[发明专利]4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚，该对苯二酚的合成方法及由该对苯二酚合成的聚芳醚类聚合物及其羧酸衍生物。

背景技术

聚芳醚(PAE)作为高性能聚合物的一种，已经被广泛应用于航空航天和电子设备中。它的高强度，优异的电性能，优异的热性能和化学稳定性，使其成为先进材料的候选材料的一种。由于聚芳醚类聚合物优异的性能和广泛的应用领域，以不同的应用为背景的高分子化学领域的新型聚芳醚的合成和高分子物理领域的结构、形态、性能的研究成为高分子领域的热点。随着社会和科技的发展，对于高分子材料的要求越来越高，将特殊的功能基团引入高性能的聚合物中来实现聚合物的功能化是一个很好的途径。之前有过在聚合物中引入羧基的报道，但是由于直接通过含有羧基的单体进行反应，往往得不到分子量较高的聚合物。含有羧基的高性能聚芳醚，具有宽广的应用前景。首先，可以做为去湿膜的材料；第二，可以通过羧基和二胺的反应，生成苯并咪唑基团，使聚合物可以作为一种高温的质子传导膜材料；第三，由于羧基的引入，将聚合物具有了反应的活性，可以与多种官能团反应，使得聚合物进一步功能化。因此，含有羧基的聚合物具有重要的应用前景。

本发明的4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚及以其为反应物合成带有酯基的聚合物和既含有羧基、分子量又足够大的聚合物尚未见公开。

发明内容

本发明的目的就是提供一种全新结构的4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚及该双酚单体的制备方法，以及通过该双酚单体与其它单体进行缩聚反应，制备出的一系列高分子量含酯基及羧基的高性能树脂。

本发明的具体技术方案如下所述。

一种4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚，其结构式为：

本发明的4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚的制备方法，分两步反应；

第一步反应：将4-胺基苯甲酸乙酯，浓盐酸，水按摩尔比为1∶2.5～8∶5～100加入第一个容器中，反应体系的温度控制在-10℃～10℃，搅拌反应0.5～2小时；将亚硝酸钠水溶液滴入反应体系中，控制温度在-5℃～12℃，反应时间为1～3小时，得到中间产物，其中，亚硝酸钠、水与4-胺基苯甲酸乙酯的摩尔比为0.8～2∶5～40∶1；

在第二个容器中加入苯醌，碳酸氢钠和水，它们与4-氨基苯甲酸乙酯的摩尔比为0.6～1.5∶2.5～10∶10～100∶1；搅拌控制温度在3℃～20℃，将中间产物分批加入反应体系中，加入结束后再反应3～6小时，过滤，洗涤得到4-苯甲酸乙酯苯基苯醌，产率为60～90％；

第二步反应：将4-苯甲酸乙酯苯基苯醌，锌粉，HCl按摩尔比为1∶4∶8参加反应，控制温度为75～100℃反应2～8小时；产物经热过滤，用0～20℃的去离子水洗涤油状物，再经重结晶得产品，产率为60～90％。

在第一步反应中，反应体系的温度控制在-10℃～10℃可以采用水浴或者加冰控温的方法；亚硝酸钠(NaNO₂)水溶液的滴入，可以0.05～0.5毫升/秒的速度快速滴入；所述的第二个容器一般应比第一个容器容积更大些；所述的中间产物分批加入反应体系中，可以分多批每批少量倒入或滴入。

4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚的合成反应式：

本发明的4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚的用途，以4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚为反应物制备聚芳醚类聚合物，包括聚芳醚，聚醚酮，聚醚砜等。

其中的均聚物有如下的结构式：

其中，

n＝1～500中的整数；

其中的共聚物或嵌段共聚物，列举有如下的结构式：

其中0<x<1；

其中0<y<1，n为1～500中的整数。

上述的4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚的用途中，以4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚为反应物制备聚芳醚类均聚物的步骤为：将4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚与等摩尔的双卤素单体，双卤素单体质量1.05～2.0倍量的无水碳酸钾，4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚和双卤素单体总质量4～5倍的溶剂，溶剂体积20％的共沸脱水剂放入装有带水器的三口瓶中，通氮气，升温到共沸脱水剂回流，回流1～5小时，排除共沸脱水剂，再升温至140℃～210℃继续反应2～32小时，将得到的聚合物溶液在去离子水中析出，经粉碎，洗涤，干燥，得到带有4-苯甲酸乙酯苯基的聚芳醚类聚合物。