[发明专利]一种侧链型液晶环氧单体及其制备方法、侧链型液晶环氧树脂

说明书

本发明提供了一种侧链型液晶环氧单体及其制备方法、侧链型液晶环氧树脂，属于环氧树脂材料技术领域。本发明提供的侧链型液晶环氧单体的分子结构中存在具有较强刚性的联苯介晶基团，加以柔性链段的连接，促进了固化过程中侧链型液晶环氧单体分子链的有序排列，这种介晶基元的高度有序排列，易形成局部类晶体结构，使热流沿着有序的分子链的方向传导，有效地抑制了声子在侧链型液晶环氧树脂内的散射，从而大幅度提升了侧链型液晶环氧树脂本体的导热性能。由偏光显微镜结果可知，侧链型液晶环氧单体表现为向列相液晶，其液晶区间为20～160℃。以本发明提供的侧链型液晶环氧单体为原料制备的侧链型液晶环氧树脂的导热性能优异。

技术领域

本发明涉及环氧树脂材料技术领域，具体涉及一种侧链型液晶环氧单体及其制备方法、侧链型液晶环氧树脂。

背景技术

环氧树脂具有加工工艺简单、介电性能优异和耐热性好等性能，被广泛应用于电子、电器和电机等领域。从微小的电子元器件到大容量发电机和电动机，从低、中压配电网到高压、超高压输电系统，都采用环氧树脂作为绝缘体系。随着电气设备向高电压、大容量方向发展，设备单位体积内的热量急剧增加，过多的热量积累会加速环氧树脂的老化，破坏其内部结构，改变基本物理化学性质，影响其质量稳定性，从而大幅缩短其使用寿命。因此，提高环氧树脂材料的导热性能对保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。

导热环氧树脂基体及其复合材料按制备工艺可分为填充型和本征型两类。填充型环氧树脂基导热复合材料是在环氧树脂基体中填充高导热碳材料、金属或无机填料，经熔融、溶液或粉末共混复合制备而得。但是要赋予环氧树脂基复合材料高的导热性能通常需要加入大量的导热填料，不可避免地使其力学性能急剧恶化。目前，关于本征型导热环氧树脂基体研究成果少，且未制备得到较为理想的本体高导热的环氧树脂。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种侧链型液晶环氧单体及其制备方法、侧链型液晶环氧树脂。本发明提供的侧链型液晶环氧单体导热性能高且力学性能好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种侧链型液晶环氧单体，具有式I所示结构：

本发明提供了上述技术方案所述侧链型液晶环氧单体的制备方法，包括以下步骤：

将化合物P₁、4-苯基苯酚、脱水剂、4-二甲氨基吡啶和有机溶剂混合，进行酯化反应，得到化合物P₂；

将所述化合物P₂与Amberlite IR-120氢型离子交换树脂和有机溶剂混合，进行第一取代反应，得到化合物P₃；

将所述化合物P₃、环氧氯丙烷和三乙胺混合，进行第二取代反应，得到侧链型液晶环氧单体；

所述化合物P₁、化合物P₂和化合物P₃的结构式如下：

优选的，所述化合物P₁、4-苯基苯酚、脱水剂和4-二甲氨基吡啶的摩尔比为1：(0.8～1.0)：(0.8～1.0)：(0.008～0.01)。

优选的，所述酯化反应的温度为20～25℃，时间为10～12h。

优选的，所述化合物P₂和Amberlite IR-120氢型离子交换树脂的质量比为1：(0.4～0.5)。

优选的，所述第一取代反应的温度为20～25℃，时间为10～12h。

优选的，所述化合物P₃、环氧氯丙烷和三乙胺的摩尔比为1：(15～20)：(2.5～3.0)。