[发明专利]一种耐超高温易成型聚酰亚胺树脂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种耐超高温易成型聚酰亚胺树脂及其制备方法与应用。所述聚酰亚胺树脂具有下式所示的结构：其中，R选自或m为0或1；n选自0～10中的任一整数。本发明提供的聚酰亚胺树脂分子主链中采用了不对称或非共面结构二酐及碳硼烷基二胺单体，使得所述的聚酰亚胺树脂具有低粘度、高溶解度、超高耐热性、易加工等特点，解决了现有热固性聚酰亚胺复合材料所面临的基体树脂耐热性与其加工性矛盾的技术难题。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐超高温易成型聚酰亚胺树脂及其制备方法与应用。

背景技术

聚酰亚胺作为一类高性能聚合物因具有优异的综合性能，如优异的热稳定性、介电性能，良好的机械性能和加工性能等，在航空航天、精密机械、大规模集成电子和微电子等高科技领域得到了广泛应用。

传统的聚酰亚胺由于受到有机化学键键能的影响，其热分解温度低于600℃，大大限制了其高温使用范围。碳癸硼烷结构具有庞大的体积、类芳香族三维刚性结构和强吸电子性，从而赋予其优异的高温稳定性、化学稳定性及良好的溶解性能。因此，将碳癸硼烷结构引入聚合物体系中，制备有机无机杂化聚合物，可以大大提高其热氧化稳定性。中国发明专利CN103881091B、和CN104945627A公开了使用含碳硼烷结构的单体及芳香族二酐单体进行聚合反应得到聚酰亚胺的制备方法，目的是提高聚合物的耐高温、耐氧化的性能。但是以上专利采用的是对称性的单体进行酰亚胺树脂低聚物的制备，此种方法的弊端在于所得到的树脂具有很高的熔体粘度和较差的溶解性，不利于材料的加工成型。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种耐超高温易成型聚酰亚胺树脂及其制备方法，以克服现有技术的不足。

本发明的另一目的在于提供前述耐超高温易成型聚酰亚胺树脂的应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种耐超高温易成型聚酰亚胺树脂，其具有如式(I)所示的结构：

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其中，R选自m为0或1；n选自0～10中的任一整数。

本发明实施例还提供了所述聚酰亚胺树脂的制备方法，其包括：

S1.在保护气氛下，将芳香族二酐单体和碳硼烷二胺单体在有机溶剂中混合，之后在80～100℃的条件下反应6～8h；

S2.向步骤S1所获反应混合物中加入封端剂，继续反应2～4h；

S3.将步骤S2所获反应混合物升温至170～190℃继续反应4～6h，再经后处理获得聚酰亚胺树脂。

进一步地，所述芳香族二酐单体包括2,3,3’,4’-联苯四酸二酐(3,4’-BPDA)、2,3,2’,3’-联苯四酸二酐(3,3’-BPDA)、2,3,3’,4’-二苯氧醚四酸二酐(3,4’-ODPA)、2,3,2’,3’-二苯氧醚四酸二酐(3,3’-ODPA)、2,3,3’,4’-二苯酮四酸二酐(3,4’-BTDA)、2,3,2’,3’-二苯酮四酸二酐(3,3’-BTDA)中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此，其中，所述2,3,3’,4’-联苯四酸二酐、2,3,2’,3’-联苯四酸二酐、2,3,3’,4’-二苯氧醚四酸二酐、2,3,2’,3’-二苯氧醚四酸二酐、2,3,3’,4’-二苯酮四酸二酐、2,3,2’,3’-二苯酮四酸二酐的结构简式分别如式(Ⅱ)～(Ⅶ)所示：

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进一步地，所述碳硼烷二胺单体为3,3’-二胺基苯基邻碳硼烷与3,4’-二胺基苯基邻碳硼烷的组合物，其中，3,3’-二胺基苯基邻碳硼烷与3,4’-二胺基苯基邻碳硼烷的结构简式分别如式(Ⅷ)～(Ⅸ)所示：