一种碳纤维电缆芯用无溶剂基体树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碳纤维电缆芯用无溶剂基体树脂及其制备方法，该基体树脂由A、B、C三组分组成；其中，A组分由四马来酰亚胺树脂、二烯丙基双酚A、双马来酰亚胺树脂、含羧基聚酰亚胺树脂、环氧树脂和活性稀释剂组成；B组分为环氧促进剂；C组分为环氧固化剂。其制备方法如下：(1)将四马来酰亚胺树脂、二烯丙基双酚A、双马来酰亚胺树脂放入反应釜中，加热升温，搅拌反应至均相透明后，加入含羧基聚酰亚胺树脂、环氧树脂继续反应至均相，冷却，加入活性稀释剂反应后，冷却至室温，得到A组分；(2)将A、B、C三组分搅拌混合均匀即可。本发明专利技术原料来源方便，制备工艺简单，所得产品综合性能优异，应用领域明确，具有良好的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，该基体树脂由A、B、C三组分组成；其中，A组分由四马来酰亚胺树脂、二烯丙基双酚A、双马来酰亚胺树脂、含羧基聚酰亚胺树脂、环氧树脂和活性稀释剂组成；B组分为环氧促进剂；C组分为环氧固化剂。其制备方法如下：(1)将四马来酰亚胺树脂、二烯丙基双酚A、双马来酰亚胺树脂放入反应釜中，加热升温，搅拌反应至均相透明后，加入含羧基聚酰亚胺树脂、环氧树脂继续反应至均相，冷却，加入活性稀释剂反应后，冷却至室温，得到A组分；(2)将A、B、C三组分搅拌混合均匀即可。本专利技术原料来源方便，制备工艺简单，所得产品综合性能优异，应用领域明确，具有良好的市场前景。【专利说明】
本专利技术属于基体树脂领域，特别涉及了一种碳纤维电缆芯用无溶剂基体树脂及其 制备方法。
技术介绍
众所周知，环氧树脂具有许多优良的性能：（1)良好的粘接性能：粘接强度尚，粘 接面广，它与许多金属（如铁、钢、铜、铝、金属合金等）或非金属材料（如玻璃、陶瓷、木材、 塑料等）的粘接强度非常高，有的甚至超过被粘材料本身的强度，因此可用于许多受力结 构件中，是结构型粘合剂的主要成分之一；（2)良好的加工性能：环氧树脂配方的灵活性、 加工工艺和制品性能的多样性是高分子材料中最为突出的；（3)良好的稳定性能：环氧树 脂的固化主要是依靠环氧基的开环加成聚合，因此固化过程中不产生低分子物，其固化收 缩率是热固性树脂中最低的品种之一，一般为1% -2%，如果选择适当的填料可使收缩率 降至0. 2%左右；固化后的环氧树脂主链是醚键、苯环、三维交联结构，因此具有优异的耐 酸碱性。 因此，环氧树脂在国民经济的各个领域中被广泛应用：无论是高新
还是 通用
，无论是国防军工还是民用工业，乃至人们的日常生活中均能看到它的踪迹。 进入21世纪，高分子材料的应用愈来愈广泛，人类社会的发展和人们的生活已不 能离开高分子材料的应用。与此同时，人们对生活环境的要求亦愈来愈高，要求高分子材料 在生产制造、应用过程中无溶剂挥发，环境友好。因此，无溶剂高分子材料，特别是无溶剂环 氧基体树脂体系是当今国际上重点研发的方向之一。 中国专利CNlOl 148656A公开一种耐高温无溶剂环氧胶粘剂的制备方法，其主要 特征在于：TGDDM环氧树脂、增韧剂、氢化双酚A、固化剂、促进剂混合均匀，制得了耐高温无 溶剂环氧胶粘剂。但其耐高温性能仍然有较大的局限性，未能满足许多高温环境下的实际 应用。 中国专利CN101397486A公开了一种双组分无溶剂环氧树脂胶粘剂的制备方法， 其主要特征在于：它包括A组分和B组分，其中A组分含有酚醛环氧树脂、脂环型环氧树 脂和端羧基丁腈橡胶；B组分是1，4-双（2, 4-二氨基苯氧基）苯芳香族多元胺固化剂。脂 环型环氧树脂和端羧基丁腈橡胶的添加量分别为酚醛环氧树脂的20-35%和12% (质量百 分数）。1，4-双（2, 4-二氨基苯氧基）苯芳香族多元胺固化剂的添加量为酚醛环氧树脂的 15-20% (质量百分数），所得胶粘剂体系工艺性好。但其耐热性能还不够理想。 中国专利CN1927908A公开了一种含酚羟基聚酰亚胺粉末的制备方法，由于酚羟 基的存在，其聚酰亚胺粉末可与环氧基反应，形成共价键，从而可以提高热塑性聚酰亚胺树 脂与环氧树脂的相容性，并可进一步使环氧树脂体系达到良好的增韧效果。 虞鑫海等人【耐高温单组分环氧胶粘剂的研制.粘接，2008,29(12) :16-19】公 开了一种耐高温单组分环氧胶粘剂的制备方法，其主要特征在于：以马来酸酐（M)为封端 剂，以2, 2-双（3-氨基-4-羟基苯基）六氟丙烷（BAHPFP)、2, 2-双丙烷（BAPOPP)、2, 2-双丙烷二酐（BPADA)为主原 料合成得到了含酚羟基聚醚酰亚胺树脂（HPEI);以所合成得到的HPEI为耐高温增韧剂，与 Ν，Ν，Ν'，Ν' -四缩水甘油基-4, 4' -二氨基二苯甲烷（TCDDM)、氢化双酚A环氧树脂（HBPAE)、 潜伏性固化剂等，配制得到了综合性能优异的耐高温单组分环氧胶粘剂。 该方法，虽然通过合成含活性反应基团（羟基、不饱和双键）的聚醚酰亚胺树脂 (HPEI)，对环氧树脂进行了增韧改性，并取得了较好的技术效果。但是，也存在一些缺点： (1)可反应性基团有限，特别是不饱和双键的含量偏低。因为马来酸酐是作为封端 剂来使用的，马来酸酐的用量很少。 (2)2, 2-双（3-氨基-4-羟基苯基）六氟丙烷（BAHPFP)等单体价格昂贵，导致聚 醚酰亚胺树脂（HPEI)和胶粘剂的成本很高，不利于大规模推广应用，只能局限于某些特殊 领域。 马来酰亚胺树脂具有优异的耐高温性能，特别是四马来酰亚胺树脂，同时，其与环 氧树脂具有良好的化学反应性，因此，四马来酰亚胺树脂是环氧树脂特别优良的耐高温改 性剂。 有关四马来酰亚胺树脂的研宄开发与应用工作已有专利文献报道： 中国专利技术专利0附012501524公开了一种1，3-双（2,4-二马来酰亚胺基苯氧基） 苯四马来酰亚胺树脂的分子结构及其制备方法。 中国专利技术专利0附0123994(^公开了一种1，4-双（2,4-二马来酰亚胺基苯氧基） 苯四马来酰亚胺树脂的分子结构及其制备方法。 中国专利技术专利0附019214824公开了一种2,2-双丙烷四马来酰亚胺树脂的分子结构、制备方法及其应用。其主要特征在于： 本专利技术涉及一种热固性聚酰亚胺树脂及其制备方法，该树脂由A组分和B组分组成，其重 量比为I :2-6 ;其中A组分为均相透明粘稠状的马来酰亚胺基聚酰亚胺树脂溶液，含固量 10 % -25 % ;Β组分为四马来酰亚胺基双酚A溶液，含固量30 % -40 %;制备方法为：马来酰亚 胺基聚酰亚胺树脂液（Α组分）的制备方法包括如下两个步骤：（1)将2, 2-双丙烷和强极性非质子有机溶剂放入反应釜中，室温下，搅拌溶解完全 后，加入马来酸酐固体粉末，室温下搅拌至完全溶解，继续搅拌反应0.5小时后，加入芳香 族二元酸酐，室温下搅拌反应5-8小时，获得均相透明粘稠状的树脂溶液；(2)加入共沸 脱水剂，共沸回流分水搅拌反应6-8小时后，得到均相透明粘稠状的马来酰亚胺基聚酰亚 胺树脂液；四马来酰亚胺基双酚A溶液（Β组分）的制备方法包括如下两个步骤：（1)将 2, 2-双丙烷和强极性非质子有机溶剂放入反应釜中，室温 下，搅拌溶解完全后，加入马来酸酐固体粉末，室温下搅拌至完全溶解，继续搅拌反应3小 时后，获得均相透明溶液；（2)加入共沸脱水剂，共沸回流分水搅拌反应5小时后，得到均相 透明的四马来酰亚胺基双酚A溶液。 该专利技术得到的热固性聚酰亚胺树脂不仅可应用于耐高温胶粘剂以及玻璃纤维增 强的复合材料的基体树脂，而且也可应用于碳纤维、芳纶纤维等高性能纤维增强的先进复 合材料的基体树脂，具有广泛的应用前景。 中国专利技术专利0附01973147八公开了一种1，4-双（2,4-二马来酰亚胺基苯氧基） 苯四马来酰亚胺树脂的分子结构、应用及其制备方法。其主要特征在于：本专利技术涉及一种耐 高温聚酰亚胺玻璃布层压板的制备方法，主要包括如下步骤：（1)室温下，将摩尔比为1:2 的1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维电缆芯用无溶剂基体树脂，其特征在于：所述基体树脂由质量比100：1‑2：50‑120的A、B、C三组分组成；其中，A组分由质量比100：50‑200：10‑15：10‑20：10‑100:2‑15的环氧树脂、活性稀释剂、四马来酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、二烯丙基双酚A和含羧基聚酰亚胺树脂组成；其中，含羧基聚酰亚胺树脂是由摩尔比为1：0.5‑5：1.4‑5.8：0.1‑0.2的3,5‑双(4‑氨基苯氧基)苯甲酸、2,2‑双[4‑(4‑氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2‑双[4‑(3,4‑二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、马来酸酐缩聚反应而成；B组分为环氧促进剂；C组分为环氧固化剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：虞鑫海，吴冯，周志伟，
申请(专利权)人：东华大学，上海睿兔电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31