硅基腈基雜化樹脂及其合成方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機合成高分子材料技術領域，涉及一種硅基腈基雜化樹脂及其合成 方法，尤其涉及一種低熔點耐高溫的硅基腈基雜化樹脂及其合成方法。
【背景技術】
[0002] 航空航天工業(yè)的快速進步，對材料的耐高溫及抗氧化性能提出了更高的要求，含 硅聚合物由于具有優(yōu)異的耐高溫抗氧化性能，因而很好地滿足了這一要求。同時，鄰苯二甲 腈樹脂是一種新型耐高溫熱固性樹脂，以其固化物具有良好的熱穩(wěn)定性和機械性能，以及 優(yōu)異的熱氧穩(wěn)定性、阻燃性和較好的耐潮性，在航空航天、艦船、微電子及機械制造等領域 具有越來越廣泛的應用。
[0003] 因此，眾多研究者試圖研究一種新型的樹脂能結合二者的優(yōu)點，比如周權等人合 成了幾種不同的以Si-N鍵鏈接苯乙炔的硅基雜化樹脂，這幾種樹脂常溫下有合適的粘度， 同時其聚合物的機械性能也優(yōu)異。但是這類單體都有一個無法避免的缺點，由于Si-N鍵存 在而易水解，因而必須嚴格無水環(huán)境儲存，且需要液氮的低溫環(huán)境，導致應用有眾多困難。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種低熔點、耐高溫、不易 水解、且具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和固化性能的硅基腈基雜化樹脂及其合成方法。
[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0006] -種硅基腈基雜化樹脂，所述硅基腈基雜化樹脂的分子結構式為下式（I ):
[0008] 所述硅基腈基雜化樹脂的數均分子量為7000~13000。在此分子量范圍內，m : η 一般在7~11的范圍內。
[0009] 作為一個總的發(fā)明構思，本發(fā)明還提供一種硅基腈基雜化樹脂的合成方法，包括 以下步驟：
[0010] 以巰基丙基甲基硅氧烷和4-硝基鄰苯二甲腈為主要原料進行反應，得到硅基腈 基雜化樹脂。
[0011] 上述的硅基腈基雜化樹脂的合成方法，優(yōu)選的，所述合成方法具體包括以下步 驟：
[0012] (1)在氮氣保護下，將巰基丙基甲基硅氧烷和縛酸劑溶于溶劑中，得到含硅氧烷巰 基鹽的溶液；
[0013] (2)將4-硝基鄰苯二甲腈加入到所述步驟（1)得到的含硅氧烷巰基鹽的溶液中進 行反應，所得產物溶液經后處理，得到硅基腈基雜化樹脂。
[0014] 上述的娃基臆基雜化樹脂的合成方法，優(yōu)選的，所述疏基丙基甲基硅氧烷、縛 酸劑、溶劑和4-硝基鄰苯二甲腈的比值為：0. 0075mol~0.0 lmol : 0. 01125mol~ 0. 015mol : 20ml ~30ml : 0. 0075mol ~0.0 lmol。
[0015] 上述的硅基腈基雜化樹脂的合成方法，優(yōu)選的，所述步驟（1)中，所述巰基丙基甲 基硅氧烷的數均分子量為4000~7000,運動粘度為75cSt~150cSt。
[0016] 上述的硅基腈基雜化樹脂的合成方法，優(yōu)選的，所述步驟（1)中，所述縛酸劑包括 無水碳酸鉀、無水碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉、吡啶、咪唑、三乙胺和四甲基乙二 胺中的一種或多種。
[0017] 上述的硅基腈基雜化樹脂的合成方法，優(yōu)選的，所述步驟（1)中，所述溶劑包括甲 苯、N, N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、1，4-二氧六環(huán)和吡啶中的一種或多種。
[0018] 上述的硅基腈基雜化樹脂的合成方法，優(yōu)選的，所述步驟（1)中，采用常溫攪拌的 方式進行溶解，所述常溫攪拌的時間為lh~4h;所述步驟（2)中，所述反應溫度為常溫，反 應過程中持續(xù)攪拌，所述攪拌時間為12h~24h。
[0019] 上述的硅基腈基雜化樹脂的合成方法，優(yōu)選的，所述步驟（2)中，所述后處理的過 程為：向所得產物溶液中加水，攪拌，采用萃取劑萃取，然后旋蒸以去除萃取劑，得到硅基腈 基雜化樹脂。
[0020] 上述的硅基腈基雜化樹脂的合成方法，優(yōu)選的，所述萃取劑包括甲苯、二氯甲烷或 乙酸乙酯。
[0021] 本發(fā)明的娃基臆基雜化樹脂的合成路線如下：
[0023] 本發(fā)明通過改善分子結構，在聚硅氧烷主鏈上引入熱穩(wěn)定性好、機械性能優(yōu)異的 鄰苯二甲腈?zhèn)孺?，從而進一步提高熱穩(wěn)定性，同時可以兼具有低熔點、常溫下粘度合適的優(yōu) 點。
[0024] 與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0025] (1)本發(fā)明的硅基腈基雜化樹脂，是一種以聚硅氧烷（Si-0-Si)為主鏈，以鄰苯二 甲腈為側鏈的新型聚合物，不僅有效結合了硅基和腈基的耐高溫、機械性能優(yōu)異等優(yōu)點，而 且由于不存在Si-N鍵，能有效避免以硅氮為主鏈的水解問題。
[0026] (2)本發(fā)明的硅基腈基雜化樹脂，同時具有低熔點、常溫下粘度合適的優(yōu)點，適用 于液相成型等新型低成本工藝，具有良好的工藝性能。
[0027] (3)本發(fā)明的硅基腈基雜化樹脂，加熱聚合所得聚合物含有共扼酞菁環(huán)結構和三 嗪環(huán)結構，可賦予材料高的熱穩(wěn)定性能。
[0028] (4)本發(fā)明的硅基腈基雜化樹脂的合成方法，通過改善分子結構，在聚硅氧烷主鏈 上引入熱穩(wěn)定性好、機械性能優(yōu)異的鄰苯二甲腈?zhèn)孺湥铣傻墓杌婊s化樹脂具有較 鄰苯二甲腈更高的熱穩(wěn)定性，同時兼具有低熔點、常溫下粘度合適的優(yōu)點。且該合成方法簡 單易控，反應溫度較低、時間較短，適于工業(yè)化生產。
[0029] 綜上，本發(fā)明提供的硅基腈基雜化樹脂具有低的熔點、合適的粘度、良好的工藝性 能，以及更好的耐高溫性能。本發(fā)明的合成方法簡單有效，反應過程簡單可控，可廣泛應用 于涂料、電子封裝材料、航空航天、微電子、機械制造、船舶和樹脂基復合材料等領域，具有 廣闊的市場前景。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明實施例1的硅基腈基雜化樹脂在常溫下的近景照片。
[0031] 圖2為本發(fā)明實施例1的硅基腈基雜化樹脂的氫核磁譜圖。
【具體實施方式】
[0032] 以下結合說明書附圖和具體優(yōu)選的實施例對本發(fā)明作進一步描述，但并不因此而 限制本發(fā)明的保護范圍。
[0033] 以下實施例中所采用的材料和儀器均為市售。
[0034] 實施例1 :
[0035] 一種本發(fā)明的硅基腈基雜化樹脂，分子結構式為下式（I ):
[0037] 該硅基腈基雜化樹脂的數均分子量為7000~13000。
[0038] 一種上述本實施例的硅基腈基雜化樹脂的合成方法，包括以下步驟：
[0039] (1)在氮氣保護下，將0.0