[发明专利]氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成高分子材料技术领域，涉及一种自催化腈基树脂单体及其合成方法，具体涉及一种氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体及其合成方法。

背景技术

航空航天、国防军事等领域对耐高温、高性能、阻燃性好的复合材料提出了新要求。邻苯二甲腈树脂以其固化物具有良好的热稳定性和机械性能，以及优异的热氧稳定性、阻燃性和较好的耐潮性，而备受青睐。目前该类树脂在航空航天、舰船、微电子及机械制造等领域已开始广泛的应用。

目前典型邻苯二甲腈树脂主要有联苯型双邻苯二甲腈树脂、双酚A型双邻苯二甲腈树脂、以及芳醚型邻苯二甲腈树脂。但是这类树脂单体热固化温度高、反应缓慢，需要在280℃处理近百小时才能观察到明显的凝胶现象。它们的高加工温度、低固化速率等特点是造成树脂加工性差的主要原因。

在过去的20年里，为了降低邻苯二甲腈树脂的加工温度、提升其固化速率，提高其加工性，相关人员开展了一系列的研究工作。目前主要使用的是加入催化剂和设计开发新型自催化固化单体。但是目前使用的小分子催化剂由于加入量不能太大而导致催化效果一般，同时由于其在高温下挥发而出现固化交联速度减缓。目前的自催化树脂单体有相对较好的加工性，不存在因挥发而导致固化速度降低的问题，相对传统单体固化温度和时间都有所降低。比如芳醚腈基中加入小分子催化剂的固化温度程序为(250℃保持1小时，325℃保持3小时，375℃保持8小时，425℃保持8小时，总计20小时)，固化物在氮气氛下1000℃残炭率为70-73％，而氨基自催化树脂单体可以在固化温度程序为(220℃保持1小时，250℃保持5小时，315℃保持5小时，375℃保持5小时，总计16小时)，所得固化物在氮气氛下900℃残炭率为72-74％。只是这种降低效果不太明显。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有高反应活性、高耐热、低固化温度、短固化时间的氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体及其合成方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体，所述氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体的分子结构式为下式(Ⅰ)：

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体的合成方法，包括以下步骤：

(1)将邻氨基苯酚、催化剂和溶剂混合，在氮气保护下，加热至90℃～100℃并保温；

(2)向步骤(1)保温后的溶液中加入3-硝基邻苯二甲腈，在80℃～90℃温度下进行反应，反应后冷却，经后处理，得到氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体。

上述的氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体的合成方法中，优选的，所述邻氨基苯酚、催化剂、溶剂、3-硝基邻苯二甲腈的比值为0.1mol～0.12mol∶0.15mol～0.18mol∶150ml～180ml∶0.08mol～0.1mol。

上述的氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体的合成方法中，优选的，所述步骤(1)中，所述保温的时间为1h～3h。

上述的氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体的合成方法中，优选的，所述步骤(2)中，所述反应的时间为5h～8h。

上述的氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体的合成方法中，优选的，所述步骤(1)中，所述催化剂包括无水碳酸钾、无水碳酸钠中的一种或两种。

上述的氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体的合成方法中，优选的，所述步骤(1)中，所述溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、1,4-二氧六环中的一种或多种。

上述的氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体的合成方法中，优选的，所述步骤(2)中，所述后处理的过程如下：向冷却后所得产物溶液中加入NaOH水溶液，析出沉淀，然后抽滤、洗涤至中性，再过滤、干燥，即得氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体。

上述的氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体的合成方法中，优选的，所述后处理的过程中：所述NaOH水溶液的浓度为0.1mol/L～0.2mol/L，所述干燥的温度为60℃～80℃，所述干燥的时间为12h～16h。

本发明的氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂单体的合成路线图如下：

本发明通过改善分子空间结构，使活性氨基与不饱和腈基在空间上距离更近，从提高固 化交联活性，降低固化温度、缩短固化时间，提高交联度，提高机械性能。