【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂及其制备方法，属于高分子材料科学。
技术介绍
1、多氮杂萘醚酮树脂是一种新型工程塑料，其各项性能优异，具有耐强酸、耐腐蚀、耐高温和绝缘的优异性能，多氮杂萘醚酮树脂广泛的应用到涂料、薄膜和纤维等材料中。多氮杂萘醚酮树脂是一种多基团多杂环类的聚合物，由多氮杂萘酮双酚单体经过温和的反应工艺制备而成。多氮杂萘酮结构的引入，有效地扩大了分子链之间的空间位阻，降低了分子链的运动能力。同时多氮杂萘酮结构使主链分子链发生扭曲，增加了分子量，使分子链发生缠绕。
2、多氮杂萘醚酮树脂具有耐热性能、机械力学性能和电性能，最突出的特点是耐温等级高，其玻璃化温度可高达300℃，能够应用到一些高温的场景。多氮杂萘酮树脂的表面摩擦系数为0.5～0.6，磨损率为10～12×10-14m3·n-1·m-1。随着摩擦的次数和距离的增加，摩擦热增加，多氮杂萘酮树脂表面会发生软化和粘结作用，导致摩擦力增加，导致树脂容易破损，质量损失大。
3、有机陶瓷树脂称为二甲基硅油或聚二甲基硅氧烷，是一种由硅和氧原子构成的聚合物。它具有惰性、高温稳定性、耐寒性、耐磨性、表面张力小和自润滑性能。有机陶瓷树脂可以作为润滑剂、隔热剂、保湿剂。根据不同的支链结构和聚合度，在各类性质有所不同。
4、多氮杂萘醚酮树脂为进一步提升综合性能、扩宽应用范围，杂萘联苯聚醚砜酮改性研究不断深入。多氮杂萘醚酮树脂与聚苯乙烯共混，利用静电纺丝工艺制得超细纤维膜，产品强度明显提高。目前已研究的可用于多氮杂萘醚酮树脂改性
5、为了适应高温条件下的耐磨性能，如垃圾焚烧领域的炉排片应用领域，需要在温度300～400℃的条件下，对保护基材的树脂材料获得一定的耐磨性能。采用多氮杂萘醚酮树脂进行有机陶瓷树脂的改性技术，具有多氮杂萘醚酮树脂的耐高温性能的同时，进一步提高耐温性能，同时增加其表面在高温条件下的耐磨性能，还具有自润滑效果。
技术实现思路
1、为了改善多氮杂萘醚酮树脂在高温条件下的耐磨性能，本专利技术提出一种含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂及其制备方法。
2、根据本专利技术的其中一方面，提供一种含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，所述含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂是以多氮杂萘醚酮聚合物为基体并用功能基团氯丙烷进行封端修饰，再通过偶联剂用有机陶瓷树脂对修饰后的多氮杂萘醚酮进行嫁接反应而得到。
3、进一步地，所述含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，包括以重量份数计的以下原料组分：多氮杂萘醚酮聚合物100份、功能基团氯丙烷20份、偶联剂5份和有机陶瓷树脂30份。
4、进一步地，所述多氮杂萘醚酮聚合物的分子量为12000。
5、进一步地，所述功能基团氯丙烷为环氧基氯丙烷。
6、进一步地，所述偶联剂为氮-(2-氨基乙基)-氮'-[3-(三甲氧硅基)丙基]-1,2-乙二胺、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、n-(beta-氨乙基)-gama-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。
7、进一步地，所述有机陶瓷树脂的分子量为20000。
8、根据本专利技术的另一方面，提供一种含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂的制备方法，用于制备前述的含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，包括如下步骤：
9、s1、按预定质量份数取多氮杂萘醚酮聚合物和功能基团氯丙烷，在氮气保护的条件下，加入到丙酮和dmso的溶剂中，再加入k2co3；
10、s2、将步骤s1中的混合物加入三氯甲烷，得到析出物，析出物过滤并干燥；
11、s3、对步骤s2得到的固体析出物，加入pcdl进行搅拌，边搅拌边加入偶联剂；
12、s4、取蒸馏水与氢氧化钾混合均匀后加入到步骤s3得到的反应物中，并加入有机陶瓷树脂混合；
13、s5、将步骤s4的混合物过滤并干燥，得到所述含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂。
14、进一步地，步骤s1中多氮杂萘醚酮聚合物、功能基团氯丙烷、k2co3的质量份数分别为：100份，20份，35份；步骤s3中pcdl质量份数为30份，偶联剂5份；步骤s4中蒸馏水、氢氧化钾、有机陶瓷树脂的质量份数分别为：50份，1-2份，30份。
15、进一步地，步骤s1的反应条件为反应温度100℃，反应时间为12-16小时；步骤s2的干燥方法为80℃真空干燥36h；步骤s3的反应条件为保持温度50℃反应12h；步骤s4的反应条件为加热至80℃，搅拌，保持反应10h；步骤s5的干燥条件为60℃真空干燥12h。
16、本专利技术的有益效果体现在：
17、1)通过化学手段将具有耐磨耐温性能的有机陶瓷树脂嫁接到多氮杂萘醚酮树脂上，从而实现高温条件耐磨性能的目的。技术路线是，以功能基团氯丙烷对多氮杂萘醚酮树脂表面进行修饰改性，获得活性基团的封端树脂；通过偶联剂与活性基团封端的多氮杂萘醚酮树脂进行缩水反应，得到具有偶联剂封端的多氮杂萘醚酮树脂；在此基础上，含有偶联剂封端的多氮杂萘醚酮树脂用有机陶瓷树脂进行嫁接和改性，最终得到了含硅氧烷结构的多氮杂萘醚酮树脂，该树脂能够实现在高温条件下的耐磨性能，实现表面自润滑性能，改善了多氮杂萘醚酮树脂在高温条件的反复摩擦时表面质量损失的问题；同时进一步的提高了其耐热性能，其玻璃化转变温度从300℃提高至400℃，甚至更高。这也为这类耐高温树脂的环境改性提供了技术方案。该树脂能够适用于一些高温环境下反复摩擦和压力摩擦的性能，能够使用到一些基材保护的树脂薄膜上或其他保护基材的表面上。
18、2)该含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂的制备方法，以多氮杂萘醚酮聚合物为基材，其分子量为12000。该基材树脂在弱碱性能够给出电子，以功能基团氯丙烷为电子接受体，实现了功能性基团在多氮杂萘醚酮树脂上的连接。该功能基团氯丙烷的连接可以通过控制多氮杂萘单体的数量，对其树脂进行不同的封端技术，实现了功能基团氯丙烷的树脂多封端技术。该功能性基团能够与偶联剂进行有机陶瓷树脂的嫁接作用。在该反应条件下，含有活泼氢基团的偶联剂与含有功能性基团的多氮杂萘醚酮树脂进行反应，得到偶联剂嫁接的多氮杂萘醚酮树脂。以上树脂与有机陶瓷树脂进行改性嫁接反应，该有机陶瓷树脂的分子量为20000左右。通过有机陶瓷树脂的嫁接技术，实现了多氮杂萘醚酮树脂的玻璃化温度的提高和在高温环境的耐磨性能。
19、综上，本专利技术以多氮杂萘醚酮聚合物为基体并用功能基团氯丙烷进行封端修饰，再通过偶联剂用有机陶瓷树脂对修饰后的多氮杂萘醚酮进行嫁接反应，可以改善树脂基体在高温条件下的耐磨性能，得到的含有硅氧烷结构的多氮杂萘醚酮树脂具有在高温条件的耐磨性能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，其特征在于，所述含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂是以多氮杂萘醚酮聚合物为基体并用功能基团氯丙烷进行封端修饰，再通过偶联剂用有机陶瓷树脂对修饰后的多氮杂萘醚酮进行嫁接反应而得到。
2.如权利要求1所述的含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，其特征在于，包括以重量份数计的以下原料组分：
3.如权利要求1或2所述的含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，其特征在于，所述多氮杂萘醚酮聚合物的分子量为12000。
4.如权利要求1或2所述的含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，其特征在于，所述功能基团氯丙烷为环氧基氯丙烷。
5.如权利要求1或2所述的含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，其特征在于，所述偶联剂为氮-(2-氨基乙基)-氮'-[3-(三甲氧硅基)丙基]-1,2-乙二胺、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(beta-氨乙基)-gama-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。
6.如权利要求1或2所述的含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂
7.一种含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂的制备方法，用于制备权利要求1-6任一项所述的含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中多氮杂萘醚酮聚合物、功能基团氯丙烷、K2CO3的质量份数分别为：100份，20份，35份；步骤S3中PCDL质量份数为30份，偶联剂5份；步骤S4中蒸馏水、氢氧化钾、有机陶瓷树脂的质量份数分别为：50份，1-2份，30份。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1的反应条件为反应温度100℃，反应时间为12-16小时；步骤S2的干燥方法为80℃真空干燥36h；步骤S3的反应条件为保持温度50℃反应12h；步骤S4的反应条件为加热至80℃，搅拌，保持反应10h；步骤S5的干燥条件为60℃真空干燥12h。
...【技术特征摘要】
1.一种含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，其特征在于，所述含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂是以多氮杂萘醚酮聚合物为基体并用功能基团氯丙烷进行封端修饰，再通过偶联剂用有机陶瓷树脂对修饰后的多氮杂萘醚酮进行嫁接反应而得到。
2.如权利要求1所述的含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，其特征在于，包括以重量份数计的以下原料组分：
3.如权利要求1或2所述的含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，其特征在于，所述多氮杂萘醚酮聚合物的分子量为12000。
4.如权利要求1或2所述的含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，其特征在于，所述功能基团氯丙烷为环氧基氯丙烷。
5.如权利要求1或2所述的含硅氧烷结构的高温耐磨多氮杂萘醚酮树脂，其特征在于，所述偶联剂为氮-(2-氨基乙基)-氮'-[3-(三甲氧硅基)丙基]-1,2-乙二胺、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、n-(beta-氨乙基)-gama-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的任...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹金生，张春江，朱国侨，范红照，姜天明，李莉莉，李咏怡，
申请(专利权)人：深圳能源环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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