[发明专利]三胺型喹喔啉基苯并噁嗪及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种有机高分子材料，本发明也涉及一种有机高分子材料的制备方法。具体地说是一种新型三胺型三官能度喹喔啉基苯并噁嗪及其制备方法。

背景技术

苯并噁嗪是一种由酚类化合物、甲醛和伯胺经Mannich缩合反应得到的化合物，可以在加热或路易斯酸催化作用下发生开环聚合，形成结构上类似于酚醛树脂的固化产物，是一种新型的酚醛树脂。这种树脂除具有酚醛树脂优良的耐热性和阻燃性之外，还在一定程度上改善了酚醛树脂的脆性和尺寸不稳定性。它最显著的优点是通过自身开环聚合形成三维网络结构，固化时无小分子释放，制品孔隙率低，其体积近似零收缩，有高的几何热稳定性，以及良好的机械性能、电气性能、阻燃性能和高的残碳率。这些优异的性能使得苯并噁嗪在先进复合材料基体树脂、电子封装、胶黏剂、阻燃材料、耐烧蚀材料、绝缘材料等领域有广泛的应用。近年来，随着苯并噁嗪单体的种类、合成方法及催化聚合研究的不断深入，多官能度苯并噁嗪已引起许多研究者的关注。如林庆炫等合成了含磷三酚和三胺型苯并噁嗪单体，聚合物的T_g分别为220和242℃，初始热分解温度(T₅)为324和349℃，800℃残炭率达48％和58％(Lin CH,Cai1SX,Leu TS,Hwang TY,Lee HH.Synthesis and properties of flame-retardant benzoxazines by three approaches.J Polym Sci A Polym Chem,2006,44:3454-3468P；Chang CW,Lin CH,Lin HT,Huang HJ,Tu AP.Development of an aromatic triamine-based flame-retardant benzoxazine and its high-performance copolybenzoxazines.Eur Polym J,2009,49:680-689P)。刘承美等制备了三聚磷腈基四官能度和六官能度苯并噁嗪单体，其聚苯并噁嗪的T_g分别为254℃和152℃，T₅分别为442℃和403℃，由于交联位的增加，聚合物的热性能和阻燃性能大幅提高(Wu X,Liu SZ,Tian DT,Qiu JJ,Liu CM.Highly branched benzoxazine monomer based on cyclotriphosphazene:Synthesis and properties of the monomer and polybenzoxazines.Polym,2011,52:1004-1012P；Wu X,Liu SZ,Tian DT,Qiu JJ,Liu CM.Well-defined organic–inorganic hybrid benzoxazine monomers based on cyclotriphosphazene:Synthesis,properties of the monomers and polybenzoxazines.Polym,2011,52:4235-4245P)。除此之外，还有以三嗪结构、POSS结构等为基本骨架结构的多官能度苯并噁嗪单体的报道。

喹喔啉是一种杂环化合物，由一个苯环与一个吡嗪环稠合而成，其2、3、6位可引入多种活性基团，具有非常灵活的分子设计性，可用于合成聚苯基喹喔啉、喹喔啉基聚酰亚胺、聚醚、聚酯等聚合物。与此同时，这种喹喔啉结构具有较高的键能、庞大的摩尔体积以及较弱的极性，赋予了该类聚合物优良的耐热及热氧化稳定性、耐环境稳定性、低介电常数与介电损耗、在有机溶剂中良好的溶解性以及良好的力学加工性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优良热性能及力学性能的三胺型喹喔啉基苯并噁嗪。本发明的目的还在于提供一种三胺型喹喔啉基苯并噁嗪的制备方法。

本发明的三胺型喹喔啉基苯并噁嗪单体的结构式为：

式中，R为H、CH₃或OCH₃中的一种。

本发明的三胺型喹喔啉基苯并噁嗪的制备方法为：

(1)以冰乙酸为溶剂，向容器中加入摩尔比为1:1～1.2的间二硝基苯偶酰和4-硝基邻苯二胺，混合物回流5～12h，然后冷却至室温，过滤，滤饼烘干，所得粗产物重结晶1～3次，得到2,3-双(3-硝基苯基)-6-硝基喹喔啉简称三硝基喹喔啉；