马来酰亚胺树脂制造技术

本文涉及一种可固化的聚合物组合物以及从其得到的热固性树脂和复合材料，所述可固化的聚合物组合物包含：(A)热固性马来酰亚胺树脂前体组分；并且进一步包含以下中的一种或两种：(B)含有芳基砜的马来酰亚胺组分；和(C)聚芳基聚合物热塑性增韧剂组分，其中在没有组分(B)的情况下，所述组分(C)包含一或多个马来酰亚胺侧基和/或端基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本文涉及一种可固化的聚合物组合物以及从其得到的热固性树脂和复合材料，所述可固化的聚合物组合物包含：(A)热固性马来酰亚胺树脂前体组分；并且进一步包含以下中的一种或两种：(B)含有芳基砜的马来酰亚胺组分；和(C)聚芳基聚合物热塑性增韧剂组分，其中在没有组分(B)的情况下，所述组分(C)包含一或多个马来酰亚胺侧基和/或端基。【专利说明】马来酰亚胺树脂本专利技术涉及新颖马来酰亚胺封端的含有砜的分子、低聚物和聚合物的制备及其作为马来酰亚胺树脂中的增韧剂的相容剂的用途以及其本身作为马来酰亚胺树脂中的增韧剂的用途。层压的聚合物基质复合材料结构(PMC)广泛用于许多应用中。例如，复合材料结构正越来越多地用于高性能航天应用中。PMC组合被包封在周围聚合物基质材料中的选择性定向纤维。这些复合材料结构在其重量(例如，强度、硬度、韧度)以及宽使用温度区和易制造性方面展现良好的机械性质，从而使其非常适用于航天应用。因为环氧化合物提供宽使用温度范围和部分易制造性的机械性质的良好组合，所以大多数聚合物复合材料采用环氧树脂。然而，一些复合材料应用要求在成品复合材料中有高耐热性，并且用于极端环境(如高温应用)中的PMC部分可能缺乏足够耐热性。例如，环氧化合物可在高温下持续长时间后展现显著重量损失。当前， 不存在可以耐受极端环境的成本有效的聚合物基质复合材料。诸如双马来酰亚胺(BMI)等聚合物在要求超过环氧树脂能力的使用温度的航天应用中正在获得认可。BMI拥有比环氧化合物更高的玻璃化转变温度(Tg)并且在热老化期间展现相对低的重量损失。BMI还展现类似于环氧化合物的加工性质和高温耐久性。然而，虽然BMI的玻璃化转变温度高于环氧化合物的玻璃化转变温度，但BMI也是相对脆的。因此，BMI复合材料倾向于展现差的损坏容限和差的对微裂的温度循环耐受性。此外，已证明通过添加剂使BMI增韧的尝试相对不成功。例如，已观察到通常在环氧化合物组合物中采用的增韧剂(如羧基封端的丁二烯丙烯腈(CTBN)、丁二烯和苯乙烯型橡胶)在热老化期间降低Tg或促进高重量损失。热暴露也可以降低这些类型的橡胶的有效性。双马来酰亚胺系统的增韧限于使用橡胶、改性的双马来酰亚胺单体和低性能热塑性塑料，但是这些物质也降低双马来酰亚胺的有益性质，最值得注意的是模量和高玻璃化转变温度。替代性增韧方法是使用热塑性增韧剂。然而，通常，双马来酰亚胺与常用热塑性增韧剂的相容性极差，并且这种不相容性会在调配期间导致难以将热塑性材料溶解到基础树脂中或在固化期间导致热塑性塑料的总体相分离。当前无法获得保留纯双马来酰亚胺的所有有益性质但展现适用于高性能应用的韧度的双马来酰亚胺调配物。本专利技术的目的是解决一或多个前面提到的问题。特定来说，本专利技术的目的是提供热固性树脂，其展现高韧度和优良的模量，并且所述热固性树脂还优选地展现优良的热性质(包括高Tg、良好的热氧化稳定性和高温耐久性)。所述树脂还应该优选地展现优良的溶剂吸收性质(例如如通过如业内已知的水吸收或MEK吸收所测量)。所述树脂还应该展现均匀形态(意指在整个材料中形态一致)，并且具体来说展现均匀的精细颗粒形态。所述树脂还应该展现良好的损坏容限和良好的对微裂的温度循环耐受性。本专利技术的另一目的是提供增韧的马来酰亚胺热固性树脂，其不会显著损害树脂的热性质和/或溶剂吸收性质，并且在马来酰亚胺树脂的至少一些前面提到的机械性质方面有所改进。根据本专利技术，提供可固化的聚合物组合物，其包含:(A)热固性马来酰亚胺树脂前体组分；并且进一步包含以下中的一种或两种:(B)含有芳基砜的马来酰亚胺组分；和(C)聚芳基聚合物热塑性增韧剂组分，其中在没有 组分(B)的情况下，所述组分(C)包括一或多个马来酰亚胺侧基和/或端基。在最优选的实施方案中，可固化的聚合物组合物包含含有芳基砜的马来酰亚胺组分(B)和聚芳基聚合物热塑性增韧剂组分(C) 二者，其中所述组分(C)包含不包括马来酰亚胺侧基和/或端基的聚芳基聚合物热塑性增韧剂(C-1)。在此实施方案中，组合物可以任选地进一步包含包括一或多个马来酰亚胺侧基和/或端基的聚芳基聚合物热塑性增韧剂(C-1i)。在替代实施方案中，可固化的聚合物组合物包含含有芳基砜的马来酰亚胺组分(B)和聚芳基聚合物热塑性增韧剂组分(C)，其中所述组分(C)包含包括一或多个马来酰亚胺侧基和/或端基的聚芳基聚合物热塑性增韧剂(C-1i)。在其它替代实施方案中，可固化的聚合物组合物不包含所述聚芳基聚合物热塑性增韧剂组分(C)。在此实施方案中，可固化的聚合物组合物优选地进一步包含除了聚芳基聚合物热塑性增韧剂以外的一或多种增韧剂。在不太优选的实施方案中，可固化的聚合物组合物不包含含有芳基砜的马来酰亚胺组分(B)，并且所述组分(C)包含包括一或多个马来酰亚胺侧基和/或端基的聚芳基聚合物热塑性增韧剂(C-1i)。在此实施方案中，可固化的聚合物组合物可以进一步包含不包括马来酰亚胺侧基和/或端基的聚芳基聚合物热塑性增韧剂(C-1)。因此，本专利技术的组合物优选地包含组分(B)。在本专利技术的组合物中，所述增韧剂中的任一种或每一种可呈颗粒形式。特定来说，如本文所定义的组分(C)可为颗粒交联聚芳基聚合物的形式，具体地为不包括马来酰亚胺侧基和/或端基的所述聚芳基聚合物热塑性增韧剂(C-1)。除了组分(C)的增韧剂外，本专利技术的组合物可以进一步包含一或多种额外的增韧剂，具体地其中所述一或多种额外的增韧剂的至少一种呈颗粒形式。在本专利技术的一个实施方案中，所述马来酰亚胺树脂前体为双马来酰亚胺树脂前体。另外或可选地，所述含有芳基砜的马来酰亚胺组分(B)为含有芳基砜的双马来酰亚胺组分。另外或可选地，所述聚芳基聚合物热塑性增韧剂组分(C)优选地为聚芳基砜热塑性增韧剂组分。另外或可选地，所述组分(C)为包括一或多个双马来酰亚胺侧基和/或端基的聚芳基砜热塑性增韧剂组分。正是在本专利技术的一个实施方案中，提供可固化的聚合物组合物，其包含:(A)热固性双马来酰亚胺树脂前体组分；(B)任选地含有芳基砜的双马来酰亚胺组分；以及(C)聚芳基砜热塑性增韧剂组分，其中在没有组分(B)的情况下，所述组分(C)包括一或多个双马来酰亚胺侧基和/或端基。本专利技术的组合物任选地进一步包含一或多种自由基抑制剂和/或一或多种催化剂。优选地，本专利技术的组合物包含一或多种催化剂。根据本专利技术的另一方面，提供例如通过在存在固化剂的情况下反应而从前面提到的可固化的聚合物组合物的固化得到的热固性树脂组合物。含有芳基砜的马来酰亚胺组分(B)为相对低分子量的单体或低聚体的含有芳基砜的马来酰亚胺化合物，所述化合物使聚芳基聚合物热塑性增韧剂组分(C)与热固性马来酰亚胺树脂(A)相容。相信组分(B)起到改变基础树脂的溶解度参数的作用，从而允许控制形态或颗粒溶胀。在组分⑶不存在的情况下，组合物包含组分(C)，所述组分(C)为执行增韧和相容功能的含有马来酰亚胺基团的相对高分子量聚芳基聚合物。聚芳基聚合物热塑性增韧剂的末端上的马来酰亚胺基团的形成允许热塑性塑料反应到热固性基质树脂(A)中并且与其相容。以下详述具有实施本专利技术的当前所预期的最佳模式。描述不打算具有限制性含义，只是用于说明本专利技术的一般原理的目的。通过使热塑性增韧剂与马来酰亚胺树脂相容，从而提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固化的聚合物组合物，其包含：(A)热固性马来酰亚胺树脂前体组分；并且进一步包含以下中的一种或两种：(B)含有芳基砜的马来酰亚胺组分；和(C)聚芳基聚合物热塑性增韧剂组分，其中在没有组分(B)的情况下，所述组分(C)包含一或多个马来酰亚胺侧基和/或端基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬·理查德·沃德，保罗·马克·克罗斯，罗宾·马斯科尔，
申请(专利权)人：塞特工业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US