洗涤、真空干燥，制得硼酸基聚苯乙烯多孔微球，即增容剂；增容剂的制备中，各原料的重量份为，聚苯乙烯多孔微球3重量份、硼酸溶液65重量份、硫酸亚铁溶液12重量份、饱和苯硼酸水溶液20重量份；
（3）复合材料的制备：将热致液晶聚酯酰亚胺加热至190℃熔融，然后加入增容剂进行混合，将双马来酰亚胺树脂加热至160℃熔融，待聚酯酰亚胺/增容剂混合物的温度降至160℃后迅速加入双马来酰亚胺树脂熔体中，以200rpm快速搅拌20min，再倒入预热模具中，真空脱泡，升温固化，降温后进行退火处理，制得聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料；复合材料的制备中，各原料的重量份为，热致液晶聚酯酰亚胺3重量份、增容剂1重量份、双马来酰亚胺树脂96重量份；模具的预热温度为150℃，真空脱泡的时间为50min；固化温度及时间为，第一阶段200℃、2h，第二阶段220℃、4h，第三阶段240℃、5h；退火的温度为260℃，时间为1.5h。
实施例5
（1）聚酯酰亚胺热致液晶的制备：将辛二胺、偏苯三酸酐加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至完全溶解，然后加热至155℃回流反应150min，再冰水冷却、过滤，得到N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸，然后将N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸、对羟基苯甲酸、二乙二醇醚加入N,N-二甲基甲酰胺中，置于90℃的油浴中搅拌10min，再加入二月桂酸二丁基锡，升温至115℃继续反应3h，反应结束后过滤、洗涤、干燥，制得热致液晶聚酯酰亚胺；N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸的制备中，各原料的重量份为，辛二胺15重量份、偏苯三酸酐22重量份、N,N-二甲基甲酰胺63重量份；热致液晶聚酯酰亚胺的制备中，各原料的重量份为，N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸25重量份、对羟基苯甲酸10重量份、二乙二醇醚6重量份、二月桂酸二丁基锡0.8重量份、N,N-二甲基甲酰胺58.2重量份；
（2）增容剂的制备：分别将质量浓度为5%的硼酸溶液、质量浓度为7%的硫酸亚铁溶液、去离子水预冷至4℃，将聚苯乙烯多孔微球加入预冷的硼酸溶液中浸泡并振摇10min，然后加入预冷的硫酸亚铁溶液，置于冰浴中反应30min，然后以预冷的去离子水进行清洗，再加入到饱和苯硼酸水溶液中，振摇30min，置于冰浴中12h，取出并过滤、洗涤、真空干燥，制得硼酸基聚苯乙烯多孔微球，即增容剂；增容剂的制备中，各原料的重量份为，聚苯乙烯多孔微球5重量份、硼酸溶液55重量份、硫酸亚铁溶液15重量份、饱和苯硼酸水溶液25重量份；
（3）复合材料的制备：将热致液晶聚酯酰亚胺加热至190℃熔融，然后加入增容剂进行混合，将双马来酰亚胺树脂加热至160℃熔融，待聚酯酰亚胺/增容剂混合物的温度降至160℃后迅速加入双马来酰亚胺树脂熔体中，以250rpm快速搅拌10min，再倒入预热模具中，真空脱泡，升温固化，降温后进行退火处理，制得聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料；复合材料的制备中，各原料的重量份为，热致液晶聚酯酰亚胺5重量份、增容剂2重量份、双马来酰亚胺树脂96重量份；模具的预热温度为160℃，真空脱泡的时间为30min；固化温度及时间为，第一阶段210℃、2h，第二阶段230℃、3h，第三阶段250℃、4h；退火的温度为260℃，时间为1.5h。
实施例6
（1）聚酯酰亚胺热致液晶的制备：将辛二胺、偏苯三酸酐加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至完全溶解，然后加热至152℃回流反应165min，再冰水冷却、过滤，得到N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸，然后将N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸、对羟基苯甲酸、二乙二醇醚加入N,N-二甲基甲酰胺中，置于85℃的油浴中搅拌15min，再加入二月桂酸二丁基锡，升温至112℃继续反应3.5h，反应结束后过滤、洗涤、干燥，制得热致液晶聚酯酰亚胺；N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸的制备中，各原料的重量份为，辛二胺14重量份、偏苯三酸酐20重量份、N,N-二甲基甲酰胺66重量份；热致液晶聚酯酰亚胺的制备中，各原料的重量份为，N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸24重量份、对羟基苯甲酸8重量份、二乙二醇醚5重量份、二月桂酸二丁基锡0.6重量份、N,N-二甲基甲酰胺62.4重量份；
（2）增容剂的制备：分别将质量浓度为4%的硼酸溶液、质量浓度为6%的硫酸亚铁溶液、去离子水预冷至3℃，将聚苯乙烯多孔微球加入预冷的硼酸溶液中浸泡并振摇8min，然后加入预冷的硫酸亚铁溶液，置于冰浴中反应25min，然后以预冷的去离子水进行清洗，再加入到饱和苯硼酸水溶液中，振摇25min，置于冰浴中10h，取出并过滤、洗涤、真空干燥，制得硼酸基聚苯乙烯多孔微球，即增容剂；增容剂的制备中，各原料的重量份为，聚苯乙烯多孔微球4重量份、硼酸溶液60重量份、硫酸亚铁溶液14重量份、饱和苯硼酸水溶液22重量份；
（3）复合材料的制备：将热致液晶聚酯酰亚胺加热至190℃熔融，然后加入增容剂进行混合，将双马来酰亚胺树脂加热至160℃熔融，待聚酯酰亚胺/增容剂混合物的温度降至160℃后迅速加入双马来酰亚胺树脂熔体中，以220rpm快速搅拌15min，再倒入预热模具中，真空脱泡，升温固化，降温后进行退火处理，制得聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料；复合材料的制备中，各原料的重量份为，热致液晶聚酯酰亚胺4重量份、增容剂2重量份、双马来酰亚胺树脂94重量份；模具的预热温度为155℃，真空脱泡的时间为40min；固化温度及时间为，第一阶段205℃、2h，第二阶段225℃、3.5h，第三阶段245℃、4.5h；退火的温度为260℃，时间为1.5h。
对比例1
制备过程中，未使用增容剂，其他制备条件与实施例6一致。
对比例2
制备过程中，以不含硼的聚苯乙烯多孔微球为增容剂，其他制备条件与实施例6一致。
性能测试：
（1）冲击性能测试：制备尺寸为60mm×6mm×4mm的样条，参照ASTM D5942-96标准，采用XCJ-4型简支梁冲击试验机，测试无缺口样条的冲击强度；
（2）耐热性能测试：制备尺寸为20mm×4mm×2mm的样条，采用Q800动态热机械分析仪进行DMA测试，以双悬臂模式，驱动频率为1.0Hz，升温速度为2℃/min，测试温度范围为50~300℃，以测得的玻璃化转变温度Tg作为耐热性能的衡量指标；
（3）热稳定性测试：采用TGA-7型热重分析仪，在N2保护下测试样品的质量变化，升温速度为20℃/min，测试温度范围为100~500℃，以初始分解温度T5%（失重5%时的温度）作为热稳定性的衡量指标。
所得数据如表1所示。
表1：
Claims (9)
1.一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料制备的步骤如下：
（1）聚酯酰亚胺热致液晶的制备：将辛二胺、偏苯三酸酐加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至完全溶解，然后加热至150~155℃回流反应150~180min，再冰水冷却、过滤，得到N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸，然后将N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸、对羟基苯甲酸、二乙二醇醚加入N,N-二甲基甲酰胺中，置于80~90℃的油浴中搅拌10~20min，再加入二月桂酸二丁基锡，升温至110~115℃继续反应3~4h，反应结束后过滤、洗涤、干燥，制得热致液晶聚酯酰亚胺；
（2）增容剂的制备：分别将质量浓度为3~5%的硼酸溶液、质量浓度为5~7%的硫酸亚铁溶液、去离子水预冷至2~4℃，将聚苯乙烯多孔微球加入预冷的硼酸溶液中浸泡并振摇5~10min，然后加入预冷的硫酸亚铁溶液，置于冰浴中反应20~30min，然后以预冷的去离子水进行清洗，再加入到饱和苯硼酸水溶液中，振摇20~30min，置于冰浴中8~12h，取出并过滤、洗涤、真空干燥，制得硼酸基聚苯乙烯多孔微球，即增容剂；
（3）复合材料的制备：将热致液晶聚酯酰亚胺加热至190℃熔融，然后加入增容剂进行混合，将双马来酰亚胺树脂加热至160℃熔融，待聚酯酰亚胺/增容剂混合物的温度降至160℃后迅速加入双马来酰亚胺树脂熔体中，以200~250rpm快速搅拌10~20min，再倒入预热模具中，真空脱泡，升温固化，降温后进行退火处理，制得聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料。
2.根据权利要求1所述一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸的制备中，各原料的重量份为，辛二胺13~15重量份、偏苯三酸酐18~22重量份、N,N-二甲基甲酰胺63~69重量份。
3.根据权利要求1所述一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述热致液晶聚酯酰亚胺的制备中，各原料的重量份为，N,N’-1,8-亚辛基-双苯偏三酸酰亚胺二酸22~25重量份、对羟基苯甲酸7~10重量份、二乙二醇醚4~6重量份、二月桂酸二丁基锡0.5~0.8重量份、N,N-二甲基甲酰胺58.2~66.5重量份。
4.根据权利要求1所述一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述增容剂的制备中，各原料的重量份为，聚苯乙烯多孔微球3~5重量份、硼酸溶液55~65重量份、硫酸亚铁溶液12~15重量份、饱和苯硼酸水溶液20~25重量份。
5.根据权利要求1所述一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述复合材料的制备中，各原料的重量份为，热致液晶聚酯酰亚胺3~5重量份、增容剂1~2重量份、双马来酰亚胺树脂93~96重量份。
6.根据权利要求1所述一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述模具的预热温度为150~160℃，真空脱泡的时间为30~50min。
7.根据权利要求1所述一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述固化温度及时间为，第一阶段200~210℃、2h，第二阶段220~230℃、3~4h，第三阶段240~250℃、4~5h。
8.根据权利要求1所述一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述退火的温度为260℃，时间为1.5h。
9.权利要求1~8任一项所述制备方法制备得到的一种聚酯酰亚胺/双马来酰亚胺树脂复合材料。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110828751A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-02-21 | 江苏厚生新能源科技有限公司 | 一种多层微孔结构聚乙烯隔膜的制备方法 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4193927A (en) * | 1975-06-18 | 1980-03-18 | Ciba-Geigy Corporation | Imidyl compounds |
| JPS613786B2 (zh) * | 1976-09-28 | 1986-02-04 | Teijin Ltd | |
| EP0317795A1 (de) * | 1987-11-23 | 1989-05-31 | BASF Lacke + Farben AG | Verfahren zum Beschichten von Metallbändern im Bandlackierverfahren für die Fertigung von thermisch stark belasteten Teilen |
| JPH01230680A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 耐熱性電気絶縁塗料 |
| CN1121087A (zh) * | 1994-10-20 | 1996-04-24 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 新型热致液晶聚酯酰亚胺的合成 |
| CN1371941A (zh) * | 2002-03-21 | 2002-10-02 | 复旦大学 | 聚酯酰亚胺改性双马来酰亚胺 |
| CN1624042A (zh) * | 2004-10-15 | 2005-06-08 | 桂林电子工业学院 | 双马来酰亚胺树脂微球、制备方法及其用途 |
| CN101177585A (zh) * | 2007-11-23 | 2008-05-14 | 中电电气集团有限公司 | 一种聚酯亚胺漆包线漆的制造方法 |
| JP2010085615A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Fujifilm Corp | 液晶表示装置用基板 |
| CN102167827A (zh) * | 2011-01-21 | 2011-08-31 | 中山大学 | 基于偏苯三酸酐旋光性热致液晶聚酯酰亚胺及其制备方法和应用 |
| CN103102795A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-05-15 | 陕西宏业电工电子新材料有限公司 | 一种耐油电机用改性不饱和聚酯亚胺无溶剂浸渍漆 |
| CN105034127A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-11-11 | 王慧 | 一种轻质重竹板材及其制备方法 |
| CN109071774A (zh) * | 2016-04-18 | 2018-12-21 | 捷恩智株式会社 | 热固性树脂组合物、固化膜、带固化膜的基板以及电子零件 |
-
2019
- 2019-02-10 CN CN201910109405.1A patent/CN109825082A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4193927A (en) * | 1975-06-18 | 1980-03-18 | Ciba-Geigy Corporation | Imidyl compounds |
| JPS613786B2 (zh) * | 1976-09-28 | 1986-02-04 | Teijin Ltd | |
| EP0317795A1 (de) * | 1987-11-23 | 1989-05-31 | BASF Lacke + Farben AG | Verfahren zum Beschichten von Metallbändern im Bandlackierverfahren für die Fertigung von thermisch stark belasteten Teilen |
| JPH01230680A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 耐熱性電気絶縁塗料 |
| CN1121087A (zh) * | 1994-10-20 | 1996-04-24 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 新型热致液晶聚酯酰亚胺的合成 |
| CN1371941A (zh) * | 2002-03-21 | 2002-10-02 | 复旦大学 | 聚酯酰亚胺改性双马来酰亚胺 |
| CN1624042A (zh) * | 2004-10-15 | 2005-06-08 | 桂林电子工业学院 | 双马来酰亚胺树脂微球、制备方法及其用途 |
| CN101177585A (zh) * | 2007-11-23 | 2008-05-14 | 中电电气集团有限公司 | 一种聚酯亚胺漆包线漆的制造方法 |
| JP2010085615A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Fujifilm Corp | 液晶表示装置用基板 |
| CN102167827A (zh) * | 2011-01-21 | 2011-08-31 | 中山大学 | 基于偏苯三酸酐旋光性热致液晶聚酯酰亚胺及其制备方法和应用 |
| CN103102795A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-05-15 | 陕西宏业电工电子新材料有限公司 | 一种耐油电机用改性不饱和聚酯亚胺无溶剂浸渍漆 |
| CN105034127A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-11-11 | 王慧 | 一种轻质重竹板材及其制备方法 |
| CN109071774A (zh) * | 2016-04-18 | 2018-12-21 | 捷恩智株式会社 | 热固性树脂组合物、固化膜、带固化膜的基板以及电子零件 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| HAYTHEM BENNOUR等: "Synthesis and characterization of novel organosoluble", 《JOURNAL OF ADHESION SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2018》 * |
| 中国航空工业集团公司复合材料技术中心主编: "《航空复合材料技术》", 31 December 2013, 航空工业出版社 * |
| 李丝丝等: "聚苯乙烯微球的功能化及其应用进展", 《现代化工》 * |
| 赵军: "聚苯乙烯空心微球及其复合材料的制备与性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110828751A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-02-21 | 江苏厚生新能源科技有限公司 | 一种多层微孔结构聚乙烯隔膜的制备方法 |
| CN110828751B (zh) * | 2019-11-06 | 2022-04-05 | 江苏厚生新能源科技有限公司 | 一种多层微孔结构聚乙烯隔膜的制备方法 |
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