[发明专利]一种基于腈基树脂回收的腈基树脂单组分复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于腈基树脂回收的腈基树脂单组分复合材料及其制备方法，属于高分子技术领域，尤其涉及树脂基复合材料技术领域；该腈基树脂单组分复合材料以腈基树脂固化废弃物作为腈基树脂预聚物的增强体，与腈基树脂预聚物基体在一定的复合工艺和固化条件下制得；本发明通过腈基树脂固化废弃物构建腈基树脂单组分复合材料，既能够实现腈基树脂固化废弃物的绿色回收、功能化利用，还能够克服异质复合材料体系中增强体和基体之间的界面薄弱缺陷。

技术领域

一种基于腈基树脂回收的腈基树脂单组分复合材料及其制备方法，属于高分子技术领域，尤其涉及树脂基复合材料技术领域。

背景技术

腈基树脂固化后含有以酞菁环为主，三嗪环、吲哚环为辅的刚性芳杂环结构，赋予腈基树脂及其复合材料极其出色的力学性能、热稳定性和热氧稳定性、阻燃性能和的耐化学性，广泛用于航空航天、高频电器等高科技领域。腈基树脂由酚类和4-硝基邻苯二甲腈反应制得，由于酚类来源广泛，给予腈基树脂灵活的分子可设计性；4-硝基邻苯二甲腈作为腈基树脂合成的关键原料，其合成涉及氨化、硝化等多步反应，需要用到大量氨水、浓酸等，造成合成工艺环保压力巨大，导致4-硝基邻苯二甲腈的成本高，加之腈基树脂合成时产生副产物亚硝酸盐，污水处理成本高，最终导致腈基树脂的成本极高。目前，双酚A型腈基树脂的原材料成本是双酚A型环氧树脂成本的50-60倍。

高分子分为热塑性高分子和热固性高分子，热塑性高分子在加工的过程当中仅有物理变化，没有化学变化，因此热塑性高分子可反复熔融加工，回收利用。热固性高分子在加工的过程当中既有物理变化，又有化学变化，在固化的过程当中生成三维网状的交联结构，在赋予其良好的刚性、尺寸稳定性等的同时，导致其固化产物难溶难熔、难以回收利用。而腈基树脂作为特种热固性高分子的典型代表，其固化产物富含刚性芳杂环结构，既不熔融也不溶解，回收利用难度更大，导致腈基树脂服役后的固化废弃物不断富集，不仅造成资源浪费，而且造成了巨大的环境压力。

目前腈基树脂复合材料主要分为腈基树脂/高分子、腈基树脂/无机填料、腈基树脂/纤维体系。然而，这些复合材料均属于异质复合材料体系，其基体与增强体为不同化学组分，没有内在的化学相容性，基体与增强体的复合依靠弱范德华力，导致界面作用力薄弱。为了实现良好的界面性能，需对增强体填料进行一系列物理或化学改性，使之含有与基体相近的化学基团，在改善应力传递的同时造成工艺过程复杂，处理周期长，且多会用到浓酸等化学试剂，造成污染物的排放。此外，由于异质复合材料分离提纯困难，几乎难以回收利用。

基于此，我们提供一种基于腈基树脂回收的腈基树脂单组分复合材料及其制备方法，既为难溶难熔的腈基树脂固化废弃物提供了一种绿色回收、功能化利用的技术途径，又能解决腈基树脂异质复合材料的界面薄弱导致的工艺复杂问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种基于腈基树脂回收的腈基树脂单组分复合材料及其制备方法，通过将腈基树脂固化废弃物进行回收处理作为腈基树脂预聚物的增强体，与腈基树脂预聚物基体实现共固化，既能够实现腈基树脂固化废弃物的绿色回收、功能化利用，还能够克服异质复合材料体系中增强体和基体之间的界面薄弱缺陷。

本发明采用的技术方案如下：

为实现上述目的，本发明提供一种基于腈基树脂回收的腈基树脂单组分复合材料，所述的腈基树脂单组分复合材料由回收的腈基树脂固化废弃物和腈基树脂预聚物组成。

作为优选，所述的腈基树脂固化废弃物为1-50份，所述的腈基树脂预聚物为50-99份。

作为优选，所述腈基树脂固化废弃物选自苯酚型、邻苯二酚型、对苯二酚型、间苯二酚型、联苯二酚型、均三酚型、双酚A型、双酚S型、双酚P型、双酚F型、2-氨基酚型、3-氨基酚型、4-氨基酚型腈基树脂固化物中的任意一种或多种混合。