[发明专利]一种含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热固性树脂及其制造方法，尤其涉及一种含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪及其制备方法。

背景技术

苯并噁嗪树脂作为近年来发展起来的一类新型酚醛树脂，它保持了传统酚醛树脂的耐高温特性、阻燃性能、良好的电学性能和力学性能，同时又克服了其脆性大、固化时小分子释放、强酸催化腐蚀设备以及污染环境等缺点，此外还具有低吸水性、较低的介电常数以及固化过程体积近似零收缩等特性，该树脂存在的这些优异特性使得相关学者对苯并噁嗪的合成、结构与应用进行了广泛的研究，同时积极致力于推动苯并噁嗪树脂的产业化进程。

3,4-二氢-3-取代-1,3-苯并噁嗪，其通常结构式为：

目前针对苯并噁嗪的主要研究在于结构改造以提高其性能及其在工业化进程中遇到的问题。

中国专利申请号为200910097549.6的中国专利“含酰亚胺结构的双苯并噁嗪及其制备方法”，公开了一种含酰亚胺结构的双苯并噁嗪的制备方法，但操作步骤较为复杂；申请号为201010152874.6的中国专利“存储稳定性高的二氨型苯并噁嗪树脂的制造方法”在于提高其稳定性。虽然针对其改性的报道有公开，但是专门提高聚合物的熔点和强度的研究没有公开。

有鉴于上述现有的苯并噁嗪单体存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪及其制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明提供一种含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪及其制备方法，提高聚合物的熔点和强度。

本发明是采用如下方案实现的：

本发明的含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪，其特征在于：具有如下结构的分子式：

其中，为下列之一:

作为优选的，含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪，玻璃化温度为280-400℃。

含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪的制备方法，包括以下操作步骤：

第一步：通过偏苯三酸酐和间/对氨基酚在冰乙酸作溶剂条件下，通过缩合反应制备含酰胺基、酰亚胺基的二酚，其化学反应方程式如下所示：

第二步：以第一步制备的含有酰胺基、酰亚胺基二酚作为酚源，以及含R基团的胺源和多聚甲醛反应制备含有酰胺基、酰亚胺基双官能苯并噁嗪，其化学反应方程式如下：

作为优选的，含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪的制备方法，所述步骤一中偏苯三酸酐和间/对氨基酚按摩尔比为1：2.01，此比例有利于含酰胺、酰亚胺结构的酚的合成，且过量的间/对氨基酚容易除去。

作为优选的，含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪的制备方法，所述步骤一在廉价易得的冰乙酸溶剂体系中反应，温度从室温阶梯升温至120℃，防止体系爆沸，反应时间为4～12小时，停止反应后将溶液体系用去离子水沉析，然后碱洗、过滤、干燥得到含有酰胺基、酰亚胺基的二酚。

作为优选的，含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪的制备方法，所述步骤二含有酰胺基、酰亚胺基的二酚、含R基团的胺源和多聚甲醛按摩尔比为1：2：4.02，有利于提高苯并噁嗪的成环率，且过量的多聚甲醛容易除去。

作为优选的，含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪的制备方法，所述步骤二反应在80℃～110℃之间进行，反应时间30～120分钟。在保证反应顺利进行的同时，采用低的反应温度和少的反应时间，减少能耗。

作为优选的，含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪的制备方法，停止反应后，用低浓度的氢氧化钠洗涤并挥发溶剂得到固体，然后重结晶得到目标产物。低浓度的氢氧化钠溶液既能去除反应体系的杂质，又不至于使苯并噁嗪单体开环聚合。

作为优选的，含酰胺、酰亚胺结构的双官能苯并噁嗪的制备方法，所述低浓度的氢氧化钠浓度为5％-10％。

本发明的有益功效在于：