[发明专利]一种电活性苯并噁嗪树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种有机高分子材料及其制备方法，具体地说是一种新型电活性苯并噁嗪及其制备方法。

背景技术

电活性材料是电子-离子的混合导体，通过外加电路或添加化学试剂可以使其可逆的进行充电和放电。为了维持物相本身的电中性，在此过程中被转移的电荷会通过离子的置入或置出来实现补偿(蔡志江，聚吡咯涂层复合聚羟基丁酸酯膜电活性材料及其制备方法，CN201110412631)，具有不同化学性质的多种聚合物体系都具有这一特征，包括氧化还原或电子导电聚合物等。导电聚合物是一种具有大π键的共轭大环聚合物，这种聚合物的电导特性不仅仅在聚合物形成过程中可变，甚至在已形成结构后也可以得到改变。这种特性赋予这种聚合物无限可能的实际应用价值。导电高分子作为电致变色材料、电致荧光器件、气体、温度、离子传感器、电容器、电池、选择透过性膜以及金属防腐材料等领域展现着广阔的应用前景(施勇，导电聚合物薄膜的制法及应用，CN201510480357；付亚东、梁小平、耿振搏等，离子导电聚合物电解质薄膜及其制备方法和电致变色玻璃，CN201610091975)。相对诸多导电高分子，聚苯胺材料因为其原料易得且价格相对低廉、环境稳定性较好、合成方法简单且多样、材料性能优异、应用领域广泛被认为是最有可能实现大规模应用的导电高分子材料。凭借聚苯胺独特的掺杂机制，更加优异的电学性质，光学性质，防腐性能已经成为了导电高分子材料家族中最被研究人员重视的材料(黄琨、钟爱青、何紫东等，一种独立的聚苯胺导电膜的制备方法，CN201610157855；郭志光、刘明明、李静，一种聚苯胺修饰的多孔材料及其应用，CN201610192613)。

目前电活性聚合物以线性热塑性结构为主。与线性热塑性聚合物相比，环氧树脂、酚醛树脂以及苯并噁嗪等热固性体型结构高分子材料，在粘接强度、力学性能以及热稳定性能上具有明显优势。在诸多热固性树脂中，苯并噁嗪是近几十年发展起来的综合性能较好的新型热固性材料。苯并噁嗪以胺类、酚类和醛类化合物为原料合成的一类含氮杂环化合物。该树脂在热处理或有催化剂作用下可交联聚合，形成类似酚醛树脂的含氮网络结构。由于苯并噁嗪具有稳定的芳环结构，并且在固化过程中不释放小分子，故而聚苯并噁嗪作为一种新型的热固性树脂，具有优异的电绝缘性、高的热氧稳定性、良好的阻燃性、稳定的绝缘性、优异的力学性能(王东、D·S·金凯德，制备苯并噁嗪树脂的方法，CN201280039170)。特别值得关注的是苯并噁嗪树脂在固化过程中制品孔隙率低，近似零收缩。苯并噁嗪具有杰出的 分子设计的灵活性(刘文彬，何轩宇，王军，含醚键双胺型芴基苯并噁嗪，CN201210192883)，再加上苯并噁嗪树脂在开环聚合前主要以三聚、四聚等低分子量化合物为主，软化温度一般低于60℃，可以很好的溶解于丁酮等低沸点溶剂，给加工处理带来便利。因此聚苯并噁嗪树脂作为重要的工程聚合材料在航空航天、微电子等高技术领域具有广阔的应用前景(辛忠、周长路、陆馨，聚苯并噁嗪类热固性树脂的用途，CN201210148147)。

然而，目前国内外对于苯并噁嗪在光电子器件、传感器、电磁屏蔽等领域的应用研究还较少。而现有的苯并噁嗪其性能依然不能很好地满足电子领域的需求，在这些领域目前常使用苯胺齐聚物，作为聚苯胺的模型化合物，苯胺齐聚物具有确定的分子结构、良好的溶解加工性、类似于聚苯胺的光学、电学、掺杂/脱掺杂、可逆的氧化还原等特性，因而引起了众多科研工作者的广泛关注。但是，苯胺齐聚物在实际应用过程中，却没有聚合物的优点，如机械性能、成膜性、稳定性等，在实际应用中受到很大的限制。而苯并噁嗪的材料性能和苯胺齐聚物有互补的效果，如果能够将两者进行结合，形成一种新型电活性苯并噁嗪，其在介电材料、电致变色材料、化学传感器、防腐涂料、医用生物材料等领域都将展现出广阔的应用前景。

发明内容

本发明的主要目的是根据现有技术存在的问题，提供一种电活性苯并噁嗪树脂。本发明提供的电活性苯并噁嗪树脂通过分子设计，将苯胺齐聚物引入到苯并噁嗪分子链中得到功能性的聚合物，它具有灵活的分子设计性、良好的耐热性能、高玻璃化转变温度、优异的力学性能以及耐化学品腐蚀性能。本发明提供的电活性苯并噁嗪树脂可应用于电致变色和化学传感器件、防腐涂层以及医用生物领域。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种电活性苯并噁嗪树脂，由结构a、结构b、结构c、结构d、结构e这几种苯并噁嗪树脂中的一种或几种组成，结构a、结构b、结构c、结构d、结构e的结构式分别为：

结构a：

结构b：