[发明专利]一种改性双马来酰亚胺树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性双马来酰亚胺树脂及其制备方法。将基于生物质的2，5呋喃二甲酸和二氯亚砜在N,N‑二甲基甲酰胺作为催化剂的条件下酰化得到2，5呋喃二甲酰氯，将其与基于生物质的丁香酚分别溶解在二氯甲烷中，在叔胺的条件下发生酯化反应，得到基于全生物质的二（4‑烯丙基‑2‑甲氧基苯基）呋喃‑2,5‑二羧酸酯，将其用于制备改性双马来酰亚胺树脂。本发明制备的改性双马来酰亚胺树脂具有优良的热性能和刚性；制备方法采用来自生物质的2，5呋喃二甲酸和丁香酚，原料绿色环保、可再生，还具有生产工艺简单的特点，在航空航天、电子信息、电气绝缘等工业领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种改性双马来酰亚胺树脂及其制备方法，具体涉及一种利用绿色可再生生物质资源合成的一种基于全生物质的二（4-烯丙基-2-甲氧基苯基）呋喃-2,5-二羧酸酯改性双马来酰亚胺树脂，属于化工与高分子材料技术领域。

背景技术

在过去的几十年中，石油和煤是生产燃料、化学药品以及高分子材料等的重要原料。然而，石油和煤资源的不可再生性及人类可持续发展的紧迫性都要求开发出一种新型可再生的材料，而生物质材料恰好满足人类的迫切需求。

生物质具有可再生、分布广且年产量巨大的特点，但是迄今人们对其的利用效率非常低。如何高效地将可再生的生物质资源转化为可利用的高分子材料，引发了整个世界的浓厚兴趣并得到了高度关注。自然界广泛存在的生物质材料多为脂肪族化合物，热学性能较差，因此，丁香酚和2,5-呋喃二甲酸以其芳香结构而具有的优异热稳定性脱颖而出。丁香酚约占丁香油80%的成分，是一种可再生、低毒、相对低成本（大约每公斤5美元）的生物质材料。2,5-呋喃二甲酸被U.S. Department of Energy列入排名前十的绿色化学物质，已经用于合成尼龙、聚酯和聚氨酯等。然而，在科技进步和经济发展的要求下，高性能树脂以其优异的性能可应用于高端领域，近年来得到了广泛深入的研究，但是2,5-呋喃二甲酸和丁香酚在高性能树脂方面应用较少。

作为高性能热固性树脂的典型代表，双马来酰亚胺树脂（BMI）的固化物具有优异的综合性能（包括突出的抗热氧化性和耐热性、优异的力学性能、良好的耐湿热及优异的介电性能等），因而在航空、电子信息、电气绝缘等高端领域占有重要地位。但未改性的BMI存在熔点高、溶解性差、成型温度高，固化物交联密度太大、脆性大等缺点，不能很好地满足加工和使用的要求。迄今为止，烯丙基苯基化合物改性BMI是BMI改性中工艺最成熟、效果最好的一种，是国内外BMI改性研究的热点，目前对其研究大多针对是4,4’-双马来酰亚胺基二苯甲烷（BDM）进行的。2,2’-二烯丙基双酚A（DBA）是最常用的BDM的烯丙烯基苯基化合物改性剂。然而它是通过双酚A二烯丙基醚（BBE）在高温下发生克莱森重排形成的，而BBE是通过以主要来自石油和煤资源的双酚A和来自石油资源的氯丙烯或溴丙烯反应合成的。一方面，双酚A来源于不可再生的石油和煤资源，在BDM改性中用量很大，这使它对石油和煤资源造成了很大依赖，不符合当今人类社会绿色可持续发展理念；另一方面，随着生活水平提高，生产生活中人们对于健康和安全的要求日益增长，而双酚A的类雌激素结构无形中会对健康产生极大的威胁，这使得全球使用非双酚A基产品的呼声日益高涨。因此，开发一种环保绿色低毒的基于生物质的BMI改性剂在资源保护和人类健康方面都大有裨益。