一种乙烯基POSS改性双马来酰亚胺树脂固化物及其制备方法和应用

专利2025-07-16  21


本发明涉及高分子材料,尤其涉及一种乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物及其制备方法和应用。


背景技术:

1、双马来酰亚胺树脂是为了满足具有高耐热、耐氧化和难烧蚀等特点要求而研发的新型热固性树脂,是由聚酰亚胺树脂衍生而来的。双马来酰亚胺树脂复合材料作为先进复合材料被广泛应用于航天飞行器中,已经成为制造航天耐高温部件的关键材料。树脂基体的性质是决定复合材料最终性能的关键因素之一,对复合材料的使用温度、长期热氧化稳定性、力学性能和电性能等起着决定性的作用。随着新型飞行器对双马来酰亚胺耐温等级要求的提高,对于耐高温双马来酰亚胺树脂的研究势在必行。

2、目前,针对双马来酰亚胺树脂的耐热改性工作主要集中在单体制备过程中加入烯丙基化合物来改性材料,存在耐热性不佳的问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物及其制备方法和应用。本发明的固化物具有优异的耐热性。

2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

3、本发明提供了一种乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物,包括以下质量分数的组分:双马来酰亚胺树脂100份;乙烯基聚硅倍半氧烷2~10份,所述乙烯基聚硅倍半氧烷包括梯形聚苯基乙烯基poss、笼形八乙烯基poss、含磷笼形八乙烯基poss和含磷笼形烯丙基poss中的一种或多种。

4、优选地,所述梯形聚苯基乙烯基poss具有式i所示的结构:

5、

6、优选地,所述含磷笼形八乙烯基poss具有式ii所示的结构:

7、

8、式ii中,r1为-ch=ch2,r2为所述r2中·为连接位点。

9、优选地,所述含磷笼形烯丙基poss具有式iii所示的结构:

10、

11、式iii中,r1为

12、

13、r2为

14、

15、所述r1和r2中·为连接位点。

16、优选地,所述乙烯基聚硅倍半氧烷的质量份数为3~7份。

17、优选地,所述乙烯基聚硅倍半氧烷的质量份数为5份。

18、优选地,所述双马来酰亚胺树脂包括n,n’-(4,4-亚甲基二苯基)双马来酰亚胺、2,2’-二[4-(4-顺丁烯二酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷和双(3-乙基-5-甲基-4-马来酰亚胺基苯基)甲烷中的一种或多种。

19、本发明还提供了上述技术方案所述乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物的制备方法,包括以下步骤:

20、将双马来酰亚胺树脂融化,得到熔融双马来酰亚胺树脂;

21、将所述熔融双马来酰亚胺树脂和乙烯基聚硅倍半氧烷混合后进行固化,得到所述乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物。

22、优选地,所述固化包括依次进行第一固化、第二固化和第三固化,所述第一固化的温度为180℃,保温时间为1h,所述第二固化的温度为200℃,保温时间为3h,所述第三固化的温度为300℃,保温时间为3.5h。

23、本发明还提供了上述技术方案所述乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物或上述技术方案所述的制备方法制得的乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物在耐热材料中的应用。

24、本发明提供了一种乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物,包括以下质量分数的组分:双马来酰亚胺树脂100份;乙烯基聚硅倍半氧烷2~10份,所述乙烯基聚硅倍半氧烷包括梯形聚苯基乙烯基poss、笼形八乙烯基poss、含磷笼形八乙烯基poss和含磷笼形烯丙基poss中的一种或多种。

25、本发明以双马来酰亚胺树脂为基体,通过添加抗氧化剂乙烯基聚硅倍半氧烷(乙烯基poss)使得到的固化物具有优异的耐热性能和较好的冲击强度,在航空航天领域有广泛的应用前景。本发明提供的乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物的初始分解温度(t5%)大于422℃,700℃下的残余质量大于3wt%。

26、本发明还提供了上述技术方案所述乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物的制备方法,本发明的制备方法操作工艺简单,适合大规模生产和应用。



技术特征:

1.一种乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物,其特征在于,包括以下质量分数的组分:双马来酰亚胺树脂100份;乙烯基聚硅倍半氧烷2~10份,所述乙烯基聚硅倍半氧烷包括梯形聚苯基乙烯基poss、笼形八乙烯基poss、含磷笼形八乙烯基poss和含磷笼形烯丙基poss中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物,其特征在于,所述梯形聚苯基乙烯基poss具有式i所示的结构:

3.根据权利要求1所述的乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物,其特征在于,所述含磷笼形八乙烯基poss具有式ii所示的结构:

4.根据权利要求1所述的乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物,其特征在于,所述含磷笼形烯丙基poss具有式iii所示的结构:

5.根据权利要求1所述的乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物,其特征在于,所述乙烯基聚硅倍半氧烷的质量份数为3~7份。

6.根据权利要求1所述的乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物,其特征在于,所述乙烯基聚硅倍半氧烷的质量份数为5份。

7.根据权利要求1所述的乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物,其特征在于,所述双马来酰亚胺树脂包括n,n’-(4,4-亚甲基二苯基)双马来酰亚胺、2,2’-二[4-(4-顺丁烯二酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷和双(3-乙基-5-甲基-4-马来酰亚胺基苯基)甲烷中的一种或多种。

8.权利要求1~7任一项所述乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述固化包括依次进行第一固化、第二固化和第三固化,所述第一固化的温度为180℃,保温时间为1h,所述第二固化的温度为200℃,保温时间为3h,所述第三固化的温度为300℃,保温时间为3.5h。

10.权利要求1~7任一项所述乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物或权利要求8或9所述的制备方法制得的乙烯基poss改性双马来酰亚胺树脂固化物在耐热材料中的应用。


技术总结
本发明提供了一种乙烯基POSS改性双马来酰亚胺树脂固化物及其制备方法和应用,属于高分子材料技术领域。包括以下质量分数的组分:双马来酰亚胺树脂100份;乙烯基聚硅倍半氧烷2~10份,所述乙烯基聚硅倍半氧烷包括梯形聚苯基乙烯基POSS、笼形八乙烯基POSS、含磷笼形八乙烯基POSS和含磷笼形烯丙基POSS中的一种或多种。本发明以双马来酰亚胺树脂为基体,通过添加抗氧化剂乙烯基聚硅倍半氧烷(乙烯基POSS)使得到的固化物具有优异的耐热性能和较好的冲击强度,在航空航天领域有广泛的应用前景。

技术研发人员:张文超,吴晓露,秦兆鲁,杨荣杰
受保护的技术使用者:北京理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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