[发明专利]一种高残碳含乙酸乙酯及三唑环结构的苯并噁嗪及其制备方法

说明书

本发明涉及树脂合成领域，具体涉及一种高残碳含乙酸乙酯及三唑环结构的苯并噁嗪及其制备方法；方法包括：将双酚A作为酚源，以3‑乙炔基苯胺作为胺源进行缩合反应生成乙炔基苯并噁嗪中间体，然后将乙炔基苯并噁嗪与叠氮乙酸乙酯反应，合成了含乙酸乙酯及三唑环结构的苯并噁嗪，热固化得高性能聚苯并噁嗪；本发明制备的树脂将含乙酸乙酯结构和三唑结构引入苯并噁嗪中，增加了苯并噁嗪树脂的残碳率，同时降低其固化温度。本发明树脂的原料易得、步骤简单、环境友好、溶剂可以多种选择、优化了制备工艺、易于实现工业化生产。而且性能优异，可应用于电子绝缘、电子封装领域。

技术领域

本发明涉及树脂合成领域，具体涉及一种高残碳含乙酸乙酯及三唑环结构的苯并噁嗪及其制备方法。

背景技术

苯并噁嗪树脂是近年发展起来且具有很多独特性能的热固性树脂，具有灵活的分子设计性，其聚合物的力学性能、耐热、阻燃性能优异、玻璃化转变温度高。这些独特的优势使其有望取代传统的酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。运用其灵活的分子可设计性，在分子结构中引入可催化、耐热、阻燃等基团，可以赋予苯并噁嗪一些独特的性能，以满足不同应用领域的要求。苯并噁嗪碳化物的氮含量可以提高其阻燃、耐热性能，但是传统聚苯并噁嗪碳化物的氮含量低，因此，需要对其进行改性以设计一种高氮含量、高残碳率的苯并噁嗪。

三唑官能团是含有三个氮杂原子的五元杂环结构，由于三唑环负电性氮原子的存在，能形成更多的氢键，并且由于氮元素含量增加，聚合物阻燃性能也会明显提高。因此，将三唑结构引入苯并噁嗪结构中有助于提高固化物耐热性能和阻燃性能，且一定程度上降低其固化温度。同时，引入了乙酸乙酯官能团，其在受高温的时候放出CO2，进一步提高聚合物的阻燃性能。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种高残碳含乙酸乙酯及三唑环结构的苯并噁嗪及其制备方法；从分子设计的角度入手增加苯并噁嗪树脂的残碳率，同时降低其固化温度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种高残碳含乙酸乙酯及三唑环结构的苯并噁嗪，其结构式为：

。

一种聚苯并噁嗪，其结构式为：

，式中，R结构式为：

一种高残碳含乙酸乙酯及三唑环结构的苯并噁嗪的制备方法，将双酚A作为酚源，以3-乙炔基苯胺作为胺源进行缩合反应生成乙炔基苯并噁嗪中间体，然后将乙炔基苯并噁嗪与叠氮乙酸乙酯反应，合成了含乙酸乙酯及三唑环结构的苯并噁嗪，热固化得高性能聚苯并噁嗪。

进一步的，上述方法具体包括以下步骤：

步骤(1)，乙炔基苯并噁嗪的合成：合成乙炔基苯并噁嗪的整个反应过程是在氮气气氛的保护下进行的，将多聚甲醛和双酚A加入装有有机溶剂的烧瓶中，搅拌10 min，再将3-乙炔基苯胺加至烧瓶中，80℃反应5 h，分离有机溶剂和水，干燥有机相得到产物，即为乙炔基苯并噁嗪中间体；

反应方程式如(I)所示：

（I）

步骤（2），含乙酸乙酯及三唑环结构的苯并噁嗪单体的合成：用5 mol% 的CuI作为催化剂，将乙炔基苯并噁嗪中间体和叠氮乙酸乙酯加入到有机溶剂中，在室温下反应24 h，分离出有机溶剂和水后，再真空干燥得到产物，即为含乙酸乙酯及三唑环结构的苯并噁嗪。

反应方程式如(II)所示：

(II)

步骤（3），聚苯并噁嗪的制备：

将苯并噁嗪单体在有机溶剂中溶解， 将溶液先在60℃的真空干燥箱中除去溶剂，再放置于鼓风干燥箱中，进行梯度固化，冷却后即得聚苯并噁嗪；

反应方程式如(III)式所示：