[发明专利]一种新型对二甲苯基二元氰酸酯树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型对二甲苯基二元氰酸酯树脂的制备方法。该树脂为黄色晶体，固化时无小分子放出。树脂固化后具有良好的阻燃性能、热及热稳定性能，适宜作阻燃材料或耐高温材料。

背景技术

氰酸酯树脂是含有两个或两个以上的氰酸酯官能团（－OCN）的新型高性能树脂。由氰酸酯官能团固化成环得到的聚氰酸酯网状结构具有高玻璃化转变温度、良好的介电性能、低吸湿率、高热稳定性能和良好的机械性能。这些优异的性能使它能够满足航空航天领域的严格要求。

本发明利用的原料对苯二甲醚简单易得，将其引入到树脂的主链结构中，增加了氰酸酯基团的空间距离，提高了树脂的阻燃性能、耐热性能和热稳定性能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种新型对二甲苯基二元氰酸酯树脂的制备方法；其次对此新型树脂的固化工艺及固化后树脂的性能作以描述。本发明所涉及的树脂结构新颖，填补了现有氰酸酯树脂品种的空白，制备产品原料易得、成本低廉，树脂具有良好的阻燃性能及热性能，可广泛用于航空航天飞行器、卫星、高性能印刷线路板等领域。

制备本发明所述一种对二甲苯基二元氰酸酯树脂，其结构如下式所示：

制备方法包括如下步骤：

A：将苯酚及对甲苯磺酸的混合溶液加热到120～140℃后，向体系中滴加对苯二甲醚，滴加完毕后于130～150℃下保温2～4小时；反应结束后，在反应体系加入碱液中和至中性，减压蒸馏除去过量苯酚，得到的固体物质用有机溶剂进行重结晶提纯后即得4，4’-（1，4-二亚甲基苯基）-二苯酚；

反应物的摩尔比即苯酚：对甲苯磺酸：对苯二甲醚是2～10：0.02～0.19：1；

反应式如下：

B：在另一反应釜中加入有机溶剂，将体系冷却到-20～0℃后加入ClCN；将由步骤（1）制得的4，4’-（1，4-二亚甲基苯基）-二苯酚化合物、三乙胺和有机溶剂的混合溶液滴加到反应釜中，同时将反应温度保持在-20～0℃；滴加完毕后保温2～6个小时；反应结束后，将所得产物分别经过洗涤、分离、干燥及蒸除溶剂后得到粗产物；

其中，4，4’-（1，4-二亚甲基苯基）-二苯酚化合物、ClCN、三乙胺及有机溶剂的摩尔比为1：2.02～3.2：2.01～3.00：5～20；

反应式如下：

所述有机溶剂为甲苯、丁酮、乙腈、乙醇、异丙醇或二氯甲烷中的一种或几种的混合溶剂。

所述有机溶剂是以任意比例混合的丁酮和二氯甲烷的混合溶剂。

本发明具有如下优点：

1、本发明所用到的原料：对苯二甲醚及苯酚成本低廉易得；

2、本发明的方法，制备工艺简单，产物在室温下树脂为黄色固体，有利于后续处理； 

3、所制备的4，4’-（1，4-二亚甲基苯基）-二苯基氰酸酯树脂在热或催化剂的作用下即可固化，树脂固化后具有优异的阻燃性能、热及热稳定性能，可用于航空航天飞行器、雷达天线罩等领域。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明，其目的在于更好地理解本发明的内容，而不是对本发明的限制。

实施例1

500ml四口烧瓶上装有恒压漏斗、冷凝管、搅拌器和温度计，向其中加入240g 苯酚和16g对甲苯磺酸。将体系加热到130℃后，向其中滴加83ｇ对苯二甲醚，1小时后滴加完毕。体系于130℃保温4小时，反应过程中有甲醇析出。反应结束后向体系中加入氢氧化钠碱液，中和体系至中性，然后减压蒸馏除去过量苯酚。将蒸馏之后的产物用甲苯溶解，并经过数次水洗后，冷却至0℃以下结晶，得到黄色晶体，即为4，4’-（1，4-二亚甲基苯基）-二苯酚化合物。熔点160℃。利用KBr压片法测定产物的红外光谱，在3427cm^-1处出现强羟基吸收峰。