【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合成高分子量pbi树脂，具体为一种合成高分子量pbi树脂的配方及制备方法。
技术介绍
1、pbi(聚苯并咪唑)树脂作为高性能的工程塑料，是一种以苯并咪唑为重复单元的非晶态线性杂环聚合物，其全芳香性的主链为pbi树脂赋予极高的玻璃化转变温度、优异的化学稳定性和机械稳定性，pbi树脂可作高温结构胶粘剂，对不锈钢、钛合金具有较高的粘合强度，其纤维可作耐焰织物和烧蚀材料，在宇航中有较好前景，如耐热薄膜、隔膜、增强塑料、泡沫材料等。
2、pbi树脂具有较好的机械性能、耐化学腐蚀性，是性能优异的工程塑料，这些优异的性能使其在很多领域有广泛的应用前景，但pbi树脂主链的刚性强，导致其柔韧性差；且合成的pbi树脂分子量较低，影响树脂的热稳定性和机械性能。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种合成高分子量pbi树脂的配方及制备方法，解决了pbi树脂柔韧性差、分子量较低，导致pbi树脂的热稳定性和机械性能较差的问题。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种合成高分子量pbi树脂的配方，包括以下质量份原料：四元胺单体25-35份、复合芳香族二元酸18-22份、丁香酚衍生物4-6份、羧基化邻碳硼烷1-3份、催化剂0.1-0.5份、溶剂120-150份；
4、一种合成高分子量pbi树脂的制备方法，包括以下制备步骤：
5、将四元胺单体、催化剂、复合芳香族二元酸、溶剂混合，在氮气氛围下，在80-120℃下搅拌30-35min，升温至190
6、所述复合芳香族二元酸由6,7-二羟基香豆素与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应后，再与对苯二甲酸和羧基化邻碳硼烷混合反应而得；
7、所述丁香酚衍生物由丁香酚、甲基丙烯酸羟乙酯和羧基化邻碳硼烷混合反应而得。
8、进一步地，溶剂选自n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
9、进一步地，催化剂为五氧化二磷。
10、进一步地，四元胺单体选自3,3',4,4'-四氨基二苯甲烷、3,3',4,4'-四氨基二苯砜、3,3',4,4'-四氨基二苯醚中的一种或多种。
11、进一步地，紫外光照射功率为35-45w，波长为300-400nm，温度为35-45℃，光强度为30-40mw/cm2，照射时间为18-22min。
12、进一步地，复合芳香族二元酸具体由以下步骤制得：
13、a1.将6,7-二羟基香豆素加入到n,n-二甲基乙酰胺中，搅拌均匀，加入浓度为10-13mol/l的氨水和甲基丙烯酸缩水甘油酯，搅拌，减压蒸馏，经过滤，洗涤，干燥，得到香豆素衍生物；
14、a2.将香豆素衍生物和对苯二甲酸加入到n,n-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，加入钛酸四丁酯，升温至150-160℃，搅拌反应2-4h，冷却至室温，静置10-20min，经过滤，洗涤，干燥，得到复合芳香族二元酸。
15、进一步地，上述a1反应过程中，在有机溶剂n,n-二甲基乙酰胺中，氨水作为催化剂，使得6,7-二羟基香豆素中含有的两个羟基能够与甲基丙烯酸缩水甘油酯中的环氧基发生开环反应，使得甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝在6,7-二羟基香豆素上，得到香豆素衍生物。
16、进一步地，上述a2反应过程中，香豆素衍生物中开环反应产生的两个羟基能够与对苯二甲酸中的羧基反应，实现对苯二甲酸接枝在改性6,7-二羟基香豆素上，作为复合芳香族二元酸。
17、进一步地，，步骤a1中，所述6,7-二羟基香豆素、n,n-二甲基乙酰胺、氨水、甲基丙烯酸缩水甘油酯用量比为(3-4)g:(16-20)ml:(1.2-1.4)ml:(7-8)ml。
18、进一步地，步骤a2中，所述香豆素衍生物、对苯二甲酸、n,n-二甲基甲酰胺、钛酸四丁酯用量比为(1-2)g:(1-1.4)g:(15-25)ml:(0.5-0.6)g。
19、进一步地，丁香酚衍生物具体由以下步骤制得：
20、b1.将4-乙炔基甲苯和邻碳硼烷加入到四氢呋喃中，搅拌均匀，加入n,n-二甲基苯胺，搅拌，静置，取出有机相，再去除有机相中的水分和溶剂，得到固体，将固体和三氧化铬加入到乙醇中，搅拌反应后，加入亚硫酰氯，搅拌，经过滤，洗涤，干燥，得到羧基化邻碳硼烷；
21、b2.将丁香酚和羧基化邻碳硼烷加入到乙醇中，搅拌均匀，加入氢氧化钠，在60-70℃下搅拌反应8-12min，加入甲基丙烯酸羟乙酯，搅拌反应8-12min，升温至80-90℃，搅拌，取出固体，经洗涤，干燥，得到丁香酚衍生物。
22、进一步地，上述b1反应过程中，n,n-二甲基苯胺作为活化剂，使得4-乙炔基甲苯的炔基与邻碳硼烷发生炔烃插入反应，将4-乙炔基甲苯接枝在邻碳硼烷单体上，且三氧化铬作为三氧化铬，能够将接枝在邻碳硼烷单体上的4-乙炔基甲苯的甲基氧化成羧基，亚硫酰氯作为活化剂，能够活化邻碳硼烷的羧基，进而合成羧基化邻碳硼烷。
23、进一步地，上述b2反应过程中，在有机溶剂乙醇中，氢氧化钠作为催化剂，使得丁香酚的羟基能够与羧基化邻碳硼烷的羧基发生酯化反应，使得羧基化邻碳硼烷接枝在丁香酚上，且接枝有羧基化邻碳硼烷的丁香酚含有的羧基能够与甲基丙烯酸羟乙酯的羟基反应，进而合成丁香酚衍生物。
24、进一步地，步骤b1中，所述4-乙炔基甲苯、邻碳硼烷、四氢呋喃、n,n-二甲基苯胺用量比为(2-3)g:(1-2)g:(45-55)ml:(0.3-0.7)g。
25、进一步地，步骤b1中，所述固体、三氧化铬、乙醇、亚硫酰氯用量比为(2-3)g:(0.1-0.3)g:(25-35)ml:(0.05-0.15)g。
26、进一步地，步骤b2中，所述丁香酚、羧基化邻碳硼烷、乙醇、氢氧化钠、甲基丙烯酸羟乙酯用量比为(3-4)g:(1.1-1.3)g:(15-25)ml:(0.2-0.4)g:(4-6)ml。
27、本专利技术具有以下有益效果：
28、(1)本专利技术技术方案中，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝在6,7-二羟基香豆素上，赋予反应官能团双键，有利于在聚苯并咪唑树脂中引入柔韧链；香豆素衍生物含有开环反应产生的两个羟基能够与对苯二甲酸中的羧基反应，实现对苯二甲酸接枝在改性6,7-二羟基香豆素上，作为复合芳香族二元酸，能够与四元胺单体发生缩聚反应，形成pbi树脂，使得6,7-二羟基香豆素接枝在pbi树脂上，增加pbi树脂的分子量，提高pbi树脂的机械性能和热稳定性。
29、(2)本专利技术技术方案中，丁香酚的羟基能够与羧基化邻碳硼烷的羧基发生酯化反应，使得羧基化邻碳硼烷接枝在丁香酚上，且接枝有羧基化邻碳硼烷的丁香酚含有的羧基能够与甲基丙烯酸羟乙酯的羟基反应，进而合成丁香酚衍生物，形成的丁香酚衍生物能够本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种合成高分子量PBI树脂的配方，其特征在于，包括以下质量分原料：四元胺单体25-35份、复合芳香族二元酸18-22份、丁香酚衍生物4-6份、羧基化邻碳硼烷1-3份、催化剂0.1-0.5份、溶剂120-150份；
2.根据权利要求1所述的一种合成高分子量PBI树脂的配方，其特征在于，所述复合芳香族二元酸具体由以下步骤制得：
3.根据权利要求2所述的一种合成高分子量PBI树脂的配方，其特征在于，步骤A1中，所述6,7-二羟基香豆素、N,N-二甲基乙酰胺、氨水、甲基丙烯酸缩水甘油酯用量比为(3-4)g:(16-20)mL:(1.2-1.4)mL:(7-8)mL。
4.根据权利要求2所述的一种合成高分子量PBI树脂的配方，其特征在于，步骤A2中，所述香豆素衍生物、对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺、钛酸四丁酯用量比为(1-2)g:(1-1.4)g:(15-25)mL:(0.5-0.6)g。
5.根据权利要求1所述的一种合成高分子量PBI树脂的配方，其特征在于，所述丁香酚衍生物具体由以下步骤制得：
6.根据权利要求5所述的一种
7.根据权利要求5所述的一种合成高分子量PBI树脂的配方，其特征在于，步骤B2中，所述丁香酚、羧基化邻碳硼烷、乙醇、甲基丙烯酸羟乙酯、氢氧化钠用量比为(3-4)g:(1.1-1.3)g:(15-25)mL:(4-6)mL:(0.2-0.4)g。
8.根据权利要求1所述的一种合成高分子量PBI树脂的配方，其特征在于，所述溶剂选自N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种合分子量PBI树脂的配方，其特征在于，所述催化剂为五氧化二磷；所述四元胺单体选自3,3',4,4'-四氨基二苯甲烷、3,3',4,4'-四氨基二苯砜、3,3',4,4'-四氨基二苯醚中的一种或多种。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述的合成高分子量PBI树脂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种合成高分子量pbi树脂的配方，其特征在于，包括以下质量分原料：四元胺单体25-35份、复合芳香族二元酸18-22份、丁香酚衍生物4-6份、羧基化邻碳硼烷1-3份、催化剂0.1-0.5份、溶剂120-150份；
2.根据权利要求1所述的一种合成高分子量pbi树脂的配方，其特征在于，所述复合芳香族二元酸具体由以下步骤制得：
3.根据权利要求2所述的一种合成高分子量pbi树脂的配方，其特征在于，步骤a1中，所述6,7-二羟基香豆素、n,n-二甲基乙酰胺、氨水、甲基丙烯酸缩水甘油酯用量比为(3-4)g:(16-20)ml:(1.2-1.4)ml:(7-8)ml。
4.根据权利要求2所述的一种合成高分子量pbi树脂的配方，其特征在于，步骤a2中，所述香豆素衍生物、对苯二甲酸、n,n-二甲基甲酰胺、钛酸四丁酯用量比为(1-2)g:(1-1.4)g:(15-25)ml:(0.5-0.6)g。
5.根据权利要求1所述的一种合成高分子量pbi树脂的配方，其特征在于，所述丁香酚衍生物具体由以下步骤制得：
6.根据权利要求5所述的一种合成高分子量pbi树脂的配方，其特征在于，步骤b1中，所述4...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁国超，廖财俊，卞红光，
申请(专利权)人：广州瑞博新材料技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。