[发明专利]可溶可紫外交联聚芳醚腈及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚芳醚腈是一类具有特殊分子结构的线性芳环聚合物，其大分子主链由刚性、耐热性的亚苯基和柔性、耐热性的氧醚键组成以及强极性的腈基侧基组成。氧醚键赋予聚芳醚腈分子链良好的柔曲性和易加工性，腈基侧基的存在不仅有利于改善聚合物的溶解性能，而且使聚合物分子链间的作用力增强，导致聚合物链段运动所需能量增加，提高聚合物的耐热性，腈基可以提高聚合物的难燃性。另外，还可以利用腈基活泼官能团的反应进行改性制备新型的聚芳醚腈功能高分子材料。聚芳醚腈是一种具有优异的热稳定性、抗氧化性、热氧稳定性、优异的力学性能和电学性能以及良好加工性能的高性能工程塑料。聚芳醚腈适合制造高耐热、高强度、低蠕变性、尺寸稳定性、能在-100～200℃长期使用的制品，可以作为膜材料、绝缘材料、复合材料、粘结剂广泛应用在航空航天、汽车、电子、电气、机械等领域。但是，聚芳醚腈的耐溶剂性和抗应力开裂性较差，通常采用使极性腈基热交联的方法得到耐热性更高的网络结构来解决这一缺点。寻找其他等更有效的途径进一步提高聚芳醚腈的使用温度，改善耐溶剂性和抗应力开裂性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是：提供一种可溶可紫外交联聚芳醚腈及其制备方法，它是在聚芳醚腈链段中引入侧基结构以改善材料的溶解性能、拓宽材料加工窗口，同时将三种可紫外光交联结构引入到聚芳醚腈主链结构中，通过便捷、高效、环保的紫外辐照交联固化技术进一步提高材料的耐热等级、耐溶剂性能和力学性能，提供全新结构的可溶可紫外交联聚芳醚腈高性能材料及其制备技术。

本发明的技术方案是：

本发明的聚合物结构式是：

本发明的制备方法是：

选择4，4’-二羟基查尔酮、2，2’-二烯丙基双酚A、2’-烯丙基苯基-2，6-二氟安息香酸三种含有烯丙基和乙烯基结构双酚和双氟单体化合物为交联点，以嵌段的方式引入到聚芳醚腈主链结构中，交联点含量控制在5～40％。选择六氟双酚A、双酚A、酚酞合成聚芳醚腈，改善和提高聚芳醚腈的溶解性能。以环丁砜或N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜或N，N-二甲基乙酰胺为溶剂，溶剂加入量以含固量20～35％为宜，碳酸钾或碳酸钠为催化剂，用量为双酚单体总摩尔数的1.05～1.15倍，脱水剂甲苯或二甲苯用量为所用溶剂量的20～30％。在145～165℃，180～210℃温度区间分别进行控温反应2～4h和3～6h，反应产物室温条件下(18～25℃)分散在水中，粉碎后分别用乙醇和水洗涤6～8次除去有机小分子、有机溶剂和无机盐，最后于100～120℃干燥10～12h。

本发明的有益效果是：利用紫外光辐照加工技术是在常温、常压下对高分子材料进行照射，对材料无损伤，高效节能，光线可深入到聚合物内部作用，而且不带来任何残毒和废物，控制方法简便，适合于产业化和规模化生产。

本发明是制备新型可溶可紫外交联聚芳醚腈系列高性能材料，通过在聚合物链段中同时引入可以改善聚合物溶解性能的侧基结构和可以紫外交联的烯丙基或乙烯基结构(交联点)，聚合物可以进行溶液加工，然后室温条件下紫外交联固化，得到具有更高耐热性能和使用温度的交联的聚芳醚腈材料。利用清洁高效的紫外光辐照交联技术进一步提高具有优异溶液加工性能的聚芳醚腈材料的使用温度，同时提高材料加工性能和热性能以满足不同使用温度和使用范围对材料的要求是本发明的主要创新点和主要技术特点。

具体实施方式

本发明采用三种含有烯丙基和乙烯基双酚单体化合物与双氟单体化合物，通过亲核取代反应，制备出一系列可溶液加工、可紫外交联聚芳醚腈高性能材料。在制备过程中，可以选择甲苯或者二甲苯作为脱水剂，选择环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜或者N，N-二甲基乙酰胺为溶剂，交联点含量控制在5～40％，交联点以嵌段的方式均匀分布在聚合物主链结构中。本发明得到的可溶可紫外交联聚芳醚腈聚合物结构式如下：

(I)实施例1至实施例3聚合物结构式

(II)实施例4至实施例6聚合物结构式

(III)实施例7至实施例9聚合物结构式