[发明专利]一种含噁唑环的双苯并噁嗪及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及热固性树脂技术领域，具体地说，是一种含噁唑环的双苯并噁嗪及其制备方法。

【背景技术】

酚醛树脂以其良好的耐热性、阻燃性、力学强度、耐腐蚀性和电绝缘性等优点而广泛的应用，但因有需高温或强酸催化固化，固化时有小分子挥发物放出等缺点，往往其使用受到限制。苯并噁嗪是由氧原子和氮原子构成的六元杂环体系，在加热和/或催化作用下开环聚合，可形成类似聚酚醛结构的聚苯并噁嗪树脂。苯并噁嗪除了具有与普通酚醛树脂相当的耐热性、阻燃性、力学强度、耐腐蚀性和电绝缘性等优点以外，其在固化成型过程中无小分子释放，制品孔隙率低，接近“零”体积收缩，因而受到广泛关注。

苯并噁嗪化合物，其通常结构式为：

由于苯并噁嗪化合物的优异性能，国内自上个世纪90年代以来关于新型苯并噁嗪的研究和开发工作十分活跃。这些工作都围绕苯并噁嗪树脂性能的提高而进行，利用苯并噁嗪树脂分子设计性强的特点，采用不同的酚源和胺源，合成出不同结构的噁嗪，从而制备出可以满足不同应用场合需要的材料。

在这些研究中，树脂耐热性能的提高是改进的主要点之一。如申请号为201010152884.4的中国专利“一种双酚A酚醛型的苯并噁嗪树脂的制造方法”(公开号CN101831073A)，公开了一种双酚A酚醛型的苯并噁嗪树脂的制备方法，该树脂的5％失重率温度为349～364℃。申请号为201010152859.6的中国专利“二苯醚撑型苯并噁嗪树脂的制备方法”(公开号CN101830861A)公开了一种二苯醚撑型苯并噁嗪树脂，该树脂的5％失重率温度为370℃左右。中国专利ZL200610021851.X中提到的双端基邻苯二甲腈-苯并噁嗪树脂，其5％失重温度可达498℃，但其固化温度高达280℃左右，给加工带来了不便。中国专利ZL200610021851.X中提到的一种含氰基侧基的苯并噁嗪树脂，其在800℃下的热分解残碳率高于50％，但其长期使用温度不超过200℃。中国专利ZL200610020858.X中提到的一种耐热性苯并噁嗪树脂复合物，5％失重温度达到470-490℃，800℃的热分解残碳率高于60％。中国专利ZL200610020900.8中提到的一种含马来酰亚胺和烯丙基醚的苯并噁嗪，5％失重温度达到435℃，800℃的热分解残碳率为57％。中国专利ZL200410052834.3中提到一种芳炔封端的聚硅醚苯并噁嗪树脂，其热分解温度为395℃，在800℃的热分解残碳率为52％。中国专利ZL03117779.4中提到一种苯并噁嗪树脂，其材料长期使用温度为150-200℃。

这些专利，通过对苯并噁嗪的单体结构进行改进，改善了聚合物的耐热性能，但还不够理想。并且这类发明专利中也未提及聚合物的介电常数，众所周知，较低的介电常数对于聚合物在介电功能材料中的应用是非常重要的。此外，目前为止还未有报道涉及到禽噁唑环结构双苯并噁嗪的合成及性能。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含噁唑环的双苯并噁嗪及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的目的之一是提供一种含噁唑环的双苯并噁嗪，其分子化学结构式可分为两大类，一类是两个噁唑环直接连接于同一苯环的结构，另一类是两个苯并噁唑环之间存在R2基团相连接的结构。分别如下所示：

其中，为以下之一：

-R₂-为以下之一：

本发明的目的之二是提供一种禽噁唑环的双苯并噁嗪的制备方法，

第一步，以邻氨基苯酚盐酸盐和对羟基苯甲酸为原料，反应制备含噁唑环结构的二酚，化学反应方程式如下：

在上述反应中，PPA是多聚磷酸的简写，PPA中五氧化磷禽量须大于80％。

第二步，以含噁唑环结构的二酚、苯胺和多聚甲醛反应制备含噁唑环的双苯并噁嗪，化学反应方程式如下：

其中，NH₂-R₁为以下之一：

-R₂-为以下之一：

具体的操作步骤是：