[发明专利]含酰亚胺结构的双苯并噁嗪及其制备法

说明书

技术领域

本发明属于热固性树脂及其制备技术领域，尤其涉及一种含酰亚胺结构的双苯并噁嗪中间体及其树脂的制备方法。

背景技术

苯并噁嗪树脂是在传统酚醛树脂基础上发展起来的一类新型热固性树脂，它是由酚类化合物、胺类化合物和醛类化合物经缩水反应制得，然后在热和/或催化剂作用下，苯并噁嗪中间体发生开环聚合，生成含氮且类似酚醛树脂的网状结构。因此这类新型树脂又被称为开环酚醛树脂。与普通酚醛树脂相比，苯并噁嗪树脂除具有与酚醛树脂相当的耐高温特性、阻燃性能、良好的电性能以及力学性能之外，还在一定程度上改善了酚醛树脂脆性大、固化时有小分子释放、强酸催化腐蚀设备、以及污染环境等不足之处，此外还具有低吸水性、较低的介电常数，其最显著的优点是，由于苯并噁嗪通过自身开环聚合形成三维网络结构。这种新型酚醛树脂的合成工艺路线简单，原料来源广泛，成本与酚醛树脂相当，而且具有灵活的分子设计性，因此受到人们的广泛关注。

R＝氢，卤素原子，烷基，烷氧基等

R’＝脂肪族或芳香族基团

苯并噁嗪早在40年代就开始了研究，但直到90年代，美国的Case Western ReserveUniversity的学者Ishida对双苯并噁嗪预聚体开展研究以来，聚苯并噁嗪的物理和机械性能才被公布，苯并噁嗪化合物才真正作为一种热固性树脂前驱体被确立，有关它的研究也引起各国学者的重视，如美国专利[Ishida，US Pat.，5,543,516(1996)]公开了无溶剂法制备苯并噁嗪，将酚类化合物、胺类化合物和多聚甲醛混合，在一定温度下反应生成苯并噁嗪化合物。

又如专利号为ZL95111413.1的中国发明专利《粒状多苯并噁嗪中间体及制备方法》(授权公告号：CN1059909C)，公开了由多元酚、一元胺和甲醛水溶液，以水为分散介质，悬浮剂的作用下，反应合成了粒状多苯并噁嗪中间体；申请号为ZL200810016011.3的中国发明申请公开《含氰基的苯并噁嗪中间体及其树脂》(公开号：CN101265322A)，该申请的合成路线是以含氰基的一元酚、伯胺化合物和甲醛为反应原料，合成了含氰基的苯并噁嗪中间体，经固化交联得到了高性能苯并噁嗪树脂。

再如Ishida曾报道了合成含马来酰亚胺和降冰片烯结构的单苯并噁嗪，以提高苯并噁嗪的耐热性，类似的还有申请号为200710048361.3的中国发明申请公开《一种含马来酰亚胺和烯丙基醚的苯并噁嗪及其制备方法》(公开号：CN 101235033A)，该申请是在现有的马来酰亚胺苯并噁嗪的基础上引入了烯丙基醚。但到目前为止，还没有报道涉及到含酰亚胺结构双苯并噁嗪的合成及使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种将酰亚胺结构引入苯并噁嗪化合物的含酰亚胺结构的双苯并噁嗪，该物质具有良好的耐热性和力学性能。

本发明还提供了该含酰亚胺结构的双苯并噁嗪的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种含酰亚胺结构的双苯并噁嗪，分子式如下：

，

其中，-R₁-为以下之一：

为以下之一：

为以下之一：

进一步固化交联后，其聚苯并噁嗪树脂的玻璃化温度为200～400℃。

含酰亚胺结构的双苯并噁嗪的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

①以二酐类化合物和胺基酚类化合物反应制备含酰亚胺结构的二酚，其化学反应方程式如下所示：

②以含酰亚胺结构的二酚、胺类化合物和多聚甲醛反应制备含酰亚胺结构的双苯并噁嗪，其化学反应方程式如下所示：

其中，-R₁-为以下之一：

为以下之一：

作为优选，步骤①中所述的二酐类化合物和胺基酚类化合物摩尔比为1∶2，在冰乙酸、乙酸酐、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺等可得到酰亚胺基团的溶剂体系中反应，反应温度为70～150℃，反应时间为5～48小时。

作为优选，步骤②中所述的含酰亚胺结构的二酚、胺类化合物和多聚甲醛的摩尔比为1∶2∶4，反应温度为70～130℃，反应时间为5～72小时，然后将反应液经过沉淀、过滤、分离、洗净、干燥后得到所需产物。

进一步，步骤②的反应在非质子极性溶剂中进行，所述的非质子极性溶剂可以为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。