本发明专利技术公开了一种端羟基苝酰亚胺超支化聚酯的制备方法及其应用。在三口烧瓶中加入苝酐和乙醇，搅拌下滴加乙醇胺，升温反应8~10小时后用蒸馏水沉淀，过滤，滤渣用KOH水溶液洗涤，再置于真空干燥箱中干燥制得中间产物。将中间产物溶解于丙酮中，加入有机锡催化剂，升温反应15分钟后，滴加溶有甲苯-2,4-二异氰酸酯的丙酮溶液，反应1~3小时后制得中间体系。将超支化聚酯H20溶于丙酮中，滴加到中间体系中反应5~6小时后，将反应物倒入蒸馏水中沉淀，过滤，真空干燥后得到紫红色产物即为端羟基苝酰亚胺超支化聚酯。该方法制得的端羟基苝酰亚胺超支化聚酯应用于热塑性及热固性树脂的增韧改性，能显著提高材料的力学性能和热性能。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种端羟基苝酰亚胺超支化聚酯的制备方法及其应用。在三口烧瓶中加入苝酐和乙醇，搅拌下滴加乙醇胺，升温反应8~10小时后用蒸馏水沉淀，过滤，滤渣用KOH水溶液洗涤，再置于真空干燥箱中干燥制得中间产物。将中间产物溶解于丙酮中，加入有机锡催化剂，升温反应15分钟后，滴加溶有甲苯-2,4-二异氰酸酯的丙酮溶液，反应1~3小时后制得中间体系。将超支化聚酯H20溶于丙酮中，滴加到中间体系中反应5~6小时后，将反应物倒入蒸馏水中沉淀，过滤，真空干燥后得到紫红色产物即为端羟基苝酰亚胺超支化聚酯。该方法制得的端羟基苝酰亚胺超支化聚酯应用于热塑性及热固性树脂的增韧改性，能显著提高材料的力学性能和热性能。【专利说明】一种端羟基茈酰亚胺超支化聚酯的制备方法及其应用
本专利技术属于高分子材料改性
，特别是涉及一种端羟基茈酰亚胺超支化聚 酯的制备方法及其应用。
技术介绍
茈酰亚胺及其衍生物含有茈酐母体的平面共轭结构，具有大的共轭V电子体系， 分子间存在较强的V -V相互作用。因茈酰亚胺类衍生物为缺电子体系，故其作为很好的 电子受体，易获得电子，具有很高的电子亲和力，是一种典型的η型有机半导体材料。 由于茈酰亚胺衍生物具有共苯环平面结构，其晶格能很大，刚性高，有良好的热稳 定性，并能有效提高聚合物基复合材料的热稳定性。同时，茈酰亚胺衍生物作为一种特殊 的稠环芳烃，通过在茈酰亚胺分子的bay位置或酰亚胺位置引入不同的官能团进行化学修 饰，可以很好的协调各种非共价键作用力，包括氢键、V -V相互作用、范德华力等，如引入 较长的链段可以降低其刚性，从而达到改善其性能的目的。自从1913年Friedlander合成 了茈二酰亚胺（PDI)以来，由于其突出的染色性能、良好的光稳定性及化学惰性等特点，一 直被广泛应用于染料和涂料等领域。 环氧树脂（EP)作为一种热固性树脂，具有易于加工、贮存，配方设计灵活多变及成 本廉价等优点，其固化物具有耐磨、耐化学腐蚀、电绝缘、黏接力强及收缩率小等优良性能， 被广泛应用于胶粘剂、涂料、电子电器、结构材料等领域，是聚合物基复合材料中应用最广 泛的基体树脂之一。但由于环氧树脂的固化物交联密度高，内应力大，故存在质脆、耐冲击 性能差、耐热性低等缺点，很难满足工程技术的要求，限制了其在高强、高韧性以及高耐热 等领域中的应用。为解决这些问题，国内外学者尝试了多种对环氧树脂增韧改性的方法，例 如橡胶弹性体增韧、热致性液晶聚合物增韧、互穿网络聚合物增韧、刚性粒子增韧、核壳聚 合物粒子增韧等方法。这些改性方法，可有效提高环氧树脂固化物的韧性，但却降低了其耐 热性、硬度和模量。 近年来，以超支化聚合物增韧改性环氧树脂取得了较为满意的结果，它不仅能提 高环氧树脂的韧性，同时不降低其耐热性、模量等性能。LBoogh等用5 wt%超支化聚合物 改性环氧树脂，其临界能量释放率GK为720J/m2,比纯环氧树脂增加了 6倍，断裂韧性Krc 从0. 63MPa · m1/2增加到1. 54MPa · m1/2,其硬度和玻璃化转变温度没有下降。阳志有等报道 了"一种含有联苯基低支化聚酯液晶的制备方法"(ZL201110049224. 8)。利用这种低支化聚 醋液晶改性环氧树脂，研究表明少量的超支化聚醋液晶可大幅度地提商环氧树脂的初性、 模量和耐热性。同时，也表明了超支化聚合物能有效提高复合材料的力学性能和热性能。 在上述研究中所用超支化聚合物均未涉及以芳香烃为核的超支化结构，而以茈 酐、超支化聚酯H20为主要原料，合成新型的端羟基超支化聚酯并用于增韧改性环氧树脂。 本专利技术将以茈酐、乙醇胺、甲苯-2, 4-二异氰酸酯（TDI)和超支化聚酯（H20)为主 要原料，合成新型的端羟基茈酰亚胺超支化聚酯。目前未见有文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种端羟基茈酰亚胺超支化聚酯的制备方法及其应用。 制备端羟基茈酰亚胺超支化聚酯的具体步骤为： (1)在250ml三口烧瓶中加入1.5?5.0g茈酐和8(Tl50ml乙醇，搅拌下滴加1.5?5ml的 乙醇胺，然后升温至75~90°C，反应8~10小时后用蒸馏水沉淀，过滤，滤渣用1摩尔/升的 Κ0Η水溶液洗涤三次，除去未反应的茈酐和单取代物，然后置于真空干燥箱中干燥即制得中 间产物。 (2)将0· 2~L 0g步骤（1)制得的中间产物溶解于5~10ml的丙酮中，加入0· 1~0. 5g 有机锡催化剂，升温至55~70°C反应15分钟后，缓慢滴加溶有0. 3~1. 5g甲苯-2, 4-二异氰 酸酯的丙酮溶液，恒温反应1~3小时后制得中间体系。 (3)将1. 5?6. 0g超支化聚酯H20溶于2(T50ml丙酮中，然后缓慢滴加到步骤（2) 制得的中间体系中，在55飞0°C下反应5飞小时后，将反应物倒入蒸馏水中沉淀，过滤，真空 干燥后得到紫红色产物即为端羟基茈酰亚胺超支化聚酯。 所述有机锡催化剂为二月桂酸二异丁基锡、辛酸亚锡和二醋酸二丁基锡中的一种 或多种。 本专利技术制备的端羟基茈酰亚胺超支化聚酯应用于热塑性及热固性树脂的增韧改 性。 本专利技术具有以下优点： (1)合成原料来源广，价格低廉，污染小。 (2)操作容易，合成及改性工艺简单，有望投入工业化生产。 (3)制备的端羟基茈酰亚胺超支化聚酯与基体树脂具有良好相容性，对各类热塑 性及热固性树脂具有明显的增韧作用，可显著提高材料的力学性能和热性能，尤其是在改 性环氧树脂时，其端羟基还参与固化反应，起到固化促进剂的作用。 【具体实施方式】 实施例1 : 本实施例制备端羟基茈酰亚胺超支化聚酯的主要原料是：茈酐（分析纯），丙酮（分析 纯），乙醇（分析纯），乙醇胺（分析纯），甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI，分析纯），超支化聚 酯（H20,工业级），环氧树脂E-44 (工业级），4，4'-二氨基二苯砜（DDS，工业级），二月 桂酸二丁基锡(分析纯)。 具体步骤为： (1)在250ml三口烧瓶中加入1. 5g茈酐和80ml乙醇，搅拌下滴加1. 5ml的乙醇胺，然 后升温至75°C，反应8小时后用蒸馏水沉淀，过滤，滤渣用1摩尔/升的Κ0Η水溶液洗涤三 次，除去未反应的茈酐和单取代物，然后置于真空干燥箱中干燥即制得中间产物。 (2)将0. 2g步骤⑴制得的中间产物溶解于5ml的丙酮中，加入0. lg二月桂酸二 丁基锡作催化剂，升温至55 °C反应15分钟后，缓慢滴加溶有0. 3g甲苯-2, 4-二异氰酸酯的 丙酮溶液，恒温反应1小时后制得中间体系。 (3)将1. 5g超支化聚酯H20溶于20ml丙酮中，然后缓慢滴加到步骤（2)制得的中 间体系中，在55°C下反应5小时后，将反应物倒入蒸馏水中沉淀，过滤，真空干燥后得到紫 红色产物即为端羟基茈酰亚胺超支化聚酯。 将本实施例制备的端羟基茈酰亚胺超支化聚酯应用于环氧树脂增韧改性： 取0. 13g本实施例制备的端羟基茈酰亚胺超支化聚酯加入到26. 0g环氧树脂基体 中，减压抽气，再加入7. 8g DDS固化剂，待固化剂完全溶解后倒入涂有硅酯的钢模具中，于 140°C /2小时+本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种端羟基苝酰亚胺超支化聚酯的制备方法，其特征在于具体步骤为：(1)在250ml三口烧瓶中加入1.5~5.0g苝酐和80~150ml乙醇，搅拌下滴加1.5~5ml的乙醇胺，然后升温至75~90℃，反应8~10小时后用蒸馏水沉淀，过滤，滤渣用1摩尔/升的KOH水溶液洗涤三次，除去未反应的苝酐和单取代物，然后置于真空干燥箱中干燥即制得中间产物；(2)将0.2~1.0g步骤(1)制得的中间产物溶解于5~10ml的丙酮中，加入0.1~0.5g有机锡催化剂，升温至55~70℃反应15分钟后，缓慢滴加溶有0.3~1.5g甲苯‑2,4‑二异氰酸酯的丙酮溶液，恒温反应1~3小时后制得中间体系；(3)将1.5~6.0g超支化聚酯H20溶于20~50ml丙酮中，然后缓慢滴加到步骤(2)制得的中间体系中，在55~60℃下反应5~6小时后，将反应物倒入蒸馏水中沉淀，过滤，真空干燥后得到紫红色产物即为端羟基苝酰亚胺超支化聚酯；所述有机锡催化剂为二月桂酸二异丁基锡、辛酸亚锡和二醋酸二丁基锡中的一种或多种。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陆绍荣，潘露露，曾岑，虞锦洪，徐旭，肖仙娥，高建，何子海，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45
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