[发明专利]一种具有高残炭率聚酰胺酰亚胺树脂及其应用

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种具有高残炭率聚酰胺酰亚胺树脂及其应用。将偏苯三酸酐、间联甲苯胺溶于醋酸中，在氮气氛围下，升温反应，将反应液冷却到室温，离心得到二酸单体；将二酸单体、增容剂、间联甲苯胺和过量的磷酰化试剂溶于溶剂中，在氮气氛围下，升温反应，倒入乙醇中沉淀，过滤干燥，得到聚酰胺酰亚胺树脂TMA‑DP‑DP。将TMA‑DP‑DP与阻燃剂HCPTP复配使用，能够降低阻燃剂HCPTP的用量，降低PC复合材料或EP复合材料的生产成本，提高PC或EP复合材料的阻燃等级。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种具有高残炭率聚酰胺酰亚胺树脂及其应用。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是近年来发展最快的工程塑料之一，因其具有良好的热稳定性、机械强度高、高透明性、高电绝缘性等，广泛应用于建筑、汽车、电子、电气等行业。然而由于其阻燃性差，容易引发火灾，一定程度上限制了其应用范围。

环氧树脂(EP)具有优秀的物理机械性能，电绝缘性能和优异的粘结性能，因此广泛应用于涂料、胶黏剂、电子器件和工程塑料等领域，然而其阻燃性能差，容易引发火灾，很大程度上限制了其应用范围。

为了提高PC和EP的阻燃性能，通常在其中加入阻燃剂。六苯氧基三环磷腈(HPCTP)是一种无卤的含磷阻燃剂，具有低毒性，易使用的优点。然而仅添加阻燃剂用量较大，且HPCTP价格昂贵，生产成本较大。因此，如何进一步减少HPCTP所需用量，降低成本，对阻燃PC和阻燃环氧树脂至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高残炭率聚酰胺酰亚胺树脂，本发明提供的聚酰胺酰亚树脂同时具有良好的溶解性，较高的残碳率，可作为炭化剂使用。

聚酰胺酰亚胺是一种由柔性的酰胺基团和刚性的酰亚胺环交替构成的高性能聚合物材料，其较高的残碳率使其能成为一种优良的炭化剂。因此通过聚酰胺酰亚胺炭化剂和HPCTP的联合使用，有望降低HPCTP的用量，并进一步提高PC的阻燃性能。

具有高残炭率聚酰胺酰亚胺树脂，具有以下重复结构单元：

n为重复结构单元，为500～2000；

本发明的第二个目的是提供一种具有高残炭率聚酰胺酰亚胺树脂的制备方法，包括以下步骤：

TMA-DP-DP的合成路线

(1)将摩尔比为2:1的偏苯三酸酐(TMA)、间联甲苯胺(DP)溶于醋酸中，在氮气氛围下，缓慢升温到80～150℃(优选为100℃)，反应5～24h(优选为18小时)，将反应液冷却到室温，离心数次得到二酸单体(TMA-DP)；

(2)将摩尔比为1:(7～10):1(优选为1:8.4:1)的二酸单体、增容剂、间联甲苯胺和过量的磷酰化试剂溶于溶剂中，在氮气氛围下，缓慢升温至80～150℃(优选为100℃)，反应5～24h(优选为18小时)，倒入乙醇中沉淀，过滤干燥，得到聚酰胺酰亚胺树脂TMA-DP-DP。

其中，增容剂为氯化钙和氯化锂的混合物，氯化钙和氯化锂的摩尔比为3:4；

磷酰化试剂为亚磷酸三苯酯(TPP)；溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

本发明的第三个目的是提供一种具有高残炭率聚酰胺酰亚胺树脂在制备阻燃聚碳酸酯(PC)和阻燃环氧树脂(EP)中的应用。通过在PC或EP中添加阻燃剂和成炭剂得到了具有良好阻燃性能的PC或EP复合材料。

其中，阻燃剂为六苯氧基三环磷腈(HPCTP)，成炭剂为所述的聚酰胺酰亚胺树脂。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：