[发明专利]一种聚酰亚胺型环氧树脂增韧剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酰亚胺型环氧树脂增韧剂及其制备方法，所述增韧剂是一种嵌段型聚酰亚胺聚合物，由含酚羟基的结构链段和不含酚羟基的结构链段组成，其中含酚羟基的结构链段能参与环氧树脂的固化反应，通过化学键将增韧剂引入到环氧树脂交联网络中，提高增韧剂与环氧树脂的相容性与界面结合力；另一方面，其主链中含有苯环、酰亚胺结构等刚性基团，能够保持环氧树脂良好的机械性能和耐热性，应用于耐高温型多官能团环氧树脂体系。所述制备方法是分别制备含酚羟基的聚酰胺酸溶液和不含酚羟基的聚酰胺酸溶液，再将两种聚酰胺酸溶液混合，搅拌，然后通过化学亚胺化或热亚胺化的方式将聚酰胺酸转化为聚酰亚胺，得到所述的聚酰亚胺型环氧树脂增韧剂。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺型环氧树脂增韧剂及其制备方法。

背景技术

四官能团环氧树脂是一种耐高温型热固性树脂，具有良好的耐腐蚀性、介电性能及力学性能，作为优良的基体材料广泛应用于机电器件、交通运输、运动器材、压力容器、结构加固等多个领域。但是，由于高度交联的三维网络结构，该类环氧树脂具有韧性差的缺点，限制了它的进一步应用。

目前环氧树脂的增韧方法主要包括橡胶增韧、刚性粒子增韧、热塑性树脂增韧、核壳粒子增韧等。

CN102936396A采用聚合物微球作为增韧材料提高环氧树脂韧性，这些微球的加入会破坏环氧树脂的刚性结构，通过微球与环氧树脂之间有效的应力传递达到增韧的效果，但是改性后环氧树脂的力学性能有明显降低。

CN102516717A将热塑性弹性体作为增韧剂改性环氧树脂，将热塑性弹性体、相容剂以及助剂先混合均匀，然后加入到环氧树脂中进行热固化，但是由于弹性体的极性较弱，增韧剂与环氧树脂相容性较差。

CN105623265A中，研究人员采用聚醚多元醇及其衍生物来改性环氧树脂，先将聚醚多元醇/聚醚酮/聚醚砜进行复配，然后加入环氧体系中，较好的保持了环氧树脂的耐热性，但是由于聚醚多元醇不参与环氧树脂的固化反应，增韧剂与环氧树脂之间的相容性较差。

针对以上问题，本申请人研究了一种聚酰亚胺型环氧树脂增韧剂及其制备方法。其中增韧剂是一种嵌段型聚酰亚胺聚合物，由含酚羟基的结构链段和不含酚羟基的结构链段组成，其中含有酚羟基的链段能参与环氧树脂的固化反应，通过化学键将增韧剂引入到交联网络中，提高增韧剂与环氧树脂的相容性与界面结合力；另外，所述增韧剂的主链中含有苯环、酰亚胺结构等刚性基团，能够在增韧的同时保持环氧树脂良好的机械强度。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种聚酰亚胺型环氧树脂增韧剂及其制备方法，解决增韧剂与环氧树脂相容性差及环氧树脂增韧不增强的问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种聚酰亚胺型环氧树脂增韧剂(CPEI)，所述聚酰亚胺型环氧树脂增韧剂为嵌段型聚酰亚胺共聚物，所述嵌段型聚酰亚胺共聚物由含酚羟基的结构链段和不含酚羟基的结构链段组成，其结构式如下：

(A-B)_m (P1)

式(P1)中，m为大于4的整数；其中，链段A具有以下式(Ⅰ)所示的重复单元：

式(Ⅰ)中，X包括

R表示O、S、n₁为5～300中的任一整数；n₁进一步优选10～50的整数。

式(P1)中，链段B具有以下式(Ⅱ)所示的重复单元：

式(Ⅱ)中，R₂表示O、S、R为O、S、n₂为5～300中的任一整数。从材料综合性能考虑，n₂进一步优选20～100的整数。