聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲腈樹脂材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及熱固性樹脂材料的技術領域，尤其涉及一種聯苯型聚醚砜增韌的雙鄰 苯二甲腈樹脂材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 雙鄰苯二甲腈樹脂是一種高性能的熱固性樹脂，其在高溫下通過腈基加成聚合而 形成固化物，耐高溫性能遠遠優于傳統的環氧、雙馬來酰亞胺等熱固性樹脂，加上其突出的 化學穩定性、阻燃性、優異的機械性能、防潮性以及良好的加工性，在航空航天、艦船、機械、 電子等領域有廣泛的應用前景。但雙鄰苯二甲腈樹脂高的交聯密度和剛性結構使固化后的 樹脂內應力大，因而存在質脆、耐疲勞性、抗沖擊韌性差等缺點，使其應用受到一定的限制。
[0003] 為了進一步提高雙鄰苯二甲腈樹脂的力學性能，拓寬其作為高性能結構材料的應 用領域，對其進行增韌改性十分必要。熱固性樹脂增韌的常用方法有（1)橡膠彈性體增 韌改性（常用增韌劑有：液體端羧基丁腈橡膠、端羥基丁腈橡膠、改性硅橡膠、丙烯酸酯類 等），應力大于基體的屈服應力后，可誘發銀紋，銀紋前端又受到三向應力場的作用，使橡膠 顆粒與基體間的界面破裂產生孔洞；此外，橡膠顆粒間的樹脂基體在發生局部剪切屈服形 變后形成剪切帶。銀紋、孔洞和剪切帶的產生吸收大量能量，但在斷裂韌性上升的同時，也 會因為改性的橡膠有小部分溶解在熱固性樹脂基體中，而導致材料模量和玻璃化轉變溫度 的下降。（2)熱塑性樹脂增韌改性（常用的增韌劑有：聚砜、聚醚酰亞胺、聚苯醚和聚碳酸酯 等），熱塑性樹脂含量較高時，會形成雙連續相結構，甚至相反轉結構，高韌性的熱塑性樹脂 連續相在受力時發生屈服形變，對基體中的裂紋起到橋聯和錨釘的作用，終止裂紋的發展。 雖然這些方法簡便易行、成本低廉、可操作性強。但形成分相結構時，如本身基體與熱塑性 增韌劑相容性差，會導致界面粘結力不夠，起到一定的負面作用，往往會大幅降低熱固性 樹脂的耐熱性以及彎曲模量等性能。因此，對增韌劑的選擇十分重要。
[0004] 目前，聚芳醚砜（PAES)及其類似物已被廣泛應用在環氧樹脂、聚酰亞胺、聚馬來 酰亞胺的增韌領域，與其它增韌劑相比，其具有較高的玻璃化轉變溫度、突出的熱穩定性 和抗蠕變性能，尤其是聯苯型聚醚砜，其耐沖擊性能與聚碳酸酯相當，是十分理想的增韌 劑。中國專利CN103602066A公開了一種聚醚砜對雙馬來酰亞胺的增韌改性方法；中國專利 CN1923506A公開了一種聚醚砜增韌的復合材料層合板及其制備方法，但未見聚醚砜增韌雙 鄰苯二甲腈樹脂的報道。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是，提供一種含腈基側基聯苯型聚醚砜增韌的雙鄰苯二 甲腈樹脂材料及其制備方法，所提供的含腈基側基聯苯型聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲腈樹脂 比普通的雙鄰苯二甲腈樹脂具有更高的機械強度和韌性，基本保持基體原有的優異耐熱 性。所提供的含腈基側基聯苯型聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲睛樹脂材料的制備方法具有工藝 簡單、操作方便和適于工業化生產的特點。
[0006] 本發明通過以下技術方案實現：
[0007] -種聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲腈樹脂材料，其特征在于，所述的聚醚砜，是含腈基 側基聯苯型聚醚砜；按質量份數計，含腈基側基聯苯型聚醚砜5~20份，固化劑4, 4' -二氨 基二苯醚二苯砜（P-BAPS) 3份，雙鄰苯二甲腈低聚物100份。
[0008] 本發明所用的含腈基側基聯苯型聚醚砜（PPSU-CN)的結構是：
[0009]
【主權項】
1. 一種聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲腈樹脂材料，其特征是，所述的聚醚砜，是含腈基側基 聯苯型聚醚砜；按質量份數計，含腈基側基聯苯型聚醚砜5~20份，固化劑4, 4' -二氨基二 苯醚二苯砜3份，雙鄰苯二甲腈低聚物100份。
2. 根據權利要求1所述的聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲腈樹脂材料，其特征是，所述的含 腈基側基聯苯型聚醚砜的結構是：
對數比濃 粘度為〇. 86dL/g。
3. -種權利要求1的聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲腈樹脂材料的制備方法，所述的聚醚 砜，是含腈基側基聯苯型聚醚砜；制備過程是：將5~20質量份的含腈基側基聯苯型聚醚 砜、100質量份的雙鄰苯二甲腈低聚物和3質量份的4, 4' -二氨基二苯醚二苯砜，溶于30質 量份的N-甲基吡咯烷酮中，攪拌共混形成混合溶液；混合溶液經過濾，濾液傾倒在樣品盤 上，于60~120°C烘箱中干燥48h，得到的樣片；將樣片升溫到240°C再在240~350°C范圍 升溫固化25~28小時，得到含腈基側基聯苯型聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲腈樹脂材料。
4. 根據權利要求3所述的聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲腈樹脂材料，其特征是，所述的升 溫固化，是240 °C固化5h，260 °C固化4h，280 °C固化4h，300 °C固化4h，325 °C固化4h，最后 350°C固化 4h。
5. 根據權利要求3或4所述的聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲腈樹脂材料，其特征是，所述的 樣品盤，是水平放置且干凈無油的鋁制平盤。
【專利摘要】本發明的聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲腈樹脂材料，屬于熱固性樹脂材料的技術領域。公開的含腈基側基聯苯型聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲腈樹脂材料的組分及各組分的含量，按質量份數計，含腈基側基聯苯型聚醚砜5～20份，固化劑4,4'-二氨基二苯醚二苯砜3份，雙鄰苯二甲腈低聚物100份。制備過程是按質量份數混合原料，在NMP中攪拌共混，濾液在樣品盤上烘干得到樣片，再在240～350℃范圍升溫固化。本發明制備的含腈基側基聯苯型聚醚砜增韌的雙鄰苯二甲腈樹脂比普通的雙鄰苯二甲腈樹脂具有更高的機械強度和韌性，基本保持基體原有的耐熱性；本發明樹脂材料的制備方法具有工藝簡單、操作方便和適于工業化生產的特點。
【IPC分類】C08L71-08, C08G65-40, C08L71-10
【公開號】CN104845349
【申請號】CN201510271903
【發明人】楊延華, 趙楠, 劉韜, 蘇宇, 于洪洋, 姜振華
【申請人】吉林大學
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月25日