一种有机耐热填料的制备及其在高分子中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种有机耐热填料的制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。其结构式为：其中，R为三环菲结构，R1具有能与高分子反应的官能团，其中包括

【技术实现步骤摘要】
一种有机耐热填料的制备及其在高分子中的应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体地说，涉及一种改性松香及其衍生物的制备方法和应用，制备的改性松香及其衍生物可用于增强高分子的耐热性。

技术介绍

[0002]松香是一种廉价的可再生林产资源，具有环境友好、防腐抗菌、粘附力强、易结晶、绝缘、防潮等优点，广泛应用于造纸、涂料、密封剂、胶粘剂、油墨和橡胶等领域。
[0003]松香约90％成分为树脂酸，具有三环菲结构，在分子刚性和极性方面类似于石化脂环族和芳香族化合物。含有共轭双键和羧基活性官能团，利用这两个活性基团进行改性或转化，可得到氢化松香、马来松香、歧化松香、聚合松香等松香衍生物。松香及其衍生物都含有三环菲结构，通过化学反应将强刚性和极性松香类三环菲结构引入高分子材料中，可增强高分子材料的耐热性，并解决目前石化资源短缺、环境污染、价格昂贵等问题。
[0004]利用松香及其衍生物增强高分子材料耐热性的研究很多，专利CN 108409942 A公开了一种松香基环氧树脂纳米复合材料制备方法，先制备了一种松香基环氧树脂，再通过纳米材料复配工艺，制备了松香基环氧树脂纳米复合材料，其热分解碳化温度范围为300-440℃，且纳米材料的加入对其影响不太明显。专利CN 108641676 A利用双马来酰亚胺树脂对松香进行改性，制备了一种改性松香-淀粉基热熔胶，该热熔胶能保持95℃下恒温24h不开裂。专利CN 107915825 A公开了一种含松香酯多元醇保温材料的制备方法，该材料热分解温度提高了20℃。专利CN 103289460 B公开了一种含有松香顺丁烯二酸酐酯的防水耐热涂料的制备方法，实施例2制备的含有松香顺丁烯二酸酐酯的涂料在温度为1000℃下，300h以内没有干裂或起泡。专利CN 104559795 A公开了一种耐高温松香增粘树脂的制备方法，实施例6制备的松香增粘树脂的软化点可达155℃。专利CN 103694842 A公开了一种阻燃松香酚醛树脂油漆的制备方法，用于铜雕塑。制备的松香酚醛树脂油漆在温度为85℃下，48h以内不起泡、不起皱、不脱落，耐火108min以内不起泡、不起皱。
[0005]专利CN 102718969 B公开了一种松香基半脂环族聚酰胺酰亚胺PA6I的合成方法，实施例4制备的聚酰胺酰亚胺PA6I的热变形温度可达162℃。专利CN 102702527 B公开了一种松香基半脂环族聚酰胺酰亚胺(PAI)三元共聚物的合成方法，实施例3制备的聚酰胺酰亚胺PAI的熔融温度可达278℃。专利CN 102702526 B公开了一种松香基半脂环族聚酰胺酰亚胺共聚物的合成方法，实施例3制备的聚酰胺酰亚胺PAI的熔融温度可达283℃。但上述专利中合成过程需要四步，工艺繁琐，生产成本高。
[0006]专利CN 108976868 A公开了一种以膨胀石墨和松香树脂为主的制备耐高温松香树脂的方法，得到的耐高温松香树脂在温度为150℃下，2h以内均无软化现象，制备工艺繁琐，需要添加许多助剂和填料，且填料使用之前需要研磨和过筛。专利CN 108329836 A利用聚酯树脂和松香树酯的混合物，制备了一种松香树脂改性的有机硅树脂，改性处理的有机硅树脂固化后耐热分解温度提高了82℃，但制备过程中需添加有机溶剂，环境污染严重。专利CN 105348422 B公开了一种松香基丙烯酰胺聚合物的制备方法，得到的聚合物初始分解
温度提高了38℃。专利CN 106380540 B先将富马海松酸酰氯化，用其制备了亲水性可聚合松香衍生物，最后采用“一锅法”制备了松香衍生物改性聚丙烯酰胺水凝胶。其初始分解温度提高了23.6℃，最大分解温度提高了26.5℃。上述两个专利的制备过程中，需要添加有毒溶剂四氢呋喃，对人体和环境有危害。专利CN 107880280 A采用两步法制备了一种松香基多活性位点丙烯酰胺复合水凝胶，其初始分解温度提高了60℃，最大分解温度提高了45℃。在制备含丙烯酰胺基团的松香基单体过程中，需要添加有机溶剂，且要经过萃取提纯才能得到产物。专利CN 106519188 B公开了一种松香基超支化环氧树脂的制备方法，所合成的松香基超支化环氧树脂能有效地提高双酚A型环氧树脂的耐热性，其失重5％的分解温度提高了18.5℃，制备过程中需多次添加及除去有机溶剂，工艺复杂。专利CN 105504216 A公开了一种松香基水性聚氨酯防水材料的制备方法，先制备了马来松香聚酯多元醇和聚氨酯分散体，最后得到了防水材料，实施例1的5％的热失重温度可达252℃，在制备马来松香聚酯多元醇过程中，需添加有机溶剂，且要经过冷却、洗涤、烘干才能得到产物。专利CN 101497685 A公开了一种松香基水性聚氨酯的制备方法，将松香基聚酯多元醇与聚醚或聚酯多元醇复配，制备过程中需添加及回收有机溶剂，得到的松香基水性聚氨酯5％的失重温度提高了71.5℃。专利CN 101045785 B公开了一种松香聚醚多元醇的制备方法，应用于制备硬质聚氨酯泡沫塑料，在制备过程中，需要循环通入环氧乙烷和环氧丙烷，有毒，对人体和环境有害，制备的硬质聚氨酯泡沫塑料热分解温度提高了30℃。专利CN 101709171 B公开了一种松香酰胺基胺类环氧固化剂的制备方法，用于粉末涂料。在制备过程中，需多次添加有机溶剂，后处理工艺复杂。制备的松香丙烯酸酰胺基单丙胺环氧固化的产物最高的5％的热失重温度为310℃。专利CN 102531840 B公开了一种饱和松香三元醇的制备方法，饱和松香三元醇比不饱和松香三元醇的5％的热失重温度高出60℃左右，在制备过程中，需要添加有毒溶剂四氢呋喃，且需离心分离、萃取、洗涤以及减压旋蒸除去溶剂，工艺繁琐复杂。
[0007]上述研究中的共同问题在于，在制备过程中，工艺繁琐，需要添加及回收有机溶剂，而且有些溶剂是有毒性的，对人体和环境具有危害性；也需添加其他助剂和填料，后处理过程复杂，环境污染严重，生产成本高。
[0008]采用直接法制备改性松香及其衍生物可以避免上述问题，专利CN 110776643 A公开了一种松香与聚醚二醇二缩水甘油醚和催化剂直接反应制备松香改性聚醚多元醇的方法，松香改性聚醚多元醇用于聚氨酯合成时，同其他聚醚多元醇相比具有更好的耐热性能。专利CN 100567362 C公开了一种直接将松香与多元醇反应制备松香聚酯多元醇的方法，应用于制备硬质聚氨酯泡沫塑料，得到的硬质聚氨酯泡沫塑料的热分解温度提高了54℃。目前直接让松香及其衍生物和改性剂反应制备改性松香及其衍生物来提高高分子耐热性的研究很少，仅限于改性松香及其衍生物提高聚氨酯的耐热性。
[0009]本专利技术的思路是利用含有-OH或者水解产生-OH的多官能团物质与松香及其衍生物的-COOH进行酯化反应，制备了一种改性松香及其衍生物，其含有多种活性官能团，可与高分子反应，可增强高分子的耐热性。该改性松香及其衍生物的制备过程为熔融聚合，整个过程不需要使用任何有机溶剂，因此，不需要附加步骤来回收有机溶剂，对人体和环境无毒害；工艺流程简单、无需添加填料和进行后处理；副产物对环境无污染，生产成本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机耐热填料，其特征在于，其结构式为：其中，R为三环菲结构，R1具有能与高分子反应的官能团，其中包括-OH、-COOH、-NH2(不仅限于这些官能团)中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的有机耐热填料，其特征在于，其原料组分包括：松香及其衍生物50-100份，改性剂50-200份，催化剂0.05-10份；所述份数为质量份数。3.根据权利要求2所述的有机耐热填料，所述松香及其衍生物的结构特征为：R-COOH，R为三环菲结构,可以为为三环菲结构,可以为为三环菲结构,可以为除这些以外，只要是具有-COOH的松香及其衍生物即可使用；另外，这些可以单独使用或将多种组合使用。4.根据权利要求2所述的有机耐热填料，所述改性剂的特征为至少含有两个可反应官能团，其中一个官能团为-OH或者水解为-OH，可为醇类、聚硅氮烷类、硅烷偶联剂类、硅烷交联剂类中的一种或几种；除这些以外，只要是具有一个官能团为-OH或者水解为-OH的多官能团物质即可使用；另外，可以单独使用或将多种组合使用；其他官能团能与高分子反应即可，包括-OH、-COOH、-NH2(不仅限于这些官能团)中的一种或几种。5.根据权利要求2所述的有机耐热填料，所述催化剂为钛酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆函，姜琳琳，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：