[发明专利]高或低聚合度的1,3,5-三嗪衍生化合物及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工材料领域，涉及一类新材料及其生产工艺，具体的说是涉及一类具有阻燃、光稳定性的含三嗪基的聚合物及其制备方法。

背景技术

20世纪中期以来，高分子材料在国民经济各个领域得以广泛的应用，同时由它引起的火灾损失也达到了千亿美元以上。因此，高分子材料的阻燃，就显的及其必要。

高分子材料的阻燃处理，通常是向材料中添加各种阻燃剂，阻止材料的引燃，或者延缓燃烧反应，以最大限度减少火灾带来的损失。常用的阻燃剂有卤系、磷系、金属氧化物或氢氧化物等。但这些传统的材料在使用后或多或少存在一些负面影响：材料在大火中释放出大量有毒气体，形成大量烟雾，对材料的物性也产生不利的影响，对生态环境造成严重的污染。

目前，由于各种原因，工业上仍然以含卤阻燃剂为主，但是阻燃剂的无卤化将是发展的必然趋势。

近年来，一些三嗪衍生物的合成及应用的文章和专利不断的公开发表，最新的中国专利CN10575408A，与美国专利US20150057395，US20120245291，描述了一类由三聚氯氰为起始原料，合成无卤素自熄性的1,3,5-三嗪低聚物，以及它在阻燃剂和光稳定剂中的作用。但是以该专利申请与报道的方法制备出的1,3,5-三嗪聚合物的聚合度一般较低。我们采用专利中的方法进行了大量的实验发现：1,3,5-三嗪聚合物的聚合度一般小于10，对于聚合度更高的化合物以及该材料更好的阻燃性能的应用，专利中并没有做相关介绍。在CN10575408A、与US20150057395、US20120245291中，低聚合度可能是由于文献中从1,3,5-三嗪最初始原料的“一锅法”制备的原因，造成反应体系中原料或中间产物的水解和热分解产生大量的小分子夹杂在反应体系中未被有效的分离就直接持续进行后面的聚合反应，从而阻碍了反应体系的更高分子量的聚合，造成材料最终聚合度偏低，普遍低于10。聚合度较低，就会直接造成材料的应用性能降低。另一方面其催化剂的催化效果可能对其反应进行的深度也起到一定的影响。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种高或低聚合度的1,3,5-三嗪衍生化合物及制备方法，所述1,3,5-三嗪衍生化合物在优化催化剂的基础上，采用两种方法进行解决，第一种是加压分步聚合，先合成低聚物，分离，再进一步将低聚物加热加压聚合获得高聚物；第二种是在加压条件下，程序控温，逐步聚合的“一锅法”制备高聚合度化合物。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种高聚合度的1,3,5-三嗪衍生化合物，所述高聚合度1,3,5-三嗪衍生化合物的结构通式为：（Ib）；

其中X为R₂-O-、R₂-NH-、(R₂)₂-N-、R₂、至少含有一个氮原子的杂环基团中的一种，当所述X为杂环基团时，所述杂环基团是通过所述杂环基团上的任一氮原子与三嗪环连接的；R₂是烷基或环烷基；

R₁是哌嗪或取代哌嗪基团的二价基、含氮基团的二价基中的一种，具有以下通式类型：

或；

R₃、R₄、R₅、R₆是氢原子或者C1-C6烷基，R₃、R₄、R₅、R₆为相同基团或不同基团；

R₇、R₈是氢原子、含氮的饱和环状化合物或者C1-C6烷基，R₇、R₈为相同基团或不同基团；

Y是直链烃基-(CH₂)_m-，或带有支链的烃基；

X₁为OH、NH₂或X中的一种，其中X₁和X为相同基团或不同基团，NH₂能结合不同的磷酸形成不同的磷酸盐类；

n是大于30的整数，包括端值；

m是1-12的整数，包括端值。

提供一种低聚合度的1,3,5-三嗪衍生化合物，所述低聚合度1,3,5-三嗪衍生化合物的结构通式为：（Ia）；