[发明专利]一种含侧腈基聚醚酰亚胺树脂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种含侧腈基聚醚酰亚胺及其制备方法和用途，涉及高分子材料技术领域。本发明先用2,6‑二氯苯甲腈和氨基芳香酚，在无水强极性溶剂中，脱水剂和催化剂作用下，高温反应生成二胺单体；将二胺单体析出、洗涤并干燥后，把二胺、二酐和封端剂粉碎混合，由计量加料器以稳定速度加入双螺杆挤出机，在高温条件下，原料在挤出机中熔融聚合并挤出；再经冷却、切粒得到聚醚酰亚胺树脂。本发明原料合成工艺简单，价格低廉，聚合过程简洁环保，所得树脂的耐热性能明显提高，可以扩大聚醚酰亚胺树脂的应用领域，更好地满足相关领域的发展需求。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种含有腈基聚醚酰亚胺树脂及其制备方法和用途。

背景技术

聚酰亚胺作为一种常见的特种工程塑料，不仅具有良好的耐热性能，而且还具有优良的尺寸稳定性、氧化稳定性、耐化学药品腐蚀性、耐辐照性、良好的机械性能和介电性能，从而被广泛应用于航空、航天、电气、电子、机车、汽车、精密机械和自动办公机械等多种高新技术领域。

但是，普通的聚酰亚胺也存在缺点：价格昂贵以及加工困难，相应的改性和结构设计催生了一些便于加工和商业化的新型聚酰亚胺品种，例如聚醚酰亚胺。聚醚酰亚胺(PEI)是美国GE公司于1982年开始商品化的热塑性聚酰亚胺，商品名为Ultem，由于其价格低廉，容易加工，综合性能好，成为了销量最大、发展最快的聚酰亚胺材料。

聚醚酰亚胺的良好的加工性源于分子链结构中大量的醚键，但大量这些柔性基团的存在也使它相比于传统聚酰亚胺在耐高温性能上逊色不少。因而，针对这方面的的不足有必要进行一些改进，以进一步扩大该树脂的应用领域。

发明内容

为了在保持PEI易加工、廉价等优点的前提下进一步提高其耐高温性能，扩大其应用范围，本发明提供了一种含侧腈基聚醚酰亚胺，结构式如式1所示：

其中，Ar代表芳基例如苯基或取代苯基，n为50-100，优选60-80。

进一步地，所述含侧腈基聚醚酰亚胺其是通过2,6-二氯苯甲腈与氨基芳香酚(氨基酚)进行反应获得二胺单体，然后由该二胺单体与二酐和封端剂进行熔融聚合反应而获得的。

进一步地，2,6-二氯苯甲腈与氨基芳香酚的摩尔比是1:1.8-2.5，优选1:2；和/或二胺单体、二酐和封端剂的摩尔比为1：0.95～0.98：0.01～0.05；优选1：0.95～0.98：0.02～0.05。

氨基芳香酚可以选自邻氨基苯酚、间氨基苯酚、对氨基苯酚中的一种或多种。

二酐可以选自双酚A型二醚二酐。

封端剂可以选自邻苯二甲酸酐。

一般，本发明的含侧腈基聚醚酰亚胺的数均分子量一般为40000-80000，玻璃化转变温度为217-250℃，拉伸断裂强度为110-120MPa，断裂伸长率为6.5-12％，弯曲强度为151-160MPa，压缩强度为143-152MPa。

本发明进一步提供了上述聚醚酰亚胺树脂的制备方法，是由二酐和二胺在双螺杆挤出机中熔融聚合并挤出，具体的制备方法包括以下步骤：

(a)合成二胺单体：使2,6-二氯苯甲腈和氨基芳香酚在催化剂的存在下在脱水剂和无水强极性溶剂中反应，获得二胺单体；

(b)使二胺单体与二酐任选在封端剂的存在下熔融聚合。

其中，二酐为双酚A型二醚二酐，二酐可采用市售产品或者按照已有路线合成。

二胺为本发明设计合成的含腈基芳香族二胺，它以2,6-二氯苯甲腈和氨基芳香酚为原料，以催化剂、脱水剂和无水强极性溶剂为辅助原料合成。