【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空用耐高温材料，具体涉及双马来酰亚胺及其制备方法和制备航空耐温模具板材的方法。
技术介绍
1、复合板材由于具有低密度、高强度、易于修复和塑形、优异的加工性能等特性，近年来，航空制造领域越来越多的复合板材用于替代金属，降低了金属部件由于被划伤造成在应力集中的潜在应用风险，在航空领域任何小小的瑕疵都有可能造成机毁人亡的悲剧，所以材料的尺寸稳定性就变得尤为重要，特别是高温下的稳定性。
2、然而，现有的航空耐温模具板材在200℃高温条件下反复耐温后会出现cte(热膨胀系数)不稳定的情况，主要原因是主体树脂在反复的高低温循环环境中性能下降导致cte变化，普通环氧树脂和耐高温的环氧树脂在反复高温条件下的尺寸稳定性较差，很难满足要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供双马来酰亚胺，以解决现有航空耐温模具板材所具有的反复耐高温尺寸稳定性较差的问题。
2、本专利技术的第二个目的是提供制备双马来酰亚胺的方法，以解决现有航空耐温模具板材所具有的反复耐高温尺寸稳定性较差的问题。
3、本专利技术的第三个目的提供制备航空耐温模具板材的方法，以解决现有航空耐温模具板材所具有的反复耐高温尺寸稳定性较差的问题。
4、为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
5、双马来酰亚胺，所述双马来酰亚胺的结构式为：其中，a为单键或者为-c(o)nh(ch2)2c(o)-，ra选自h或者羧基。本专利技术的双马来酰亚胺可以用于制备航空用耐高温复合板
6、而且，现有的双马来酰亚胺基本上都是固体，加温熔融成液体之后，温度一旦降低到常温又很快变回固体，进而导致使用难度较大。本专利技术的双马来酰亚胺在加热融化后可以保持至少一天以上的液体状态，有足够的操作时间，降低了使用难度。
7、根据本专利技术的实施例，所述双马来酰亚胺的结构式选自以下结构式的任意一种：
8、
9、本专利技术还提供制备前文所述的双马来酰亚胺的方法，所述方法包括：将脂环族二元醇与硝基酸化合物混合，进行反应，得到二硝基化合物，其中，所述硝基酸化合物包含硝基，此外，所述硝基酸化合物还包含羧基或氟，所述脂环族二元醇包括三环十二碳二甲醇；将所述二硝基化合物与水合肼混合，进行还原反应，得到二氨基化合物；将所述二氨基化合物与马来酸酐混合，进行反应，得到双马来酰亚胺酸；所述双马来酰亚胺酸与脱水剂混合，进行脱水反应，得到双马来酰亚胺。由此，利用本专利技术方法所制备的双马来酰亚胺可以合成高性能的双马来酰亚胺聚合物，其在200℃的高温条件下具有优异的尺寸稳定性；本专利技术方法所制备的双马来酰亚胺可以用于制备航空用耐高温复合板材，具体地，利用本专利技术方法所制备的双马来酰亚胺对基布进行处理，得到的复合板材在反复耐高温200次以后依然可以保持优异的尺寸稳定性，极大的降低了应用于航空领域的风险。
10、根据本专利技术的实施例，所述脂环族二元醇包括三环十二碳二甲醇(tcd)。所述三环十二碳二甲醇(tcd)的结构式为：
11、所述硝基酸化合物包括对硝基苯甲酰-β-丙氨酸、2-硝基苯甲酸、3-硝基苯甲酸、4-硝基苯甲酸、2-硝基对苯二甲酸、2-氟-5-硝基苯甲酸、3-氟-2-硝基苯甲酸、4-氟-2-硝基苯甲酸、2-硝基-4-苄氧基-5-甲氧基苯甲酸中的至少一种。
12、所述脂环族二元醇与所述硝基酸化合物的摩尔量比大于0.5且小于等于0.6，例如0.55。由此，有利于高效的得到二硝基化合物。
13、所述脂环族二元醇与硝基酸化合物反应在惰性气体保护下进行，所述惰性气体包括氮气。
14、所述脂环族二元醇与硝基酸化合物反应的温度为70～90℃，例如70℃、80℃、90℃。由此，有利于高效的得到二硝基化合物。
15、所述脂环族二元醇与硝基酸化合物反应的时间为8～12h，例如8h、9h、10h、11h、12h。
16、根据本专利技术的实施例，脂环族二元醇与硝基酸化合物的反应中，还加入溶剂，所述溶剂可以为二甲基亚砜(dmso)或者氯化亚砜。例如，当硝基酸化合物包含氟时，溶剂可以为二甲基亚砜。
17、根据本专利技术的实施例，脂环族二元醇与硝基酸化合物的反应中，还加入催化剂，所述催化剂为浓硫酸。由此，有利于促进二硝基化合物的生成。
18、根据本专利技术的实施例，在脂环族二元醇与硝基酸化合物的反应完成后，所述方法还包括用nacl水溶液将产物析出，随后进行重结晶的步骤。
19、根据本专利技术的实施例，所述二硝基化合物与所述水合肼的摩尔比为1:(2.5～3)，例如1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8、1:2.9、1:3。由此，有利于二硝基化合物全部还原，生成二氨基化合物。
20、所述还原反应还加入醇类溶剂，所述醇类溶剂包括但不限于无水乙醇，所述还原反应在回流条件下进行。
21、根据本专利技术的实施例，所述还原反应还加入钯炭(pd/c)催化剂。由此，有利于加快二氨基化合物的生成。
22、根据本专利技术的实施例，制备二氨基化合物包括：将二硝基化合物与钯炭催化剂、无水乙醇混合，加热回流，通过滴液漏斗向反应体系中缓慢滴加水合肼，滴加完成后，再回流12h，得到二氨基化合物。
23、根据本专利技术的实施例，所述二氨基化合物与所述马来酸酐的摩尔比为1:(2～2.5)，例如1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5。由此，有利于全部的二氨基化合物完全反应，生成双马来酰亚胺酸。
24、所述二氨基化合物与马来酸酐的反应在惰性气体保护下进行，所述惰性气体包括氮气、氩气中的任意一种。
25、所述二氨基化合物与马来酸酐的反应温度是20～30℃，例如20℃、25℃、30℃。在该条件下，可以高效的生成双马来酰亚胺酸。
26、所述二氨基化合物与马来酸酐的反应时间为2～4h，例如2h、3h、4h。在该条件下，有利于二氨基化合物与马来酸酐反应完全，生成双马来酰亚胺酸。
27、根据本专利技术的实施例，所述二氨基化合物与马来酸酐的反应中，还加入溶剂，所述溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
28、根据本专利技术的实施例，所述脱水剂包括乙酸酐。
29、所述脱水反应还加入催化剂，所述催化剂包括乙酸镁、乙酸钠、乙酸镍、乙酸钴、氯化镁、氯化钴、硫酸镁、硫酸钴中的至少一种。
30、所述脱水反应在惰性气体保护下进行，所述惰性气体包括氮气、氩气中的任意一种。
31、所述脱水反应的温度为60～80℃，例如60℃、70℃、80℃。在该条件下，有利于双马来酰亚胺酸与脱水剂发生脱水反应，得到双马来酰亚胺。
32、所述脱水反应的时间为2～4h，例如2h、3h、4h。在该条件下，有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.双马来酰亚胺，其特征在于，所述双马来酰亚胺的结构式为：其中，A为单键或者为-C(O)NH(CH2)2C(O)-，Ra选自H或者羧基。
2.根据权利要求1所述的双马来酰亚胺，其特征在于，所述双马来酰亚胺的结构式选自以下结构式的任意一种：
3.制备权利要求1-2任一项所述的双马来酰亚胺的方法，其特征在于，所述方法包括：
4.根据权利要求3所述的制备双马来酰亚胺的方法，其特征在于，所述硝基酸化合物包括对硝基苯甲酰-β-丙氨酸、2-硝基苯甲酸、3-硝基苯甲酸、4-硝基苯甲酸、2-硝基对苯二甲酸、2-氟-5-硝基苯甲酸、3-氟-2-硝基苯甲酸、4-氟-2-硝基苯甲酸、2-硝基-4-苄氧基-5-甲氧基苯甲酸中的至少一种；
5.根据权利要求3所述的制备双马来酰亚胺的方法，其特征在于，所述二硝基化合物与所述水合肼的摩尔比为1:(2.5～3)；
6.根据权利要求3所述的制备双马来酰亚胺的方法，其特征在于，所述二氨基化合物与所述马来酸酐的摩尔比为1:(2～2.5)；
7.根据权利要求3-6任一项所述的制备双马来酰亚胺的方法，
8.制备航空耐温模具板材的方法，其特征在于，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的制备航空耐温模具板材的方法，其特征在于，所述双马来酰亚胺与所述固化剂的质量比为100:(20～35)；
10.根据权利要求8所述的制备航空耐温模具板材的方法，其特征在于，所述改性溶液还包括填料、填料改性剂和稀释剂；所述填料改性剂为硅烷偶联剂。
11.根据权利要求8所述的制备航空耐温模具板材的方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为150～200℃。
12.根据权利要求8-11任一项所述的制备航空耐温模具板材的方法，其特征在于，所述基布包括碳纤无纺布、玻纤无纺布中的至少一种；
...【技术特征摘要】
1.双马来酰亚胺，其特征在于，所述双马来酰亚胺的结构式为：其中，a为单键或者为-c(o)nh(ch2)2c(o)-，ra选自h或者羧基。
2.根据权利要求1所述的双马来酰亚胺，其特征在于，所述双马来酰亚胺的结构式选自以下结构式的任意一种：
3.制备权利要求1-2任一项所述的双马来酰亚胺的方法，其特征在于，所述方法包括：
4.根据权利要求3所述的制备双马来酰亚胺的方法，其特征在于，所述硝基酸化合物包括对硝基苯甲酰-β-丙氨酸、2-硝基苯甲酸、3-硝基苯甲酸、4-硝基苯甲酸、2-硝基对苯二甲酸、2-氟-5-硝基苯甲酸、3-氟-2-硝基苯甲酸、4-氟-2-硝基苯甲酸、2-硝基-4-苄氧基-5-甲氧基苯甲酸中的至少一种；
5.根据权利要求3所述的制备双马来酰亚胺的方法，其特征在于，所述二硝基化合物与所述水合肼的摩尔比为1:(2.5～3)；
6.根据权利要求3所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：程劲，邱承林，
申请(专利权)人：重庆渝启欣科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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