[发明专利]一种含脂环烃酰亚胺基团的单官能苯并噁嗪及其制备方法

说明书

本发明提供了一种含脂环烃酰亚胺基团的单官能苯并噁嗪及其制备方法。此制备方法由两步组成。第一步：反应合成含脂环烃酰亚胺结构的酚类化合物；第二步：以含脂环烃酰亚胺的酚类化合物、胺类化合物和多聚甲醛为原料，反应合成脂环烃酰亚胺基团的单官能化苯并噁嗪单体。本发明的优点在于：采用六元脂环烃酰亚胺基团，有效提高了酰亚胺类苯并噁嗪树脂的可加工性，且部分脂环烃含有碳碳双键结构，使苯并噁嗪在升温固化时不仅噁嗪环开环交联，封端基还可以二次交联，大大提高了树脂的热稳定性。本发明所得的树脂加工温度窗得到拓宽，有利于加工成型。此方法制备工艺简单，对设备要求低，可以工业化生产。

技术领域

本发明属于热固性树脂及其制备技术领域，具体的说明涉及一种含脂环烃酰亚胺基团的单官能化苯并噁嗪及其制备方法。

背景技术

传统的酚醛树脂因其原料易得、价格低廉、生产工艺和设备简单，制作而成的产品具有优良的机械性能、耐候性、耐寒性、耐热性、尺寸稳定性好而得到广泛的应用。但随着应用领域和性能要求的提高，酚醛树脂已经不满足一些领域的要求。为满足较高的分解温度、良好的热恢复性能、足够的摩擦系数、较好的耐磨性能及较低的噪音的要求，苯并噁嗪被Holly和Cope意外发现。苯并噁嗪化合物是一类含杂环结构的中间体，一般由酚类化合物、伯胺类化合物和甲醛经缩合反应制得，再在加热或催化剂作用下开环聚合，生成含氮且类似酚醛树脂的网状结构，称为聚苯并噁嗪。

有不少专利涉及到了含酰亚胺或酰胺结构的苯并噁嗪。如专利号为2009100975549.6的中国发明专利《含酰亚胺结构的双苯并噁嗪及其制备方法》(授权公告号：CN 101857592A)，公布了一种含酰亚胺结构的双苯并噁嗪及其制备方法，该专利将酰亚胺结构引入苯并噁嗪化合物的分子链中，增加了聚合物的耐热性和力学性能，综合性能优异，适合用于高性能复合材料的树脂基体；申请号为200610020900.8的发明专利《一种含马来酰亚胺和烯丙基醚的苯并噁嗪及其制备方法》申请公布了一种含马来酰亚胺和烯丙基醚的苯并噁嗪，该专利制得的苯并噁嗪热稳定性大大提高，制备方法反应步骤少，生产成本低。

这些专利，通过对苯并噁嗪单体结构改性，改善了聚合物的耐热性，但还不够理想，尤其是树脂单体的加工窗口，往往只有五十多度，不利于成型加工。此外，目前还未有报道涉及采用含六元环脂环烃与酰亚胺相连结构基团酚源来制备苯并噁嗪单体及性能。

发明内容

本发明针对苯并噁嗪树脂现存的缺陷，引入六元脂环烃结构，使苯并噁嗪合成过程简易化，而引入的六元环脂环烃结构弥补了传统酰亚胺苯并噁嗪单体由分子量低、分子刚性高导致的性能缺陷，并且改善了苯并噁嗪树脂的可加工性，赋予其特定性能。

达到上述性能的一种苯并噁嗪其分子式如下：

其中,R₁-为下列之一：

R₁在氧原子的邻位、间位或对位；

为下列之一：

为达到本发明的另一目的提供一种含脂环烃酰亚胺基团的单官能化苯并噁嗪的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)以邻氨基苯酚、间氨基苯酚和对氨基苯酚中的一种和酸酐类化合物为原料，反应合成含脂环烃酰亚胺结构的酚类化合物，反应方程式如下：

其中，R为下列之一：

R₁-为下列之一：

R₁在酚羟基的邻位、间位或对位。