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一种热固性聚酰亚胺基体树脂及其制备方法

CN1123589C

摘要

本发明公开了一种热固性聚酰亚胺基体树脂，以重量份计，由以下组分和含量组成：反应性封端

10-55，芳香族四酸二酐100，芳香族二胺35-110。该基体树脂可在310-320℃下长期使用，具

有很好的抗冲击性能，可明显减少高温使用过程中的微裂现象。本发明树脂基复合材料可用于制

造要求使用温度高达310-320℃的航空、航天、精密机械、石油化工领域的耐高温耐腐蚀零部件。

权利要求(4)

1.一种热固性聚酰亚胺基体树脂，以重量份计，由以下组分和含量组成：反应性封端

剂芳香族四酸二酐10-55芳香族二胺100所述反应性封端剂35-110

系指具有下述化学结构的有机化合物：未提供图片。查看PDF所述芳香族四酸二酐系指具有下

述化学结构的有机化合物及其异构体：未提供图片。查看PDF所述芳香族二胺为芳香族二胺II

或其与芳香族二胺I的混合物；所述芳香族二胺I系指具有下述化学结构的有机化合物及其衍生

物：未提供图片。查看PDF所述芳香族二胺II系指具有下述化学结构的有机化合物及其衍生物：

未提供图片。查看PDF

2.一种热固性聚酰亚胺基体树脂的制备方法，以重量份计，按下列步骤进行：①将10-55份反应

性封端剂在有机溶剂中回流生成相应的羧酸单酯溶液(1)；②将100份芳香族四酸二酐在有机溶

剂中回流生成相应的芳香族二酸二酯溶液(2)；③将35-110份芳香族二胺溶解于有机溶剂中，然

后依次加入溶液(1)和溶液(2)，在5-25℃下搅拌反应1-7小时，得到基体树脂溶液；④将基体树

脂溶液采用常规方法进行热固化；所述反应性封端剂系指具有下述化学结构的有机化合物：未提

供图片。查看PDF所述芳香族四酸二酐系指具有下述化学结构的有机化合物及其异构体：未提

供图片。查看PDF所述芳香族二胺为芳香族二胺II或其与芳香族二胺I的混合物；所述芳香族

二胺I系指具有下述化学结构的有机化合物及其衍生物：未提供图片。查看PDF所述芳香族二

胺II系指具有下述化学结构的有机化合物及其衍生物：未提供图片。查看PDF

3.根据权利要求2的一种热固性聚酰亚胺基体树脂的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂是乙

醇、甲醇、异丙醇、正丁醇、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺或其混合物。

4.根据权利要求2的一种热固性聚酰亚胺基体树脂的制备方法，其特征在于：所述反应步骤①中

的有机溶剂的用量为5-800份(重量份)；所述反应步骤②中的有机溶剂的用量为70-1400份(重

量份)；所述反应步骤③中的有机溶剂的用量为5-3000份(重量份)。

说明

一种热固性聚酰亚胺基体树脂及其制备方法

本发明涉及一种热固性聚酰亚胺树脂及其制备方法。

采用PMR方法制备的热固性聚酰亚胺树脂具有良好的工艺性能。用这类树脂制备的碳纤维增强

树脂基复合材料比强度高、比模量高，具有优异的抗热氧化稳定性和高温力学机械性能。其中最

具代表性的是美国NASA研制的PMR-15树脂(U.S.Patent3,745,149)和中国科学院化学研究所

研制的KH-304树脂。PMR-15和KH-304树脂由降冰片烯单甲酸单酯(NE)、3，3’，4，4’-

二苯甲酮二酸二酯(BTDE)和4，4’-二氨基二苯甲烷(MDA)在低沸点醇类溶剂中制备。其区别在

于PMR-15采用甲醇为溶剂，而KH-304树脂则采用乙醇为主溶剂。由这类基体树脂制备的碳

纤维增强树脂基复合材料可在316℃的高温下长期使用，已经广泛地应用于航天、航空飞行器的

高温结构部件。但这类复合材料存在一个严重的缺点，即由于基体树脂的韧性差，致使复合材料

在高温使用过程中容易产生微裂，这严重影响了其使用性能。R.H.Pater等人研制成功

LaRCTM-RP46(Proc.oftheInt’1.SAMPESymp.)，它是以可能无毒的3，4’-二胺基二苯醚(3，

4’-ODA)代替PMR-15中的4，4’-二胺基二苯甲烷(MDA)而制成的PMR型聚酰亚胺树脂。为

了满足更高工作温度的需求，T.T.Serafini等人(NASATMX-71894；NASA-TM-88942)公开了

可在371℃下使用的第二代P